必威体育精装版2012年高一物理力的合成与分解.docVIP

3.4 力的合成与分解 学案 1．运算法则(1)__________定则如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作一个平行四边形则这两个邻边之间的对角线就表示________的大小和方向如图1(a)所示． 图1 (2)三角形定则求两个互成角度的共点力F1F2的合力可以把表示F1F2的线段首尾相接地画出把F1F2的另外两端连接起来则此连线就表示________的大小和方向如图(b)所示．显然三角形定则是平行四边形定则的简化本质相同．2．力的合成求几个力的合力叫做力的______．3．力的分解：如果一个力的作用效果可以用几个力来______这几个力称为这一个力的______．求一个力的分力叫做力的分解．力的分解是力的合成的________．同样遵守___即以已知力作为________画平行四边形与已知力共点的平行四边形的________表示两个分力的大小和方向. 一合力的计算问题情境在探究求合力的方法的实验中运用了什么物理思想和方法？　　要点提炼1．定义：求几个力的合力的过程叫做力的______．2．遵守的法则：______________定则．3．平行四边形定则求合力的应用方法： 图2 (1)图解法两个共点力的合成：从力的作用点作两个共点力的图示然后以F1F2为边作平行四边形______________即为合力的大小______________即为合力的方向．用直尺量出对角线的长度依据力的标度折算出合力的大小用量角器量出合力与其中一个力之间的夹角θ如图2所示．图中F1＝50 NF2＝40 N合力F＝80 N.两个以上力的合成：先求出任意两个力的合力再求出这个合力跟第三个力的合力直到所有的力都合成进去最后得到的结果就是这些力的合力．(2)计算法 图3 先依据平行四边形定则画出力的平行四边形然后依据数学公式(如余弦定理)算出对角线所表示的合力的大小和方向．当两个力互相垂直时如图3所示有：F＝tan θ＝F2/F1. 图4 4．合力大小的范围(如图4所示)(1)合力F随θ的增大而______．(2)当θ＝0°时F有最大值Fmax＝__________；当θ＝180°时F有最小值Fmin＝__________.(3)合力F既可以大于也可以等于或小于原来的任意一个分力．一般地___≤F≤_______二合力的计算问题情境如图5所示把一个物体放在倾角为α的斜面上 图5 物体并没有在重力作用下下滑．从力的作用效果看应将重力怎样分解？两个力的大小与斜面倾角有何关系？　　要点提炼1．力的分解的几种常见情况：(1)已知两个分力的方向求两个分力的大小．如图6所示已知F和αβ，显然该力的平行四边形是唯一的即F1F2的大小也唯一确定． 图6 (2)已知一个分力的大小和方向求另一个分力的大小和方向．如图6所示已知FF1及α显然此平行四边形也是唯一确定的即另一个分力F2的大小和方向只有唯一答案．(3)已知一个分力的大小和另一个分力的方向即Fα及F2的大小已知．这时又可能有下列情形：F2Fsin α，有两个平行四边形即有两解如图7甲所示；但若F2≥F则只有一个解如图乙所示． 图7 F2＝Fsin α有一个平行四边形即唯一解如图丙所示．F2Fsin α，此时构不成平行四边形即无解如图丁所示． 图8 (4)已知两个分力的大小求两个分力的方向．如图8所示当绕着力F的方向将图在空间中转过一定角度时仍保持F1F2大小不变但方向变了此时有无穷组解．2．力的分解的原则：按力的作用效果分解．问题延伸1．公园的滑梯倾角为什么比较大呢？　　2．为什么高大的立交桥要建有很长的引桥？ 例1　两个大小相等的共点力F1F2，当它们之间的夹角为90°时合力的大小为20 N则当它们之间夹角为120°时合力的大小为(　　)A．40 N B．10 N C．20 N D．10 N 听课记录　　变式训练1　两个共点力的合力为F如果它们之间的夹角θ固定不变只使其中一个力增大则(　　)A．合力F一定增大B．合力F的大小可能不变C．合力F可能增大也可能减小D．当0°θ90°时合力F一定减小例2　(1)如图9所示一光滑小球放在倾角为θ的光滑斜面和竖直的挡板之间其重力产生什么样的效果？(2)①如图10甲所示小球挂在墙上绳与墙的夹角为θ.绳对球的拉力F产生什么样的作用效果可以分解为哪两个方向的分力来代替F?如图乙所示如果这个小球处于静止状态重力G产生什么样的作用效果可以分解为哪两个方向的分力来代替G? 　图9　　　　　　　　图10例3　已知力F其一个分力F1与F成30°角另一个分力F2的大小为F方向未知则F1的大小为(　　)A.F B.F C.F D.F 听课记录　　　变式训练2　将一个60 N的力进行分解其中一分