高一上物理同步辅导9力的合成

第九讲力的合成

【题型分解】

1.基本概念和方法

1．一个力，如果它产生的跟几个力共同产生的______相同，这个力就叫做那几个力的合力，求几个力的叫做力的合成.

2．几个力如果都作用在物体上的，或者它们的作用线相交于，这几个力叫做共点力.

3．实验表明：如果用表示两个共点力F1和F2的线段为作平行四边形，那么，合力F的大小和方向可以用这两个之间的表示出来，这就叫做力的平行四边形定则.

4．力既有，又有，力的合成要遵守________定则，在物理学中，像这样的物理量叫做矢量，如等物理量，只有，没有，在物理学中叫做标量，如、、等.

针对练习

1．关于分力与合力的说法中，正确的是（）

A．分力与合力同时作用在物体上，所以它们都是物体受到的力B．分力同时作用于物体时产生的效果与某一个力单独作用时产生的效果是相同的，那么这几个分力就是这个力

C．合力只能大于分力，不可能小于分力

D．两个分力夹角在0到180°之间变化时，若分力大小不变，则夹角越大合力越小

2．质量为m的长方形木块静止在倾角为θ的斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是（）

A．沿斜面向下B．垂直于斜面向上

C．沿斜面向上D．竖直向上

3．如图所示，三个力F1、F2、F3同时作用在同一物体上，将三个力的图示平移后，恰能组成一个闭合的三角形，求这三个力的合力.

2.多个力的合成

1.分步合成，根据题目具体情况，选择合成顺序和方法

2.先正交分解然后合成

针对练习

4.如图所示，AB为半圆的一条直径，O为圆心，P点为圆周上的一点，

在P点作用了三个共点力F1、F2、F3，则它们的合力为F2的________倍．

5．六个共点力大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F，相互间夹角均为60°，如图所示，则它们的合力大小是，方向.

3.合力的范围

1.两个大小确定的力，其合力大小随夹角增大而_______。

2.两个力F1和F2的合力大小范围为_______________。

3.三个力F1、F2和F3的合力大小范围为_____________。F3=12N

F2=9N

F1=7N

6F

5F

2F

F

3F

4F

针对练习

6．两个共点力的合力最大为15N，最小为5N，则这两个力的大小分别和，如果这两个力的夹角是90°，则合力的大小为.

7．作用在同一物体上的下列几组力中，其合力不能为零的有（）A．3N 4N 5N B．2N 3N 6N

C．4N 6N 9N D．5N 6N 11N

8．两个共点力F1、F2的大小不变，它们的合力F与两个力F1、F2之间的夹角θ的关系如图所示，则合力F大小的变化范围是多少？

（π=180°）

9．两个共点力F1、F2，F1=10N，保持F1大小、方向都不变，改变F2的大小和方向，发现合力F总等于10N，则下列关于F2的取值可能的是（）

A．20N B．10N C．5N D．25N

4.实验：验证力的平行四边形定则

实验原理：一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以力F′就是这两个力F1和F2的合力,作出力F′的图示.再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示,比较F和F′的大小和方向是否相同,若相同,则说明互成角度两个力合成时遵循平行四边形定则.

实验器材：方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔.

实验步骤：1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.并用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.

2.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条, 使橡皮条伸长到某一位置O,如图1所示,记录两弹簧测力计的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向.

3.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向.

4.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示.

5.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计的拉力F′的图示.

6.比较一下,力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向是否相同.白纸钉在木板处,两弹簧测力计同拉有角度,读数线选标度,再用一秤拉同处,作出力的矢量图.

误差分析：1.操作误差：两次结点位置有差异，弹簧测力计与木板不平行

2.记录误差：O点记录误差，力的方向记录误差

3.读数误差：力的大小读数误差

4.作图误差

注意事项：1．正确使用弹簧测力计

图1

(1)实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换或调校，直至相同为止．

(2)使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，但不能超出它的测量范围．

(3)使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差)．

(4)被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以避免产生摩擦．

(5)读数时应正对、平视刻度．

2．规范实验操作

(1)不要直接以橡皮条端点为结点，可用一段细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置．

(2)在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同．

(3)不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化．

(4)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，取掉细绳套后，再将所标点与O点连一直线确定力的方向．

(5)在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．

(6)两拉力F1和F2夹角不宜过小，作力的图示，标度要一致。

针对练习

10.如下图所示是甲、乙两位同学在“验证力的平行四边形定则”的实

验中所得到的实验结果，若用F表示两个分力F1、F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，则可以判断________(填“甲”或“乙”)同学的实验结果是尊重事实的．

11.在做验证力的平行四边形定则的实验时，先用两个弹簧测力计拉橡

皮条，再用一个弹簧秤拉橡皮条，两次须使橡皮条的结点达到同一位置，这样做是为了()

A．便于测量力的大小

B．使两个分力和它的合力产生相同的效果

C．使两个分力和它的合力有相同的作用点

D．便于画出分力与合力的方向

12.该实验中的三个步骤如下：(1)在水平放置的木板上固定一张白纸，

把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细绳套，通过细绳套同时用两个测力计互成角度的拉橡皮条，使它与细绳套的结点到达某一位置O点，在白纸上记下O点和两测力计的示数F1和F2.(2)在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则做出合力

F.(3)只用一个测力计通过细绳套拉橡皮条，使它的伸长量与两个

测力计拉时相同，记下此时测力计的示数F′和细绳套的方向．以上三个步骤中均有错误或疏漏，请指出错在哪里？

(1)中是______________________________．

(2)中是______________________________．

(3)中是______________________________．

13.将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连

着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮筋的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.

(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为___N和