1、力的合成与分解-知识探讨合作与讨论1公园滑梯的倾角比较大，而高大的桥要修很长的引桥来减小倾角，为什么？2公园中架设的缆车钢索，是尽量绷直好呢，还是让它稍松弛一些？如果你是工程技术人员，应怎样处理？3两个力气大的同学使劲拉直一根绳子，但是一个力气弱小的女同学轻轻地在中间一拉，两个大力气的同学立刻移动了，正所谓一两拨千斤。请同学们讨论产生这种现象的原因思路：1公园滑梯的倾角比较大，目的是使人在上面滑得顺畅；而高大的桥要修很长的引桥来减小倾角，无非是使车辆容易爬坡为什么可以达到这些目的？我们可以从力的实际作用效果的角度来考虑问题2由于钢索要承担缆车的重力，究竟是直好还是松弛些好，我们要从两种情况下钢
2、索承担的力的大小去考虑，而钢索承担力的大小又要服从力的平行四边形定则，所以我们可以利用平行四边形定则，结合力的示意图，问题就很容易解决了3讨论的思路可以参照上题，利用力的平行四边形定则，通过作图分析合力与分力大小的关系 思路分析本节利用上节实验探究的结果，总结出合力和分力的关系服从力的平行四边形定则力的合成和分解的思想是物理学中等效思想的具体应用，是一种很重要的思维方法，而平行四边形定则是合成和分解的灵魂合成与分解互为逆过程，都遵循平行四边形定则，分解应根据力的实际作用效果来进行关于力的合成与分解需要突破以下几个方面的问题：一、实际问题中合力的求法图解法用图解法求作用在同一点的两个互成角度的力
3、的合力时，程序一般是：（1）选标度；（2）用一个点表示物体，分别作F1、F2的图示；（3）作辅助线，形成平行四边形；（4）作出两分力所夹的平行四边形的对角线，即合力F；（5）用刻度尺量出该对角线的长度，计算合力的大小；（6）量出合力F与F1的夹角，表示合力的方向二、合力与分力大小关系的分析1共点的两个力F1、F2的合力F的大小，由力的平行四边形可知，合力F与F1、F2构成一个三角形，合力F与F1、F2分别为三角形的三边，因此合力与分力大小关系也就是三角形三边边长的关系，即合力的大小最大等于F1、F2大小之和（两分力方向相同时），最小等于两分力大小之差（两分力方向相反时），即合力可在F1F2到（
4、F1F2）间取任意值合力可大于任何，一个分力，也可以等于或小于任何一个分力2两个分力在不同的夹角条件下，有下面的特点：（1）当时，FF1F2（2）当时，FF1F2（3）当时，F（4）当时，且F1F2时，FF1F2（5）当在0时，当增大时，F随之减小，减小时，F随之增大三、力的分解的方法1按力的作用效果分解在进行力的分解时，可以按力的作用效果进行分解如在光滑斜面上静止的物体，其重力产生的效果是：一是使物体有沿斜面下滑的趋势，二是使物体压紧斜面（如图a）但不能就此认为斜面上的物体的重力都这样分解（如图b所示）光滑小球被竖直挡板挡在斜面上静止，此时其重力产生的效果是：一是球压紧竖直挡板，二是球压紧斜
5、面所以进行力的分解时，要视实际情况而定，灵活解决实际问题2正交分解法正交分解法的一般程序：（1）确定研究对象；（2）进行受力分析；（3）正确选定直角坐标系；（4）分别将各个力投影到坐标轴上说明：由于每个力作正交分解的过程以及最终由合力的x轴分量和y轴分量来求合力的大小和方向的过程，都是求解直角三角形问题可见，正交分解法在共点力运算中较为简便相关链接“顶”风破浪的帆船谁都知道，顺风扬帆，乘风破浪，风对船帆的压力是推动帆船前进的动力可是，如果遇上了逆风，帆船还能依靠风的力量前进吗？有没有“顶”风破浪的帆船呢？回答是肯定的帆船是怎样从逆风那里获得动力的呢？如左下图所示，先让我们一起来做一个小实验将直
6、角三角板的一边紧贴着光滑的水平桌面左手的两个手指放在它的两侧，使它不会倒下伸出右手的一个手指（或用一枝铅笔）在斜边上，对三角板施加一个向右下方的压力看一看，三角板将向哪边运动？你一定会惊奇地发现，三角板并没有向右边滑动，而是向左运动！这是怎么回事呢？向右下方的压力怎么成了三角板向左滑动的动力了呢？如果你仔细地研究一下作用在三角板上的压力F，就会发现，当斜边十分光滑的时候，它的作用效果和垂直于斜边向下的压力几乎相同根据的作用效果，我们又可以将分解为水平向左的力F1和竖直向下的力F2其中F1就是使三角板向左滑动的动力当三角板受到的摩擦阻力比较小的时候，就会向左运动了帆船遇到逆风的时候，它的受力情况
7、同这个小实验中的三角板非常相似只要操纵得当就能从逆风那里得到前进的动力，“顶”风破浪，照样能高速前进你知道吗？加拿大运动员普林斯就是一位敢于向逆风挑战的英雄！在狂风暴雨的恶劣天气中，他硬是驾驶着心爱的轻便小帆船，“顶”狂风，破恶浪，创造出平均速度为225km/h的世界最好成绩在逆风中行船，关键在于随时随地都要有效地控制好船身和巧妙地作用风帆必须避免让风垂直地吹到帆面上如果有一股强劲的顶头风从正前方吹来，我们就要顺势将船头和帆面拨到两个不同的方向上，避免和逆风正向接触，让它斜向吹到风帆的一侧跟小实验中的情形相似，这时作用在帆上的风力F可以分解成帆面的分力和沿帆面向后的分力，如图所示显然，对帆船的
8、前进几乎没有影响，而垂直于帆面的分力却为帆船的前进提供了动力可以再把分解为沿着船的龙骨线、指向前进方向的分力F1和垂直于龙骨线的分力F2分力F1当然就成了前进的动力，与船的前进方向垂直、横向推船的分力F2被这个方向上水对船的阻力平衡掉了就这样，人们从逆风中获得了使船前进的动力！而且，大量的试验和实践告诉我们：当风帆正好处在船的龙骨线和风向所夹角的平分线上时，船就能从逆风那里得到最大的动力因此，“顶”风破浪的帆船，实际上并不是真的和风向在一条直线上面对面地蛮“顶”，而是偏过船头跟风的方向成一个锐角，巧妙地“顶”，从而从逆风那里得到前进的动力细心的同学可能已经发现了问题：为了避免正面顶风航行，船头
9、已经偏离了原来的航向这样下去，不就无法到达目的地了吗？其实，只要进一步了解，你就会发现，“顶”风行驶的帆船并不是始终朝一个方向行驶的逆风中的帆船一般总是沿着S形的航线迂回前进的当船偏左航行一段路程后，再将船头和帆偏向右前方这时风仍然斜吹在船帆上，照样为帆船提供向前所需的动力这样，帆船沿着S形的路线，“顶”风破浪，顺利地到达了目的地水手们常把这种逆风驶帆的方法形象地称作“抢风行动”如图所示如果你有机会驾驶帆船，不妨根据上面的道理，亲自试一试不断实践，不断总结，你一定会获得更多的经验，说不定还会超过普林斯，创造出新的世界纪录呢！知识总结1力的合成和分解的思想是物理学中等效思想的具体应用，是一种很重要的思维方法，而平行四边形定则是合成和分解的灵魂2合成与分解互为逆过程，都遵循平行四边形定则，分解应根据力的实际作用效果或正交分解法来进行3在进行力的分解时，分力唯一确定的三种情况，一是已知合力的大小和方向及其中一个分力的大小和方向；二是已知合力的大小和方向及两个分力的方向，三是已知合力的大小与两个分力的大小