1、第四节 力 的 合 成 合力与分力1.合力与分力的关系:(1)等效:指合力与分力的作用效果相同。(2)替代:一个力与几个力的作用效果相同,可以用这一个力代替那几个力,也可以用那几个力代替这一个力。(3)在实际问题中,可以用合力来代替几个分力,但不是物体多受一个合力。2合力与分力的性质:3合力与分力的大小关系:两分力大小不变时,合力 F 随两分力夹角 的增大而减小,随 的减小而增大。(0180)(1)两分力同向(0)时,合力最大,FF1F2,合力与分力同向。(2)两分力反向(180)时,合力最小,F|F1F2|,合力的方向与较大的一个分力的方向相同。(3)合力的取值范围:|F1F2|FF1F2。
2、【典例】下列关于合力的说法中不正确的是()A合力是它的几个分力的等效替代B合力的大小等于它的几个分力的代数和C物体受到的几个实际力的合力是假设的D两个大小不变的共点力的合力随它们之间夹角的增大而减小 阿基米德为了鉴定金皇冠到底是不是金的,要测量皇冠的体积,想了很久都没想到办法,直到有天他在泡澡时,一脚跨进浴缸发现浴缸里的水都往外面溢出来了,然后他就想到物体在液体中的体积是不是就是物体排开水的体积呢,于是就有了后面的阿基米德定律。合力可能大于某一分力,可能小于某一分力,也可能等于某一分力。答案:B(1)合力与分力的效果是相同的,所以合力是它的几个分力的等效替代,A 不符合题意。(2)当两个分力的
3、方向相同时,合力等于两个分力的大小的代数和,若方向不同时,则合力不等于两个分力的大小的代数和,B 符合题意。(3)一个物体受到几个力共同作用产生的效果与某一个力产生的效果相同,这个力叫作那几个力的合力,所以物体受到的几个实际力的合力是假设的,C 不符合题意。(4)根据平行四边形的特征可知:两个共点力的合力随它们之间夹角的增大而减小,D 不符合题意。阿基米德通过测量排开水的体积来测量皇冠体积的方法是什么?提示:用的是等效替代的方法,类似于合力等效于几个分力的矢量和一样,用排开水的体积来等效皇冠的体积。对实验原理的理解1实验原理:根据等效替代思想,将橡皮筋的一端固定,另一端用两个力 F1、F2 使
4、其到达某一点,再用一个力 F作用于橡皮筋的同一点,使其到达同一点,那么 F与 F1、F2 的作用效果相同;记下 F1、F2 的大小和方向,画出各个力的图示,就可以研究 F与 F1、F2 的关系了。2实验步骤:(1)在桌上平放一个方木板,在方木板上铺上一张白纸,用图钉把白纸固定好。(2)用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的 A 点(A 点的位置应该靠近顶端中点),在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳,细绳的另外一端是绳套。(3)用弹簧测力计分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,结点到达某一位置 O。(4)用铅笔记下 O 的位置和两条细绳的方向,分别读出两只弹簧测力计的示数(在同一条件下)。(5)
5、用铅笔和三角板在白纸上从 O 点沿着两绳的方向画直线,按照一定的标度作出两个力 F1 和 F2 的图示,作出合力的图示 F。(6)只用一只弹簧测力计,通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置 O 点,读出弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度作出这个力 F的图示。3实验结论:F 与 F在误差允许的范围内重合。4注意事项:(1)实验过程中要注意使弹簧测力计与木板平面平行。(2)选用的橡皮筋应富有弹性,同一实验中橡皮筋拉长后的结点的位置必须保持不变。(3)在橡皮筋形变不超过弹性限度的条件下,拉力尽量大一些,以减小实验误差。(4)严格按照力的图示要求和几何作图法作出合力。弹簧测力计数据在允许的情况下,尽量大一些,读数时眼睛一定要正视,要按有效数字正确读数和记录。(1)结点 O 的位置和两个弹簧测力计的方向画得不准确,造成作图误差。(2)两个分力的起始夹角 太大,如大于 120,再重复做两次实验,为保证结点 O位置不变(即保证合力不变),则 变化范围不大,因而弹簧测力计示数变化不显著,读数误差较大,导致作图产生较大误差。(3)作图比例不恰当、不准确等造成作图误差。