2017-2018学年鲁科版必修1 第5章第1节力的合成 学案(1)
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课堂互动

三点剖析

共点力的合成

力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下,用一个力的作用代替几个力的作用,这个力就是那几个力的"等效力"(合力).

作用在不同物体上的两个力能进行力的合成吗?

作用在不同物体上的两个力,由于它们只能对各自的物体产生力的效果,而不能产生共同的作用效果,因此,不能用一个力的作用效果代替它们分别产生的作用效果.所以,把作用在不同物体上的力来合成是没有物理意义的.只要作用在同一物体上的力,无论力的性质如何,都可以合成.

共点力合成的平行四边形定则

所有的矢量的合成都遵守平行四边形定则,这正是矢量不同于标量的运算法则.

一个物体同时受到多个力的作用,这几个力的合力一定大于分力吗?

任何多个共点力的合成,最终都可以转化成两个共点力的合成,因两个共点力的合力满足关系式:|F1-F2|≤F≤F1+F2.由此可知,合力的大小可能比两个分力都大,也可能比两个分力都小,还可能比一个分力大,比另一个分力小,有时还可以与其中一个分力大小相等,甚至与两个分力都相等.

力的三角形法则

根据平行四边形对边平行且相等的性质,力的平行四边形可以用更简单的作图法来代替.在图5-1-1甲中F是共点力F1和F2的合力;如图 乙所示,把力F2平移至线段AC的位置,从O点出发,把代表F1和F2的有向线段OA、AC首尾相接地画出来,连接OC,则从O指向C的有向线段就表示合力F的大小和方向,△AOC就叫做力三角形.上述作图法叫力三角形法.同理也可作出图丙的力三角形OBC.

图5-1-1

由上可知,两个力与其合力的图示必能组成一个封闭的三角形,其中首、尾相接的是两个分力.反过来说,如果表示三力的有向线段能组成一个封闭三角形,则其中的一力必为首尾相接的二力之合力.

矢量与标量的区别

矢量既有大小又有方向,其合成方法遵循平行四边形定则.如:力、速度、加速度、位移等.标量一般只有大小没有方向,其合成方法用代数法求和,如质量、时间等.矢量和标量的根本区别是其运算法则不同.需要用平行四边形定则来合成的量为矢量,直接用代数法求和的量是标量.

求矢量的大小时可用解直角三角形的方法,也可用正、余弦定理.

各个击破

【例1】 下列各对力中,其中合力为零的是( )

A.悬绳对电灯的拉力和电灯的重力 B.灯拉悬绳的力和悬绳拉电灯的力

C.绳拉天花板的力和电灯拉悬绳的力 D.悬绳拉天花板的力和电灯的重力