1、人教版高中物理必修1第三章第三章 相互作用相互作用人教版高中物理必修13.4 力的合成力的合成课本课本第第4节节人教版高中物理必修13.4.2 多个力的合成力的合成力的合成平行四边形法则平行四边形法则三角形法则三角形法则平行四边形法则平行四边形法则：从力的作用点起，按同一标度作出两个分：从力的作用点起，按同一标度作出两个分力力F1和和F2的图示，再以的图示，再以F1和和F2的图示为邻边作平行四边形，的图示为邻边作平行四边形，画出过作用点的对角线，即合力画出过作用点的对角线，即合力F合合.回顾回顾共点力共点力物体同时受几个力作用，如果这几个力作用在物体的同一点，或者物体同时受几个力作用，如果这几
2、个力作用在物体的同一点，或者它们的作用线交于一点，那么这几个力就叫它们的作用线交于一点，那么这几个力就叫共点力共点力。力的合成的平行四边形法，只适用于共点力。力的合成的平行四边形法，只适用于共点力。非共点力非共点力共点力共点力多个力的合力多个力的合力 方法：方法：依次使用平行四边形法则。依次使用平行四边形法则。使用三角形法则：首尾相连。使用三角形法则：首尾相连。F2F3FF1F2F3F4F1F2F3F4F1F2F3F4F对于三个或三个以上的力，使用三角形法则更简便。对于三个或三个以上的力，使用三角形法则更简便。练习练习 物体在三个共点力作用下保持静止状态，已知其中两个力的物体在三个共点力作用下
3、保持静止状态，已知其中两个力的大小分别是大小分别是F14 N,F27 N，则第，则第3个力个力F3的大小不可能是的大小不可能是()A3 N B7 N C11 N D15 N D【解析】【解析】当三个共点力平衡时，任意两个力的合力大小与第三个力当三个共点力平衡时，任意两个力的合力大小与第三个力相等，方向相反；由于两个分力的大小为相等，方向相反；由于两个分力的大小为F14 N,F27 N，则其则其合力的最小值为二个力的差，是在同一直线上它们的方向相反时，合力的最小值为二个力的差，是在同一直线上它们的方向相反时，大小为大小为7 N4 N3 N；合力的最大值为二个力的和，是在同一直；合力的最大值为二个
4、力的和，是在同一直线上它们的方向相同时，大小为线上它们的方向相同时，大小为7 N4 N11 N；故；故A、B、C都在都在这个范围内，只有这个范围内，只有D中的中的15 N超出了这个范围，故超出了这个范围，故D是不可能的是不可能的例例1 物体受到三个大小分别为物体受到三个大小分别为3 N、4 N、5 N的共点力的作用，这的共点力的作用，这三个力的合力的最小值是三个力的合力的最小值是()A0 B2 NC4 N D6 N A【解析】【解析】方法一：方法一：前两个力的合力范围为前两个力的合力范围为1 N F 7 N，5 N在其合力范围内，在其合力范围内，故此三个力的合力最小值为故此三个力的合力最小值为
5、0，A正确正确方法二：方法二：对于三个或三个以上的力，使用三角形法则更简便。由几对于三个或三个以上的力，使用三角形法则更简便。由几何知识可知，何知识可知，3、4、5能组成一个三角形，故三个力的合力可以为能组成一个三角形，故三个力的合力可以为零。零。F1F2F3F=0练习练习 三个共点力大小分别是三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们合力，关于它们合力F的大小，的大小，下列说法中正确的是下列说法中正确的是()AF大小的取值范围一定是大小的取值范围一定是0FF1F2F3BF至少比至少比F1、F2、F3中的某一个大中的某一个大C若若F1:F2:F33:6:8，只要适当调整它们之间的夹角，一定
6、，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零能使合力为零D若若F1:F2:F33:6:2，只要适当调整它们之间的夹角，一定，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零能使合力为零 C【解析】【解析】对于三个力，使用对于三个力，使用三角形法则三角形法则。由几何知识可知，。由几何知识可知，若若F1、F2、F3能能组成一个三角形组成一个三角形，则适当调整它们之间的夹角，则适当调整它们之间的夹角，三个力的合力可以为零三个力的合力可以为零，如选项，如选项C，3、6、8能组成一个三角形，能组成一个三角形，因此合力可能为零因此合力可能为零；若若两个较小的力相加等于第三个力两个较小的力相加等于第三个力，其
7、合力也可能为零；，其合力也可能为零；若若F1、F2、F3不能组成一个三角形（除去的情况）不能组成一个三角形（除去的情况），则，则三个力三个力的合力的合力不可能不可能为零为零，如选项，如选项D，3:6:2不能组成一个三角形，因此不能组成一个三角形，因此合力不可能为零，最小值为合力不可能为零，最小值为632=1。练习练习 （多选）（多选）物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是组力的合力不可能为零的是()A3 N、4 N、8 N B5 N、2 N、3 NC1 N、5 N、10 N D10 N、10 N、10 N AC练习练习
8、如图所示，是两个共点力的合力如图所示，是两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角跟它的两个分力之间的夹角的关系图象，则这两个分力的大小分别是的关系图象，则这两个分力的大小分别是()A1 N和和4 NB2 N和和3 NC1 N和和5 ND2 N和和4 NB【解析】【解析】由图象可得：由图象可得：0时，时，F1F25 N；180时，时，|F1F2|1 N，解得，解得，F13 N，F22 N，或，或F12 N，F23 N.B试验：探究求合力的方法试验：探究求合力的方法【实验目的】【实验目的】探究求合力的方法。探究求合力的方法。【实验原理】【实验原理】一个力一个力F的作用效果和两个力的作用效果和两个
9、力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的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，所以一个力橡皮条伸长到同一点，所以一个力F就是这两个力就是这两个力F1和和F2的合力，作出力的合力，作出力F的图示，如图所示。比较的图示，如图所示。比较F和和F的大小和方向是否相同，若在误差允许的大小和方向是否相同，若在误差允许的范围内相同，则验证了力的平行四边形定则。的范围内相同，则验证了力的平行四边形定则。【实验器材】【实验器材】方木板，白纸，弹簧测力计方木板，白纸，弹簧测力计(两只两只)，橡皮条，细绳套，橡皮条，细绳套(两个两个)，三角板，刻，三角板，刻度尺，图钉度尺，图钉(若干个若干个)。【
10、实验步骤】【实验步骤】(1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。(2)用图钉把橡皮条的一端固定在用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。（的另一端拴上两个细绳套。（AO即橡皮条）即橡皮条）(3)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳的结点伸长到角度地拉橡皮条，使橡皮条与绳的结点伸长到某一位置某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位点的位置及此时两细绳的方向。置及此时两细绳的方向。(4)只用一只
11、弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置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。记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。(5)改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验。改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验。【数据处理】【数据处理】(1)用铅笔和刻度尺从结点用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力的拉力F1和和F2的图示，并以的图示，并以F1和和F2为邻边用为邻边用刻度尺作平行四边形，过刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边
12、形的点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力对角线，此对角线即为合力F的图示。的图示。(2)用刻度尺从用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤点按同样的标度沿记录的方向作出实验步骤(4)中弹簧测中弹簧测力计的拉力力计的拉力F的图示。的图示。(3)比较比较F与与F在误差允许范围内是否相同，从而验证平行四边形定则。在误差允许范围内是否相同，从而验证平行四边形定则。【注意事项】【注意事项】(1)在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要相同。位置一定要相同。(2)用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也用两只弹簧测力计钩住绳套互
13、成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在不宜太小，在60100之间为宜。之间为宜。(3)实验时弹簧测力计应与木板平行，读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻实验时弹簧测力计应与木板平行，读数时眼睛要正视弹簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些。些。(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，去掉细绳套后，再将所标点画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与与
14、O点连接，即可确定力的方向。点连接，即可确定力的方向。【误差分析】【误差分析】(1)弹簧测力计本身的误差。弹簧测力计本身的误差。(2)读数误差和作图误差。读数误差和作图误差。(3)两分力两分力F1、F2间的夹角间的夹角越大，用平行四边形定则作图得出的合力越大，用平行四边形定则作图得出的合力F的的误差越大。误差越大。练习练习 如图所示如图所示，在做在做“探究求合力的方法探究求合力的方法”实验时实验时,需要测量的量是需要测量的量是A.细绳长度细绳长度B.橡皮条原长橡皮条原长C.橡皮条拉伸后长度橡皮条拉伸后长度D.拉橡皮条的力拉橡皮条的力D练习练习 如图甲所示如图甲所示，将一张白纸固定在竖直放置的木
15、板上将一张白纸固定在竖直放置的木板上，橡皮筋的上端橡皮筋的上端固定于固定于O点点，下端下端N挂一重物挂一重物，用与白纸平行的水平力缓慢地移动用与白纸平行的水平力缓慢地移动N，在白在白纸上记录下纸上记录下N的轨迹。重复上述过程的轨迹。重复上述过程，再次记录下再次记录下N的轨迹的轨迹.两次实验记录两次实验记录的轨迹如图乙所示的轨迹如图乙所示，过过O点作一条直线与轨迹交于点作一条直线与轨迹交于a、b两点两点，则实验中橡则实验中橡皮筋分别被拉伸到皮筋分别被拉伸到a和和b时所受拉力时所受拉力Fa、Fb，则下列说法正确的是则下列说法正确的是()A.Fa大于大于FbB.Fa小于小于FbC.两次受到的拉力相同
16、时，橡皮筋两次受到的拉力相同时，橡皮筋第第2次的长度较长次的长度较长D.两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋两次被拉伸到相同长度时，橡皮筋第第2次受到的拉力较大次受到的拉力较大C解析：解析：过过O点作一条直线与轨迹交于点作一条直线与轨迹交于a、b两点，实验中橡皮筋分别被拉伸到两点，实验中橡皮筋分别被拉伸到a和和b时所受拉力时所受拉力Fa、Fb的方向相同，因为缓慢地移动的方向相同，因为缓慢地移动N，根据平衡条件得根据平衡条件得Fa、Fb的大小关系为的大小关系为Fa=Fb，故故A、B错误；两次受到的拉力相同时，由题图错误；两次受到的拉力相同时，由题图知橡皮筋第知橡皮筋第2次的长度较长，所以次的长度较长，
17、所以C正确，正确，D错误。错误。对力的合成与分解的认识，是从研究斜面上物体的平衡开始的对力的合成与分解的认识，是从研究斜面上物体的平衡开始的.1586年，荷兰力学年，荷兰力学家斯台文在静力学原理一书中，采用了一个理想模型，论证了放在斜面上物家斯台文在静力学原理一书中，采用了一个理想模型，论证了放在斜面上物体的平衡问题体的平衡问题斯台文的贡献在该书的封面上有一幅图：在该书的封面上有一幅图：14个光滑的小球均匀串成链个光滑的小球均匀串成链圈挂在光滑的直角三棱柱圈挂在光滑的直角三棱柱ABC上，如右图所示这个上，如右图所示这个链圈只有两种可能状态：静止或运动链圈只有两种可能状态：静止或运动如果链圈运动
18、，当一个小球向前刚好取代另一个小球的位置时，整个链圈在斜面如果链圈运动，当一个小球向前刚好取代另一个小球的位置时，整个链圈在斜面上的伸展情况又恢复原状于是，链圈将会继续不停地运动下去上的伸展情况又恢复原状于是，链圈将会继续不停地运动下去斯台文认为：链圈的这种永恒运动是不可能的，也是与经验相违背的，链圈只能斯台文认为：链圈的这种永恒运动是不可能的，也是与经验相违背的，链圈只能静止在斜面上静止在斜面上链圈静止时，由于下面悬挂的链圈静止时，由于下面悬挂的8个小球左右对称，去掉它们不会影响斜面上小球的个小球左右对称，去掉它们不会影响斜面上小球的平衡，此时两侧斜面上小球向下的力应该是相同的，分别以平衡，此时两侧斜面上小球向下的力应该是相同的，分别以F1、F2表示沿表示沿AB面和面和AC面作用在每个小球上的力面作用在每个小球上的力(右图右图)，则，则F1AB边上的小球数边上的小球数F2AC边上的小边上的小球数或表示为球数或表示为斯台文的贡献点击题目，即可下载对应的资料点击题目，即可下载对应的资料必修必修1必修必修2选修选修3-3选修选修3-4选修选修3-5选修选修3-2选修选修3-1物理全集物理全集电子课本电子课本高中数学高中数学高考专题高考专题高中物理高中物理更多精彩资料，请下载点击下方文字或图案更多精彩资料，请下载点击下方文字或图案
