高中物理必修1力的合成与分解 知识探讨

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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

2、直好还是松弛些好，我们要从两种情况下钢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

3、、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

4、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｜F1－F2｜到（F1＋F2）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，F＝F1＋F2　　（2）当＝时，F＝｜F1－F2｜　　（3）当＝时，F＝　　（4）当＝时，且F1＝F2时，F＝F1＝F2　　（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

5、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

6、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

7、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