(四)实验归纳总结:

1.力的合成要遵循平行四边形定则。两个共点力的合力随夹角的变化而变化。

夹角为00(作用在同一直线上且方向相同)时:F=F1+F2F的方向与F1F2的方向相同。夹角为1800(作用在同一直线上且方向相反)时:F=|F1-F2|,F的方向与两个力中较大的那个力方向相同。两个共点力的合力的大小范围:大于等于二力之差,小于等于二力之和,即|F1-F2|≤FF1+F2

2.两个大小一定的力F1F2,当它们间的夹角由00增大到1800的过程中,夹角越大,合力就越小;合力可能大于某一分力,也可能小于某一分力。

3.矢量和标量:

即有大小又有方向的物理量叫矢量,矢量运算遵循平行四边形定则。只有大小没有方向的物理量叫标量,标量运算遵循代数运算法则。力既有大小,又有方向,故力是矢量。

4.实验归纳法是科学研究的重要方法,要通过提出假设,设计实验,实验研究,数据分析,归纳总结,形成结论。

[例题1]大小不变的F1F2两个共点力的合力为F,则有:

A.合力F一定大于任一个分力      B.合力的大小既可等于F1,也可等于F2

C.合力有可能小于任一个分力      D.合力F的大小随F1F2间夹角增大而减小。

解析:正确答案是BCD

我们可以取一些特殊的数值来分析F1F2的合力变化范围是|F1F2|≤FF1+F2若取F1=2N,F2=3N则1N≤F≤5N。

F1F2夹角为180°时,合力小于分力。应排除A同时知C正确。

B对,由合力的变化范围可知正确。

D对,当F1F2夹角为0°时,合力最大,当F1F2夹角为180°时,合力最小,随着F1F2夹角增大合力F反而减小。

说明:对于一些定性分析的选择题,有时可采用取一些特殊数值的方法来分析,这样可使分析简单、方便。

[例题2]运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。

F1=45N,方向水平向右。力F2=60N,方向竖直向上,用作图法求解合力F的大小和方向。

解:选择某一标度,利用0.5cm的长度表示15N的力,作出力的平行四边形,用刻度尺量出对角线的长度L,利用F=15N×即可求出。

[巩固训练]

(1)两个力互成30°角,大小分别为90N和120N,用作图法求出合力的大小和方向。

(2)两个共点力的大小都是60N,两力间的夹角为1200,求这两个力的合力?

解法一、图示法。

解法二、利用平行四边形法作出力的图示,然后利用几何知识求解。

学生讨论会得到:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,就得到其合力。因为每一次合成都遵从每两力与其合力产生共同效果的思想,所以可以这样合成。

(3)两个共点力,当它们同方向时其合力大小为7N,当它们反方向时其合力的大小为1N,问当它们互相垂直时其合力的大小是多少牛?

提示:假设F1大于F2,由题意可知:F1+F2=7,F1-F2=1解得:F1=4N,F2=3N

然后:方法一、图示法。

方法二、先利用平行四边形法则作出力的图示,再利用直角三角形知识求得合力F=5N

(4)请同学完成P13的思考与讨论。

[提问]:如果两个分力F1F2,他们的夹角不定,求其合力的范围。(用作图法)

同学们用作图法得到:

Fmax=F1+F2(两力夹角为0°)

Fmin=F1F2(两力夹角为180°,F合于大的方向一致)

夹角在0°--180°之间,后介于    FminFmax之间。

(二)演示实验:互成角度的二力的合成(请两位同学上讲台帮忙)。

(1)把放木板固定在黑板上,用图钉把白纸固定在木块上。

(2)用图钉把橡皮条一端固定在A点,结点自然状态在O点,结点上系着细绳,细绳的另一端系着绳套。

(3)用两弹簧秤分别勾住绳索,互成角度地拉橡皮条,使结点到达O′点。让学生记下O′的位置,用铅笔和刻度尺在白纸上从O′点沿两条细纸的方向画线,并分别记下两只弹簧的读数F1F2

(4)放开弹簧秤,使结点重新回到O点,再用一只弹簧秤,通过细绳把橡皮条的结点拉到O′,读出弹簧秤的示数F,记下细绳的方向,按同一标度作出F1F2F的力的图示。

(5)用三角板以F1F2为邻边利用刻度尺和三角尺作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,做出合力F的图示。

(6)改变F1F2的夹角和大小,再做两次。

从实验中得出什么结论:合力F不能简单地用F1F2的代数合表示。

证明:利用三角板以力F1F2为邻边做平行四边形,作出其对角线F,看力FF是否重合。

仔细观察发现,FF基本重合,在误差范围内,F几乎是F1F2为邻边的平行四边形的对角线。

经过前人很多次的、精细的实验,最后确认,对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致,即对角线与合力重合,也就是说,对角线就表示F1F2的合力。

老师归纳:求两个共点力的合力时,不是简单的将两个力相加减,而是用表示两个力的有向线段F1F2为邻边作平行四边形,这两邻边之间的对角线就表示合力F的大小和方向,这就是力的平行四边形定则。

 0  414586  414594  414600  414604  414610  414612  414616  414622  414624  414630  414636  414640  414642  414646  414652  414654  414660  414664  414666  414670  414672  414676  414678  414680  414681  414682  414684  414685  414686  414688  414690  414694  414696  414700  414702  414706  414712  414714  414720  414724  414726  414730  414736  414742  414744  414750  414754  414756  414762  414766  414772  414780  447090 

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