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3.4 力的合成
3.4.1 力的合成
1合力与分力：一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做分力。
关系：等效替代，不能同时存在
一.力的合成
猜想与假设：
合力和分力在数值大小上存在什么关系呢？
分力
合力
等效代替
不是多了一个力
F1
F2
F
1、定义：一个力(F)作用的效果跟几个力(F1、F2……)共同作用的效果相同，这个力(F)叫做那几个力的合力. 那几个力叫做这个力的分力 .
1、合力与分力：
(1)等效性：合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，它们在效果上可以相互替代。
(2)同体性：各个分力是作用在同一物体上的，分力与合力为同一物体，作用在不同物体上的力不能求合力。
(3)瞬时性：各个分力与合力具有瞬时对应关系，某个分力变化了，合力也同时发生变化。
★合力与分力的相关性
共点力：几个力如果都作用在物体的同一点上，或者它们的作用线相交于同一点上，这几个力叫做共点力 .
3.共点力：
F1
F2
2、力的合成和分解：
求几个力的合力的过程，叫做力的合成；求一个力分力的过程叫力的分解。
合成与分解互为逆运算。
4.非共点力：
F1
F2
F3
非共点力：力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也不能相交于一点 .
观察以下两幅图片，结合生活经验体会力的作用效果，求出合力。然后总结“同一直线上二力合成”的方法。
已知：F1= 300N、F2=400N 已知：F1= 300N、F2=400N
则F合=_________=_____N 则F合= = N
方向_________________ 方向________________
700
F2- F1
F1+F2
100
与F1、F2方向相同
与F2方向相同
F1
F2
F1
F2
1、同一直线上两个力的合成
力的合成：
思考
F
F1
F2
如图所示，当F1、F2 互成一定角度时，它们的合力大小还是F1+F2 吗
结论： F ≠ F1 + F2
互成角度的两个力的合成
3.实验探究
（1）实验目的：
（2）实验原理：
（3）实验器材 ：
探究互成角度的两个力的合成规律
等效替代
方木板、白纸、弹簧测力计（2个）、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉（几个）。
（4）实验设计：
思考：
1）如何利用橡皮筋展示力的效果？
2）如何准确表示力的大小和方向？
F1=5.0 N
F2=3.4 N
F=6.4 N
O
1N
F合
（4）实验步骤：
4画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外.要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力.
（5）注意事项:
1使用时弹簧测力计先校零，与板面平行.
2在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差.
3在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同.
以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向 .
平行四边形定则
作法：
F
大小：标度
方向：角度
θ
F1
F2
o
1、作图法(即力的图示法)求合力
1N
F1
F2
F
530
大小:F = 5N
方向:与F1成530斜向
右上方
二、平行四边形定则的应用
【例题】力F1＝3N，方向水平向右。力F2＝4N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。
2、计算法求合力 ：（精确）
根据平行四边形定则作出下图:
F1
F2
F合
由直角三角形可得
θ
方向：与F1成θ角 tanθ=4/3斜向右上方
二、平行四边形定则的应用
【例题】力F1＝3N，方向水平向右。力F2＝4N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。
= 5N
思考：F1、F2大小一定,夹角增大,合力如何变化 合力什么时候最大,什么时候最小 合力的范围如何
结论：
①θ＝0°时，即F1、F2共线同方向：
Fmax＝F1＋F2 合力方向与两个力的方向相同
②θ＝180°时，即F1、F2共线反方向：
Fmin＝｜F1－F2｜ 合力方向与分力F1、F2中较大的方向相同。
④二力合力的取值范围：｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2
③ F合随F1和F2的夹角增大而减小
3.多个力（三个及三个以上力）的合成方法
先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，以此类推，直到把所有力合为一个力，得到总合力。
F1
F2
F3
F4
F12
F123
F1234
注：
（1）求多个力的合力时，与求解顺序无关。
（2）几个力的合力只有一个，是唯一的。
F
1
F
2
q
F
三角形定则:平移分力,使分力首尾连接,从第一个分力起点指向最后一个分力末端的有向线段表示合力大小和方向
矢量与标量
矢量：既有大小又有方向，相加时遵循平行四边形法则的物理量。
标量：只有大小没有方向，相加时遵循算术法则的物理量。

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