高中物理必修一力的合成与分解怎么画

大家好，欢迎来到让小喜变轻松的乐趣物理，咱们今天要讲的是必修一高一物理必修一第三章相互作用力的第四节，力的合成分解的第一课时，我们这些专门奖励的合成， 顾名思义啊，就是把两个或两个以上的利呢，给他合成成一个利，然后研究这一个利的作用效果。第一个啊，先研究一下共典利，顾名思义， 作用在一个点上，是吧？啊，但是呢，这只是供点力其中的一种概念，前提是必须是一个物体受到两个或更多的力的时候， 这些力共同种在同一个点上，或者虽然不在同一个点上，延长线交于一点，这样的力呢，都 呼叫共点力，也就是两个条件，作用在同一个物体的同一点上，这是第一种情况。第二种情况，没有作用在一个点上，但是延长线较于一点，也算公点力。所以大家对他的理解呀，不能只限于说作用在一个点上， 不在一个点上时，延长线可在可交于一点，也叫共点力啊。咱们接下来看一个例子，比如说第一种情况，重点重合的就是假图， 这三个力都作用在这一个点，那必然叫共点力。第二种情况，不作用在一个点上，中点虽然不重合，但是延长线能够交易一点，比如说图椅的情况。为什么这么说啊？因为咱们看这个重力一定是作用在物体的中心上，支持力是不是应该作用在这啊？ 这个知识力呢，作用在这是不实际情况下，应该是这样作用的中点不在一起，或者说他们的延长线呢，都经过物体的中心，所以 终点也可以相交，这个时候呢，也叫公点力。第三类就是物体，物体可以被视为质点时，就一定是公点力了。比如说这个图柄的情况是吧？ 说一个成年人呢，或两个孩子都能提起一桶水，那么成年人用的力与两个孩子用的力的效果是否相同？ 作用效果呢？肯定相同的，对吧？都是提起来二百牛重的水桶。 能不能等条提问？可以啊，是不？两个孩子不提了，换这个大人来提，大人不提了，换两个孩子去提，是不都可以？所以这样的利呢，是 可以等效替换的，他们的作用效果是一致的。再看这么一个故事啊，叫曹冲邀大象说大象和石头的重力相等，这种方法叫做等效替代，用石头的重力来替代了大象的重力。 咱们今天这个力的合成找这个合力也是应用了等效替换的这样的思想。我们来看一下合力的定义， 一个力的效果跟原来几个力的共同效果相同，那么这个力就叫做那几个力的合力，原来的那几个力叫做分力，这个概念大家最好记一下。 首先合力一定是一个力，而这一个力的效果跟原来几个力的力效果是相同的，那么咱们就把这个力叫做合力，而原来的那几个力叫做分力。 分力与合力就是这么一个概念，合力一定是一个分力啊，一定是两个或两个以上，比如刚才那个小孩 提桶的力，就可以合成一个大人提桶的力。咱们接着来看啊，合力与分力的大小关系，我们现在有两个力的简单一些是吧？两个力的大小一定是 同向时合力最大，反向时合力最小，同向时合力的大小就等于两个力的。带书盒 咱们以前就做过这样的是吧？比如说 f 一是十牛， f 二是五牛，那合力就是十五牛呗，对不？这是最大的 反向最小，反向直等于两例之差的绝对值。因为咱们 强调大小是吧，就要去掉符号，比如说这个是十牛，这个是五牛，那么现在合力是不是就减了，变成五牛了？结论就是两个力合成时，同向最大，反向最小， 因为同向是互相帮助啊，反向是拖后腿是吧？再看这种，当两个力成为一定的夹角时，这种情况才是高中研究最多的情况很重要。成夹角时怎么求 结论？是呢，合力会随夹角的增大而减小，因为夹角为零时，两个力是同向最大，夹角为一百八十度时，两个力反向合力最小，是吧？所以随着形态的增大呀，合力会减小， 变化范围是在最大值与最小值之间，也就是同向和反向之间。那这个明确 下，这个是他们两个的夹角啊，两地的夹角，通过这图你也可以看出啊，我们找合理的方式呢，就是找到他的这个对角线就行。具体来看一下这里边啊，有几个特殊题型的注意事项， 易错点啊，易错变新，容易出概念变新。比如说呀，分立是实际存在的，每一个分立都能找到对应的实力物体和受力物体，但是合力不存在，没有与之对应的实力物体。合力是不存在的，他只是一个等效的效果。 第二点，合力是一个使量盒，可以大于任何一个，比如说我们最简单最大值是不两力之隔啊，也可以小于其中任何一个，比如说十牛和八牛的力反向合成，是不是合力是两牛啊，还有可能和分离大小相等是不？ 最简单的十牛和五牛的合成反向合成是不合力是五牛啊，是不可以相等啊。所以这个合力呢，气跟原来这两个字大小啊， 可以大，可以小，也可以相等，他的直介于最两者之隔和两者之差之间，一定要特殊。注意一点啊，再强调一下，合理不存在， 分力存在，但合力不存在。合力只是一个等效替代的东西，他只是一种效果。看一下这道例题啊，关于合力的说法，正确的是合力呢，谈不了性质，因为合力不存在没有实力物体， 合力不存在最没有兴致这个事啊，错在这是一个对是吧？一定是错的，刚说完，所以选 b 啊。接下来呢，咱们具体讲一讲如何求几个力的合力，看看这个过程。 最重要的一种原则叫平行四边形定则，这个定则将伴随着你的高一高二，甚至到高考所有力学涉及到力力的合成时一直用，一定要学好了，平行四边形定则什么意思啊？用这两个力的线段 作为零边，然后做平行四边形，对角线就代表合力的大小和方向啊，就是合力。第二种定则简化一下，就是将平行四边形简化一下，做三角形定则，这个也行，你掌握好哪种就用哪种。但是这种情况下呢， 需要把两个食量首尾相接，看从这变形到这啊，这种是两个粒的 尾尾相连，而这种呢，需要首尾相接，然后从第一个尺量的始端 啊，从这的时端指向第二个时量的末端的这条线段，就表示合力的大小和方向， 其实是不还是平行四边形对角线呢，只不过就是把这个部分去掉了，白范平移到这来了，是不是能看懂吗？先看一下做图法，具体的求解啊。第一种做图法，这个需要借助做图工具和测量工具，测量工具基本上就是刻度值了， 首先呢，得选标度，就不能画立的示意图了，要画立的图示，然后做平行四边形，用刻度尺测长度， 再结合标度去算合力，用量角器量夹角，得出合理的方向。第二种计算法， 这种才是咱们以后用的最多的啊计算法，因为第一种太麻烦了，还得定标度是吧，还得测量，你万一我画了差一点，一测误差大了是吧，所以咱们最好用计算的方式用平行四边形。但是呢，这种情况下呀，两个力相互垂直是比较好算，也就是这个角是 九十度时比较好算啊。第一步，做出平行四边形，那么这个合理的大小，根据勾股定理，这不是 f 二吗？这个长度是不是等于 f 一？所以这个斜边的大小是不就是 f 一加 f 二 平方？先加油再开个号啊，对不？购物定理啊，这个角度啊，那个向阳而生啊，我们用他的正确表示，弹进的吉他等于 f 二， f 一比 f 二解三角形会吧，是不？这是 初中数学的解三角形，再看这个，两个分立等大的夹角是斜的，这个斜的不是九十度了，但是 f 一等于 f 二了，做出的是不是菱形了？菱形的特征就是对角线互相垂直，看这啊，所以呢，合力的大小， 我们去解这个直角三角形，解这个啊，解这个直角三角形，合力的一半， 也就是二分之 f， 是这条边比上 f 一，是不是扣三 a c 的，这个能不能理解？不对啊，扣三二分之 c 的，所以二分之 f 就等于 f 一乘以扣三音，二分之 c 的最终推出来，合理的大小就是二倍的 f 一乘以扣三加二分之 c， 能看懂不？然后呢，夹角十二分之四一套，如果夹角为一百二十度时啊，可以推出三个力恰好相等两个等大的力的合成，按这个算， 你可以不记这个公式，但是你务必要会解直角三角形，一定要学好三角函数啊。我们来谈一谈这个例子合成的理解啊。首先呢， 必须是同一个物体受到的力啊，这没啥说的，力的合成的结果是唯一的，就是给你固定的两个力，固定的夹角只能有一种合成结果，合力的大小和方向是确定的，不可能存在多解。然后合成里边啊，各分力不一定是同性质的力，比如说重力和弹力可以合成是吧，电场力，磁场力也可以合成， 合理不存在，这个已经说过了啊，而对非特殊的任意夹角的任意大小的两个供点力的合成， 根据数学知识可以得到合理等于这么一大堆，这个你们应该没学过，照高中数学会解这个 非特殊角的，这叫三角形才会学这个公式啊，现在你知道就行。咱们对于这种呢，高中物理设计的也少，因为高中物理就是物理加上初中数学啊。当力的大小不变时，那么合力随甲角的增大而减小， 反向取最小值，同向取最大值，范围在最大值与最小值之间变化。这就是一个总结啊， 这个东西先了解就行了啊，主要这些规律啊，主要是这些规律一定要搞清楚，再了解一下。三个公点力合成的大小依然是同向，最大等于三者之和。最小值呢，要分两种情况来 讨论，如果其中两个较小的分立之和大于第三个立时，合力的最小值为零。可是如果其中两个较小的分立之和呢？小于那个最大的那个力的时候呢？那么最小力就是他们大的减小的之和，取之范围仍然是最大值和最小值之间 最大值。简单是吧，三个力同向就完事了。可是最小值要分两种情况讨论， 比如说呀，这个 f 一是一牛， f 二是三牛，他们两个之和这两牛吧啊， f 三是四牛时，也就是其中两个较小的力之和大于第三个力时，他们的合力最小值是零。 可是如果呢，这个是两牛，这个是三牛，而这个是六牛时，那么这三个力的合力的最小值就是六减 减二减三是一牛。这个还是了解一下三个力的合成呢，也先了解一下，看看这道题。每个拉力呢，都是一百牛，合力为九十度，求这两个力的合力先做图法，用力的图式是吧？这个标度取二十牛，然后可以用刻度指测出这个多少个标度，一算就可以了，夹角一定是四十五度是吧？ 这种方法了解一下，咱们具体来看这个计算法，因为两个例呢，相等都是一百牛，所以咱们知道合力啊，记得公式不， f 等于根号下 f 一方加 f 二方是不，所以算出来应该是一百倍，跟号二牛 能看懂不？看看方向就求这个随他角，因为他们这两个力相等嘛，所以弹进的随他是不是应该等于 f 二，除以 f 一等于一，所以随他应该是 四十五度，对不？接下来有一个比较重要的实验啊，高音物理来讲的话，这个实验挺重要的，力学实验里边探究两个护城角度的力的合成规律。实验思路呢，要验证平行四边形定则，练习作图法，这个里边需要用作图法了，所以需要定标度 来画出力的图示，咱们刻度尺进行测量。看看仪器啊，有白纸，水平桌面和放木板。放木板放在水平桌面上，白纸呢，用图钉固定在这个放木板上，然后用图钉把橡皮条的一端固定在 a 点， 这是橡皮条啊，另外一端摔成两个细绳套在这呢，目的是用来用弹簧测试剂去拉是吧？那现在这个图是不是做 力的，用这两个力 f e， f 二呢？去将橡皮筋拉长，我们去验证他的这个作用效果，就是使橡皮条发生弹性形变，是吧？操作第一个用两个力去拉，互成角度， 拉长橡皮条，使节点达到某一位置，用铅笔来记下勾的位置和两条绳套的方向，两条绳套的方向就是分立的方向。节点是不就是我们这两个力使橡皮条达成的力的作用效果的一个记录是吧， 并且记录式数的大小，这个是方向，这个读数是大小。第二个用一个力拉，用一个力拉，是不是就研究这个合力，一定要把这个节点拉到于前面相同的位置，并且记下测力剂的式数和细声套的方向， 这是方向，这是大小。需要用的刻度尺和三角板，根据平行四边形定则求出合理 f。 这个 f 一和 f 二是第一次实验用两个策略剂拉的那一组实验当中 分别记住的方向和大小力的图。是啊，做出来的图，这个 f 呢，是用平行四边形定责求出的合力啊， 而这个 f 撇是单独拉那次的合力，我们看到他并不完全重合是不，理论上他们应该是一致的，但实际上呢，因为时间误差的存在啊， 你实验的测量误差，那是吧，还有你的读数误差，你的作图误差导致出现了这样的结果，我们要接受误差，如果在实验误差允许范围内相等就可以了，实验就得正了啊，一定要多做几次实验， 使实验结论呢具有普遍性。我们看一下误差的原因啊，读数误差，那肯定是要正视平视测试机的刻度，作图的误差夹角不能太大，也不能太小啊，尽量保持在六十到一百二十度之间，否则会给你的作图和测量造成很大的困扰。 读数应该尽量大，你别整个一牛啊，零点五牛等等，在弹簧测泪剂量程允许的范围内，尽可能的大别超量程就行了，这样对做图来说，能够减小做图的误差。这些呢，大家了解一下就行了。关于策略记使用的注意事项， 初中说的特别多了，这就不说了啊，拉动的节点一定要完全相同，做干啥呢是吧？不相同那还做什么实验了？这个实验咱们看一下啊。这个是一道题，我们看 c 选项里边缺 东西了， c 选项里边只读出了两个弹簧策略器的次数，而没有记录方向，是不是 我们既要记录方向，还要记录读数，是吧？因为咱们要做平行四边形定责呀，这个缺一个过程啊，没记录方向。还有一个应该是易啊，易当中有个遗漏啊。易当中也有个遗漏， 他只说用一只策略剂把橡皮条拉长，没有说明啊。要拉把节点拉到同一位置是不？ 如果你不把节点拉到同一位置的话呢？那就没法说明这两个力的作用效果是相同的，对不对？再看这个啊，他们的合力不可能的是十五牛和九牛合成，最大值应该是二十四牛，最小值是六牛，是吧？应该是六牛到二十四牛之间，所以应该选 b 选项啊，不可能的是 合力的夹角逐渐增大，那么合力将逐渐减小，是不选 b 啊。 a 选项，作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，这两个力是公点力，这个不对，不对在哪啊？我们看一个这样的例子，这个力呢，作用在这个点 f 一， 这个力作用在这点 f 二，他俩都是五牛，你看是不是大小相同，方形相反，而且作用在同一个物体上，是吧？但是不是公点力啊。公点力要么是作用在同一个点上，要么是延长线，焦躁一点，他俩都不存在这样的是吧？ 而且这个物体在这两类的作用下应该会旋转，也不能当做支点说对是吧？ b 没毛病。平衡力 是吧？等大反向贡献同体肯定得作用在一个点上。平衡力一定用点力啊，平衡力一定是供点力，这也没毛病。这也没毛病啊。选 a。