第三章相互作用——力力的合成與分解(一)少聰察岐嶷，生五六歲，智意所及，有若成人之智。時孫權曾致巨象，太祖欲知其斤重，訪之群下，咸莫能出其理。沖曰：“置象大船之上，而刻其水痕所至，稱物以載之，則校可知矣。”太祖悅，即施行焉。聰明的曹沖所用的方法是“等量替換法”GOGO1.請作出圖甲中小球所受力的示意圖及圖乙中水桶和電燈所受重力的示意圖.請延長各力的作用線，觀察三個物體受力有什么共同點？GFNFTO三個物體所受力的作用線都能夠相交于一點共點力甲乙丙2.某班師生在植樹節給樹澆水，如圖所示，老師一人提著一桶水到現場，放下桶，然后小娟、小明共同提起該桶，準備給樹澆水，老師的拉力為F，小娟、小明作用在桶上的力分別為F1、F2。(1)F與F1、F2共同作用的效果相同嗎？等效(2)判斷力F、F1、F2中哪些力是分力，哪些力是合力。力F單獨的效果與力F1和F2共同作用的效果相同。力F是F1和F2的合力，力F1和F2是力F的分力

。一、合力與分力2.假設一個力單獨作用的效果跟某幾個力共同作用的效果相同，這個力就叫作那幾個力的合力，假設幾個力共同作用的效果跟某個力單獨作用的效果相同，這幾個力就叫作那個力的分力分力F1、F2、F3……合力F等效替代力的合成力的分解1.幾個力如果都作用在物體的同一點，或者它們的作用線相交于一點，這幾個力叫作共點力.一個靜止的物體，在某平面上受到5個力作用，你能判斷它將向哪個方向運動嗎？如何解決這個問題呢？

1個力等效替代無法直接判斷物體將向哪個方向運動；如果能找到一個力的單獨作用替代這5個力的共同作用，而效果不變，即可判斷出物體將向哪個方向運動.(1)合力與分力都是客觀存在的力。(

)(2)合力F一定與其分力的作用效果相同。(

)(3)合力與分力同時作用于物體上。(

)(4)兩分力一定是同一物體受到的力。(

)×√√×1.如圖所示，假設有兩個力作用在同一物體上，且作用在一條直線上，F1＝40N、F2＝30N，你能求出這兩個力的合力嗎？F1＝40NF2＝30NF1＝40NF2＝30NF合

=70NF合=10N方向與兩個力同向，水平向左F合=F1+F2=70N方向與較大的力同向，水平向左F合=|F1-F2|=10N[實驗探究]閱讀課本第73頁，結合以下問題，設計本實驗方案：(1)如何提供合力與分力？如何保證合力與分力的作用效果相同？(2)實驗中需要用到哪些儀器？(3)在實驗過程中，需要記錄哪些數據？如何記錄？(4)如何處理記錄下來的信息？分力合力等效替代1.實驗原理兩個力F1、F2共同作用，能把橡皮條末端小圓環拉到某點，一個力F也可以把橡皮條末端的小圓環拉到同一點，則F與F1和F2共同作用的效果相同，則F等于F1和F2的合力。木板白紙三角板圖釘帶繩套的橡皮條鉛筆彈簧測力計2.實驗器材F1=10.0NF2=6.8NF合=12.8NO2N3.實驗步驟F

1.00N力的圖示4.數據分析

F1OF2F兩個互成角度的力合成時，以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊行，這兩個鄰邊之間的對角線代表合力的大小和方向——平行四邊行定則5.實驗結論1.彈簧測力計使用前沒調零會造成誤差.2.實驗時彈簧測力計的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間有摩擦力存在會造成系統誤差.3.兩次測量拉力時，小圓環沒有拉到同一點會造成偶然誤差.4.兩個分力的夾角太小或太大以及F1、F2數值太小，作圖時都會造成偶然誤差.6.誤差分析7.注意事項1.小圓環位置O點(1)定位O點時要盡量準確；O點為小圓環圓心在白紙上的投影點.(若實驗器材沒有小圓環，則用繩子與橡皮條的結點代替小圓環)(2)同一次實驗中橡皮條拉長后的O點必須位于同一位置.2.拉力(1)用彈簧測力計測拉力時要使拉力沿彈簧測力計軸線方向；(2)應使橡皮條、彈簧測力計和小圓環位于與紙面平行的同一平面內；(3)兩個分力F1、F2間的夾角不要太大或太小.F1、F2所拉的兩根細繩適當長一些，記錄細繩方向的兩點要盡量遠些.3.作圖(1)在同一次實驗中，選定的比例要相同；(2)嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力.互成角度的兩個力的合成滿足平行四邊形定則，在如圖中，物體受到5個力的作用，有什么辦法能求出他們的合力呢？F12F123F1234F合無論物體受到幾個力的作用，最終都可以轉化為兩個力的合成，遵從平行四邊形定則.1.某學生在“探究兩個互成角度的力的合成規律”的實驗中，將橡皮條的一端固定在A點，另一端拴上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5N、最小分度為0.1N的彈簧測力計。沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計，當橡皮條的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直(如圖甲)，這時彈簧測力計的讀數可從圖甲中讀出。(1)由圖甲可讀得兩個相互垂直的拉力大小為F1＝______N，F2＝______N。4.002.50(2)在方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力，并求出合力的近似值F＝______N。4.722.某同學用如圖甲所示的裝置“探究兩個互成角度的力的合成規律”。將一木板豎直放在鐵架臺和輕彈簧所在平面后，其部分實驗操作如下，請完成下列相關內容：(1)如圖甲，在木板上記下懸掛兩個鉤碼時彈簧末端的位置O；(2)卸下鉤碼然后將兩細繩套系在彈簧下端，用兩個彈簧測力計將輕彈簧末端拉到同一位置O，記錄細繩套AO、BO的______及兩彈簧測力計相應的讀數。圖乙中B彈簧測力計的讀數為______N；方向11.40(3)該同學在坐標紙上畫出兩彈簧測力計拉力FA、FB的大小和方向，如圖丙所示，請在圖丙中作出FA、FB的合力F。(4)通過第(3)問作出的圖可得出什么結論：________________________________________________________。在實驗誤差允許的范圍內，兩共點力的合成遵循平行四邊形定則3.以下是某實驗小組探究“兩個互成角度的力的合成規律”的過程。首先進行如下操作：①如圖甲，兩細繩套拴在橡皮條的一端，另一端固定在水平木板上，橡皮條的原長為GE；②如圖乙，用手通過兩個彈簧測力計共同拉動橡皮條。橡皮條和細繩套的連接點在拉力F1、F2的共同作用下，位于O點，橡皮條伸長的長度為EO；③撤去F1、F2，改用一個力F單獨拉住其中一根細繩套，仍使其位于O點，如圖丙。(1)同學們發現，力F單獨作用，與F1、F2共同作用的效果是一樣的，由于兩次橡皮條伸長的長度、方向相同，即橡皮條對小圓環的拉力相同，所以F等于F1、F2的合力。本實驗采用的科學方法是____。A.理想實驗法

B.等效替代法C.控制變量法

D.建立物理模型法B(2)然后實驗小組探究了合力F與分力F1、F2的關系：①由紙上O點出發，用力的圖示法畫出拉力F1、F2和F(三個力的方向沿各自細繩的方向，三個力大小由彈簧測力計讀出)；②用虛線將拉力F的箭頭端分別與F1、F2的箭頭端連接，如圖丁，此圖形應該是____________；③多次改變拉力F1、F2的大小和方向，重做上述實驗，通過畫各力的圖示，進一步檢驗所圍成的圖形。平行四邊形(3)若F′是以F1、F2為鄰邊構成的平行四邊形的對角線，一定沿GO方向的是____(選填“F”或“F′”)。F矢量(vector):既有大小又有方向，相加時遵從平行四邊形定則的物理量。標量(scalar):只有大小，沒有方向，相加時遵從算術法則的物理量例：力、位移，速度、加速度等例：質量、路程、功、電流等1.如圖所示，一個物體受到相互垂直的兩個力作用，畫出物體受到的合力，并求出合力的大小。F合＝5N，方向如圖所示2.如圖所示，一個人向東走了30m，又向南走了40m，畫出在整個過程中人的位移，并求出位移的大小。x＝50m，方向如圖所示4.(2023·寧夏銀川市高一月考)下列物理量的運算遵循平行四邊形定則的是A.力 B.質量C.長度 D.時間√