2017-2018学年沪科版必修一 4.1怎样求合力 学案
2017-2018学年沪科版必修一 4.1怎样求合力  学案第2页

答案:大小346 N,与两力夹30°角.

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两种解法各有千秋,作图法直观,一目了然,但不够精确,误差大;用平行四边形先作图解再解三角形似乎比较麻烦,但计算结果很准确,后面的分析一般采用此方法.

二、合力与两分力之间的大小关系

在两个力F1和F2大小一定的情况下,改变F1与F2方向之间的夹角θ,当θ角减小时,其合力F逐渐增大,当θ=0°时,合力最大F=F1+F2,方向与F1和F2方向相同;当θ角增大时,其合力逐渐减小,当θ=180°时,合力最小F=|F1-F2|,方向与较大的力方向相同,即合力大小的取值范围为F1+F2≥F≥|F1-F2|.由此可知,合力的大小可能比两个分力都大,也可能比两个分力都小,还可能比一个分力大,比另一个分力小,有时还可以与其中一个分力大小相等,甚至于与两个分力都相等.

力的合成的几种特殊情况:

(1)相互垂直的两个力的合成,如图4-1-3所示,F=,合力F与分力F1的夹角θ的正切为:tanθ=F2/F1.

图4-1-3

(2)夹角为θ的两个等大的力的合成,如图4-1-4所示,作出的平行四边形为菱形,利用其对角线互相垂直的特点可得直角三角形,解直角三角形求得合力F′=2Fcos,合力F′与每一个分力的夹角等于.

图4-1-4

(3)夹角为120°的两个等大的力的合成,如图4-1-5所示,实际是(2)的特殊情况:F′=2F·cos=F,即合力大小等于分力.实际上对角线把画出的菱形分为两个等边三角形,所以合力与分力等大.

图4-1-5

【例2】关于分力与合力的说法中,正确的是( )