物理新课标必修1,(3).ppt

第三章 相互作用 人 教 版 物 理 4力的合成 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 理解合力与分力的概念 通过实验 ，理解力的合成 法则 知道共点力，知道共点力 的平衡条件 掌握平行四边形定则，会 用作图法、计算法求共 点力的合力 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 两人同拉一辆车辆车 如下图图所示，每人都用100牛的力拉 ，车车受到的拉力一定是200牛吗吗？ 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 1在大多数实际问题实际问题 里，物体不只受到一个力，而 是同时时受到几个力一个物体受到几个力共同作用的时时候 ，我们们常常可以求出这样这样 一个力，这这个力产产生的效果跟 作用产产生的效果相同，这这个力就叫 做那几个力的求几个力的合力叫做 原来几个力共同作用 合力力的合成 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 2上图图甲表示橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿 着直线线GC伸长长了这样这样 的长长度图图乙表示撤去F1和F2， 用 F作用在橡皮条上，使橡皮条沿着相同的直线线伸 长长 长长度力F对对橡皮条产产生的效果跟 共同产产生的效果，所以力F F1和F2的合 力 合力F跟力F1和F2有什么关系呢？在力F1和F2的方向上 各作线线段 ，根据选选定的标标度，使它们们的长长度 分别别表示力 的大小(图图丙)以OA和OB为邻边为邻边 作 .量出这这个平行四边边形的对对角线线的长长度，可以看出，根 据同样样的标标度，合力F的大小和方向可以用表 示出来 EO 一个力 F1和F2 OA和OB F1和F2 平行四边形OACBOC 对角线OC 相同的 相同等于 力 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 3几个力如果都作用在，或者它 们们的作用线线，这这几个力叫做共点力 4力的合成的平行四边边形定则则，只适用于 物体的同一点 相交于同一点 共点力 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 (1)合力与分力： 如果一个力产产生的效果跟几个力共同作用产产生的效 果相同，这这个力叫做那几个力的合力，而那几个力就是这这 个力的分力 合力与分力之间间的关系是一种等效代替的关系 一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同，即 一个力可以由几个力来代替，反过过来，多个力也可以由一 个力来代替 合力是几个分力的共同效果，并不是单单独存在的力 因此受力分析中不能同时时出现现 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 (2)力的合成：求几个力的合力叫力的合成 力的合成是惟一的 只有同一物体所受的力方能合成 不同性质质的力也可以合成，因为为合力与分力是作用 效果上的一种等效代替. 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 (1)实验实验 步骤骤 用图钉图钉 把白纸纸固定在水平桌面上的方木板上 用图钉图钉 把橡皮条的一端固定在板上的A点，橡皮条 的另一端拴上两个细绳细绳 套 通过细绳过细绳 用两个弹弹簧秤互成角度拉橡皮条，橡皮条 伸长长，使结结点伸长长到O点(如下图图所示) 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 用铅铅笔记记下O点的位置，画下两条细绳细绳 的方向，并 记记下两个测测力计计的读读数 在纸纸上按比例作出两个力F1、F2的图图示，用平行四 边边形定则则求出合力F. 只用一个测测力计计，通过细绳过细绳 把橡皮条上的结结点拉 到同样样的位置O，记记下测测力计计的读读数和细绳细绳 的方向，按同 样样的比例作出这这个力F的图图示，比较较F与用平行四边边形定 则则求得的合力F，比较较合力大小是否相等，方向是否相同 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 改变变F1和F2的夹夹角和大小，再做两次 结论结论 ：F和对对角线线F在误误差范围围内重合，说说明两个力 合成时时，用表示这这两个力的线线段为邻边为邻边 作平行四边边形， 则则平行四边边形的对对角线线所代表的力与合力的大小和方向是 相同的 (2)操作技巧及注意事项项 a正确使用弹弹簧测测力计计 弹弹簧测测力计计的选选取方法：将两只弹弹簧测测力计调计调 零 后互钩钩水平对对拉，若两只弹弹簧测测力计计在对对拉过过程中，读读 数相同，则则可选选；若读读数不同，应应另换换，直至相同为为止 弹弹簧测测力计计不能在超出它的测测量范围围的情况下使用 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 使用前要检查检查 指针针是否在零刻度线线上，否则应则应 校 正零位 被测测力的方向应应与弹弹簧测测力计轴线计轴线 方向一致，拉 动时弹动时弹 簧不可与外壳相碰或摩擦 读读数时应时应 正对对、平视视刻度 b实验实验 注意事项项 不要直接以橡皮条端点为结为结 点，可拴一短细绳连细绳连 两 细绳细绳 套，以三绳绳交点为结为结 点，应应使结结点小些，以便准确 地记录结记录结 点O的位置 互成角度两个力的合力的变变化，看橡皮条结结点O的 位置变变化，而在每次实验实验 中橡皮条结结点的位置一定不能改 变变 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 经验经验 得知两个分力F1、F2间夹间夹 角越大，用平行四 边边形作图图得出的合力F的误误差也越大，所以实验实验 中不要把 角取得太大，一般以不大于90为为最佳橡皮条、细绳细绳 、 测测力计应计应 在同一平面内，测测力计计的挂钩应钩应 避免与纸纸面摩 擦 拉橡皮条的细线细线 要长长些，标记标记 每条细线细线 方向的方 法是使视线视线 通过细线过细线 垂直于纸纸面，在细线细线 下面的纸纸上用 铅铅笔点出两个定点的位置，并使这这两个点的距离要尽量远远 些 作图图要用尖铅铅笔，图图的比例要尽量大些，要用严严格 的几何方法作出平行四边边形，图图旁要画出表示力的比例线线 段，且注明每个力的大小和方向 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 每次实验实验 都必须须保证结证结 点的位置保持不变变，这这体现现 了怎样样的物理思想方法？若两次橡皮条的伸长长长长 度相同但 结结点位置不同，能否验证验证 平行四边边形定则则？ 答案：每次实验实验 保证结证结 点位置保持不变变，是为为了使 合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这这是物 理学中等效替换换的思想方法由于力不仅仅有大小，还还具有 方向，所以两次橡皮条的伸长长长长 度相同但结结点位置不同， 说说明两次效果不同，不满满足合力与分力的关系，不能验证验证 平行四边边形定则则. 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 (1)两个力合成时时，以表示这这两个力的线线段为邻边为邻边 作 平行四边边形，这这两个邻边邻边 之间间的对对角线线就代表合力的大 小和方向(如下图图所示)这这个法则则叫做平行四边边形定则则 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 (2)由平行四边边形可知，F1、F2的夹夹角变变化时时，F的大 小和方向变变化 a两分力同向时时，合力最大，FF1F2. b两分力反向时时，合力最小，F|F1F2|，其方向 与较较大的一个分力方向相同 c合力的取值值范围围：|F1F2|FF1F2. d夹夹角越大，合力就越小 e合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 如图图，一个大人单单独提起一桶水和两个小孩共同提起 同一桶水，则则下列说说法正确的是( ) 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 A大人的拉力可以看作两个小孩拉力的合力 B大人拉力一定等于两个小孩拉力大小之和 C两个小孩两手臂夹夹角越大，则则拉力越小 D两个小孩两手臂夹夹角越大，则则拉力越大 答案：AD 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 (1)共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或它 们们的作用线线相交于同一点，这这几个力就叫做共点力如下 图图所示的两种情况三个力都是共点力 (2)力的作用线线：沿力的方向所做的直线线就是力的作用 线线. 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 (1)作图图法：从力的作用点起，依两个力的方向按同 一标标度作出两个力F1和F2的图图示，并构成平行四边边形，这这 个平行四边边形的对对角线线的长长度按同样样的比例表示了合力F 的大小，对对角线线的方向就是合力的方向，通常可用量角器 直接量出合力F与某个力的夹夹角 作图图法简单简单 、直观观，但不够够精确 (2)计计算法：先作出力的合成的示意图图，然后运用数学 知识识，如解直角三角形、正、余弦定理等，进进行计计算 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 特别提醒： (1)作图时，合力、分力要共点，实线、虚线要分清， 标度要惟一且适当 (2)作图法和计算法均为矢量运算的通用方法 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 关于合力与其两个分力的关系，正确的是( ) A合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力 B合力的大小随两分力夹夹角的增大而增大 C合力的大小一定大于任意一个分力 D合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的 分力 解析：根据平行四边边形定则则可知：两个共点力的合力 的大小不一定大于小的分力，如下图图甲，也不一定小于大 的分力，如下图图乙；合力的大小也不随夹夹角的增大而增大 如下图图丙；并且也不一定大于任意一个分力 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 答案：D 点评：分力与合力是一种等效替代的关系，合力的大 小一般不等于两个分力的大小之和，合力的大小可能大于 每个分力的大小，也可能小于每一个分力的大小，还可以 与某一个分力大小相等，这些都可以用画平行四边形来验 证，故平行四边形定则是我们认识分力与合力大小关系的 根本工具 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 两个共点力的合力为为F，如果它们们之间间的夹夹角固 定不变变，使其中一个力增大，则则 ( ) A合力F一定增大 B合力F的大小可能不变变 C合力F可能增大，也可能减小 D当090时时，合力F一定减小 答案：BC 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 解析：设设两共点力Fa、Fb之间间的夹夹角为钝为钝 角，由右 图图所示的平行四边边形可知，当Fa逐渐渐增大为为Fa1、Fa2、Fa3 时时，其合力由原来的F1变为变为 F2、F3、F4，它们们可能小于F1 、可能等于F1，也可能大于F1，所以A项错项错 ，B、C两项项正 确 同理知，当090时时，则则随着其中的一个力增大， 合力一定也增大，D项错项错 . 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 在电线电线 杆的两侧侧常用钢丝绳钢丝绳 把它固定在地上(如下 图图所示)如果钢丝绳钢丝绳 与地面的夹夹角AB60，每 条钢丝绳钢丝绳 的拉力都是300 N，求两根钢丝绳钢丝绳 作用在电线电线 杆 上的合力 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 解析：由图图可知，两根钢丝绳钢丝绳 的拉力F1、F2之间间的 夹夹角为为60，可根据平行四边边形定则则用作图图法和解三角形 法求出电线电线 杆受到的合力 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 方法一 作图图法自O点引两条有向线线段OC和OD， 夹夹角为为60.设设定每单单位长长度表示100 N，则则OC和OD的长长 度都是3个单单位长长度，作出平行四边边形OCED，其对对角线线 OE就表示两个拉力F1、F2的合力F，量得OE长为长为 5.2个单单 位长长度，所以合力F1005.2 N520 N用量角器量得 COEDOE30，所以合力方向竖竖直向下 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 答案：519.6 N或520 N 点评：用作图法求合力时，应注意同一题中必须统一 标度，且要严格按照尺规作图去做 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 (辽辽宁沈阳二中0910学年高一上学期期中)如图图所 示，AB为为半圆圆的一条直径，O为圆为圆 心，P点为圆为圆 周上的一 点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3，则则它们们的合力 为为F2的_倍 答案：3 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 某同学在做“互成角度的两个力的合成”实验时实验时 ，利 用坐标纸记标纸记 下了橡皮筋的结结点位置O点以及两只弹弹簧测测力 计计拉力的大小，如图图所示 (1)试试在图图中作出无实验误实验误 差情况下F1和F2的合力图图 示，并用F表示此力 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 (2)有关此实验实验 ，下列叙述正确的是_ A两弹弹簧测测力计计的拉力可以同时时比橡皮筋的拉力大 B橡皮筋的拉力是合力，两弹弹簧测测力计计的拉力是分 力 C两次拉橡皮筋时时，需将橡皮筋结结点拉到同一位置 O.这样这样 做的目的是保证证两次弹弹簧测测力计计拉力的效果相同 D若只增大某一只弹弹簧测测力计计的拉力大小而要保证证 橡皮筋结结点位置不变变，只需调调整另一只弹弹簧测测力计计拉力 的大小即可 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 解析：(1)用平行四边边形定则则作图图，即以F1、F2为为两 邻边邻边 作平行四边边形，对对角线线就表示合力F.(标标上箭头头表明 方向)如下图图 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 (2)两分力可以同时时大于合力，故A正确；结结点受三个 力作用处处于平衡状态态，其中两弹弹簧测测力计计的拉力的合力与 第三个力橡皮筋的拉力等大反向，是一对对平衡力，而 橡皮筋的拉力不是合力，故B错错；只有保证结证结 点在同一位 置才能说说明作用效果相同，故C对对；若两个分力的大小都 改变变而方向都不变变，则则合力必改变变，结结点的位置必改变变 ，故D错错 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 (南京市0809学年高一上学期期末)如图为图为 “探究求 合力的方法”实验实验 示意图图，在水平放置的木板上垫垫一张张白 纸纸，把橡皮条的一端固定在木板上的P点，另一端拴两根 细线细线 ，通过细线过细线 同时时用两个弹弹簧秤互成角度地拉橡皮条 ，使结结点达到某一位置O点，此时细线时细线 Ob与橡皮条PO垂 直现现使b弹弹簧秤从图图示位置开始缓缓慢地沿顺时针转动顺时针转动 90的过过程中，并保持O点的位置和a弹弹簧秤的拉伸方向不 变变，则则在此过过程中，关于a、b两弹弹簧秤示数的变变化情况 正确的是( ) 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 Aa示数增大，b示数先增大后减小 Ba示数减小，b示数先减小后增大 Ca示数增大，b示数增大 Da示数减小，b示数减小 答案：B 第三章 相互作用 人 教 版 物 理 在日常生活中有时时会碰到这这种情况，当载载重卡车车陷 于泥坑中时时，汽车驾驶员车驾驶员 按图图所示的方法，用钢钢索把载载 重卡车车和大树树拴紧紧，在钢钢索的中央用较较小的垂直于钢钢索 的侧侧向力就可