2012新课标同步导学高一物理课件：4.1怎样求合力(沪科版必修1).ppt

41 怎样样求合力 1合力与分力：当一个物体受到几个力的共同 作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力 产生的_跟原来几个力的_相同，这个 力就叫做那几个力的_，原来的几个力叫做 _ 2求几个力的合力的过程或求合力的方法，叫 做_ 效果效果 合力 分力 力的合成 3平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两个 力的线段为_作平行四边形，这两个邻边之间 的_就代表合力的_和_，这个法 则叫做平行四边形定则 4矢量：在物理学中，把既有大小又有_，并 且按_进行合成的物理量称为矢量 5标量：只有_、没有方向的物理量叫标量 邻边邻边 对对角线线大小方向 方向 平行四边边形定则则 大小 (2)应应用作图图法时时，必须须各力选选定同一标标度，并 且合力、分力比例适当，虚线线、实线实线 分清 (3)作图图法简单简单 、直观观，但不够够精确 (4)作图图法是物理学中的常用方法之一 难点突破 实验探究求合力的方法 我们知道了合力与分力的概念，若有两个力F1、F2的 合力为F，则F的大小是否等于两个分力F1、F2的和？ 合力的大小一定比任何一个分力都大吗？ (1)实验方案 先将橡皮筋一端固定，另一端用两个力F1、F2使其 沿某一方向伸长一定长度；再用一个力F作用于橡皮筋 的同一点，使其沿同一方向伸长到同样的长度，那么 ，F与F1、F2的效果就相同 若记下F1、F2的大小和方向，画出各个力的图示， 就可研究F与F1、F2的关系了 (2)学生做实验实验 用图钉图钉 把白纸纸固定于方木板上，把橡皮筋的 一端固定 在橡皮筋的另一端系上细绳细绳 ，用两个弹弹簧秤 互成某一角度地通过细绳过细绳 把橡皮筋拉到某一点O ，用铅铅笔记记下O点的位置，记记下两弹弹簧秤的读读数 F1、F2和两条细绳细绳 的方向 用一个弹弹簧秤将同一条橡皮筋拉到O点，记记下 弹弹簧秤的读读数F和细绳细绳 的方向 疑点辨析 (1)合力与分力的关系 由平行四边形可知，F1、F2的夹角变化时，F的大 小和方向也发生变化 两分力同向时，合力最大：FF1F2. 两分力反向时，合力最小：F|F1F2|，其方向 与较大的一个分力方向相同 合力的取值范围：|F1F2|FF1F2. 夹角越大，合力就越小 合力可能大于、小于或等于某一分力 (2)三个力的合成 最大值值：三个分力同向时时，合力F最大FmaxF1 F2F3. 最小值值：当两个较较小分力之和F1F2大于等于第 三个较较大分力F3时时，合力F最小值为值为 0，即Fmin0. 当两个较较小分力之和F1F2小于第三个较较大分力F3 时时，合力F最小值值FminF3(F1F2) 合力F范围围：FminFFmax. 二、矢量 疑点辨析 由于矢量既有大小，又有方向，并且按平行四边边 形定则进则进 行合成，可以见见矢量的效果既与大小有 关，还还与方向有关，因此，两个矢量相等的条件 是：大小相同，方向相同一个物理量如果是标标 量，其大小不变变，则该则该 物理量就不变变；一个物理 量如果是矢量，其大小、方向有一个变变化或者两 个都变变化，则该则该 物理量就发发生了变变化如前面学 习习的速度，加速度都是矢量，速度大小方向都不 变变的才是匀速运动动，加速度大小、方向都不变变的 运动动才是匀加速运动动 【答案】 CD 【规律总结】 在两个分力F1、F2大小一定的情 况下，改变F1、F2两个分力之间的夹角，合力 会发生改变 当角减小时，合力F增大 当0时，F最大，FF1F2. 当角增大时，合力F减小 当180时，合力最小，F|F1F2|，方向 与较大的分力方向相同 总结以上几点，得出二力合成的合力大小的取值 范围是：|F1F2|FF1F2. 对于三个力的合力范围的问题，应先求两个力的 合力范围，再用这个合力与第三个力比较，就可 能确定三个力合力的范围三力合成，F1、F2和 F3同向共线时合力最大当任意两者之和大于第 三者时，合力最小为零 【解析】 可以先将任意两个力求合力，比如将 6 N和7 N的力求合力，合力的范围是1 N到13 N ，因此如果将这个合力再和12 N 的力合成，合 力的范围应该是0 N到25 N，所以B、D是正确的 【答案】 BD 作图法：自O点引两条有向线段OC和OD，夹角 为60.设定每单位长度表示100 N则OC和OD 的长度都是3个单位长度，作出平行四边形 OCED，其对角线OE就表示两个拉力F1、F2的 合力F，量得OE长为5.2个单位长度，所以合力 F1005.2 N520 N用量角器量得COE DOE30，所以合力方向竖直向下(如上 图所示) 【答案】 519.6 N 【答案】 20 N 合力的方向为东偏南37角 【指点迷津】 受标量运算形成的思维定势的 影响，有的同学总认为“合力应该大于分力， 或至少大于其中一个分力”，这是错误的合 力和分力的关系是等效替代关系，它们之间遵 循平行四边形定则，不再是“11等于2”的关 系例如，两个1 N的力，方向相反时，合力为 零，此时合力比两个分力都小 事实上，合力的大小与各分力的大小的关系， 是由它们之间的方向夹角所决定的，夹角不同 它们之间的量值关系也就不同 【答案】 D (2)解析法：对对于特殊方向的力的合成，可利用公 式具体计计算 当F1与F2在同一直线线上时时，选选定一个正方向， 与正方向相同的力为为正，与正方向相反的力为负为负 ，即可将矢量运算转转化为为代数运算来求合力 当分力F1与F2的夹夹角为为直角时时，由平行四边边形 定则则可知，其合力为为以两分力为邻边为邻边 的矩形的对对 角线线，如图图甲所示 甲 乙 丙 丁 已知共面的三个力F120 N、F230 N、F3 40 N作用于物体的同一点上，三个力之间间的夹夹 角都是120，求合力的大小和方向 【解析】 解法一：对三个力进行如下图所示 的等效替换 1一运动员动员 双手对对称地握住单单杠，使身体悬悬 空设设每只手臂所受的拉力都是T，它们们的合 力是F，若两臂之间间的夹夹角增大了，则则( ) AT和F都增大 BT和F都减小 CT增大，F不变变 DT不变变，F增大 【解析】 运动员处于平衡状态，两手臂的 合力F等于运动员的重力，当两臂之间的夹 角增大时，合力不变，分力T增大，C正确 【答案】 C 【答案】 D 3当两个力夹夹角为为180时时，两力的合力为为2 N ；当这这两个力的夹夹角为为90时时，其合力为为10 N， 则则下列说说法中正确的是( ) A此合力大小的变变化范围围在2 N和14 N之间间 B此合力大小的变变化范围围在2 N和10 N之间间 C两力的大小分别别是2 N和8 N D两力的大小分别别是6 N和8 N 【答案】 AD 【答案】 C 将x1、x2、x3按一定比例图图示出来，以x1、x2 为邻边为邻边 作平行四边边形，求出其对对角线线OC，比 较较OC与OC的长长度(即x3的长长度)相等，且在一条 直线线上，则则达到目的，若OC与OC有一微小夹夹 角，则则有误误差(如图图所示) 测测出这这三根橡皮条的长长度L1、L2、L3，分别别 算出它们们的伸长长量x1L1L0，x2L2L0，x3 L3L0. 将三根橡皮条的一端都拴在一个图钉图钉 O上， 将这这三根橡皮条的另一端分别别拴上图钉图钉 A、B 、C，注意此时时四个图钉图钉 均未固定在板上 用刻度尺测测出橡皮条的自由长长度L0，注意 从图钉图钉 脚之间测间测 起 (1)请请你确定该该研究小组组的实验实验 步骤骤的顺顺序是 _ (2)对对于本实验实验 下列论论述中正确的是_ A实验实验 中用到了图钉图钉 O受到三个共面共点力而 静止，任意两个力的合力与第三个力大小相等、 方向相反的原理，使合力和分力在一次实验实验 中 全部出现现，从而简简化了实验实验 的过过程 B实验实验 中用到了胡克定律，简简化了力的测测量 ，可以不用弹弹簧秤就完成实验实验 C由于实验实验 中总总有0C与OC的微小夹夹角，故 实验实验 有误误差，该该方法不可取 D三根橡皮条不能做到粗细细、长长短完全相同， 是该实验该实验 的主要误误差来源之一 【解析】 (1)该实验的过程中应该首先将三根橡 皮条拴在图钉上，这样便于测橡皮条的原长，之后 就要固定两个图钉拉第三个图钉到适当的位置进行 实验，把第三个图钉也固定后就可测每根橡皮条的 长度并计算出伸长量，最后按照胡克定律转换成力 作出力的图示进行实