力的合成课件(人教版必修1).ppt

第四节 力的合成,课标定位 学习目标：1.知道力的作用效果、共点力、合力与分力的概念 2理解合力与分力的“等效替代”关系，知道“等效替代”是一种重要的科学方法 3掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力 重点难点：1.应用平行四边形定则求合力 2合力与其分力的大小关系,核心要点突破,课堂互动讲练,课前自主学案,知能优化训练,第四节 力的合成,课前自主学案,一、合力与分力 1概念：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，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果_，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力 2关系：合力与分力之间是一种“等效替代”关系 二、力的合成 1力的合成：求几个力的_的过程,相同,合力,2两个力的合成 (1)遵循法则_ (2)方法：以表示这两个力的线段为_作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表_ 3两个以上的力的合成方法 先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与_的合力，直到把_都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力,平行四边形定则,邻边,合力的大小和方向,第三个力,所有力,思考感悟 合力一定大于分力吗？ 提示：不一定力的合成遵循平行四边形定则，并不是说两个分力的和才等于合力，有可能两分力之差等于合力，甚至两个分力的合力有可能为零,三、共点力 1定义：如果一个物体受到两个或更多力的作用，这些力作用在物体的_，或者虽不作用在同一点上，但它们的_交于一点，这样的一组力叫做共点力 2力的合成的平行四边形定则只适用于_,同一点,延长线,共点力,核心要点突破,一、对合力与分力关系的理解 1正确理解合力与分力 (1)合力与几个分力间是相互替代关系，受力分析时，分力与合力不能同时作为物体所受的力 (2)只有同一物体同时受到的力才能合成 2合力与分力间的大小关系 (1)两个力的合成 最大值：当两个力同向时，合力F最大，FmaxF1F2，合力与分力方向相同,最小值：当两个力反向时，合力F最小，Fmin|F1F2|，合力与分力中较大的力的方向相同 合力范围：互成角度的两个共点力的合力大小范围是|F1F2|FF1F2. (2)三个力的合成 最大值：三个力同向时，合力F最大，FmaxF1F2F3. 最小值：当其中两个较小分力的和F1F2大于等于第三个分力F3时，合力F最小值为零；当其中两个较小分力之和F1F2F3时，合力最小值FminF3(F1F2),特别提醒：(1)两个分力F1、F2的大小确定时，它们的夹角越小，合力越大，夹角越大，合力越小 (2)三个力合成时，如果某个力介于其他两个力的合力的范围之内，则这三个力的合力的最小值必定为零,即时应用(即时突破，小试牛刀) 1物体同时受到同一平面内三个力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是( ) A5 N、7 N、8 N B5 N、2 N、3 N C1 N、5 N、10 N D10 N、10 N、10 N 解析：选C.求解三个力的合力的最大值时，需满足三个力同方向，即F合F1F2F3，而求解三个力的合力的最小值时，需看三个力的大小是否能构成三角形，若能则最小值为零，若不能则大于零,二、求合力的方法 1作图法 (1)根据两个分力的大小和方向，用力的图示法，从力的作用点起，按同一标度作出两个分力F1、F2. (2)以F1、F2为邻边作出平行四边形，从而得到F1、F2之间的对角线 (3)根据表示分力的标度去度量该对角线，对角线的长度就代表了合力的大小，对角线与某一分力的夹角就可以代表合力的方向如图341所示,图341 F145 N，F260 N，F合75 N，53.即合力大小为75 N，与F1夹角为53. 2计算法 可以根据平行四边形定则作出示意图，然后根据几何知识求解平行四边形的对角线，即为合力以下是合力计算的几种特殊情况,特别提醒：(1)作图时，合力、分力要共点，实线、虚线要分清，标度要唯一且适当 (2)作图法和计算法均为矢量运算的通用方法 即时应用(即时突破，小试牛刀) 2一个物体受到大小相等的两个拉力作用，每个拉力都是100 N，夹角为90，求这两个力的合力,答案：141.4 N，方向与两个分力夹角均为45,课堂互动讲练,关于合力与分力的说法中，正确的是 ( ) A合力与分力同时作用在物体上 B分力同时作用于物体时共同产生的效果与合力单独作用时产生的效果是相同的 C合力可能大于分力的大小，也可能小于分力的大小 D合力与分力是一对平衡力,【思路点拨】 解答该题应注意以下三点： (1)合力与分力具有同体性 (2)合力与分力具有等效性 (3)合力随两分力夹角的增大而减小,【精讲精析】 合力的作用效果与它的分力共同的作用效果相同，它们并不是同时作用在物体上，如当物体受到合力作用时，分力则是按效果命名的，没有施力物体，是不存在的，如几个分力是同时作用在物体上的，则合力是按效果得出的，也不是物体受到的，是不存在的，更谈不上是平衡力了，A、D项错误，B项正确两分力大小一定时，分力间的夹角越大，合力越小，在夹角未定的情况下，合力与分力的大小关系不能确定，C项正确 【答案】 BC,变式训练1 (2011年银川高一检测)大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F，则有( ) A合力F一定大于任一个分力 B合力F的大小既可能等于F1，也可能等于F2 C合力有可能小于任一个分力 D在0至180的范围内，合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小 答案：BCD,物体受到两个力F1和F2，F130 N，方向水平向左；F240 N，方向竖直向下求这两个力的合力F. 【思路点拨】 利用平行四边形定则求合力的方法有作图法和计算法作图法要选取统一的标度，严格作出力的图示，然后再去量度合力对应的对角线的大小和方向；而计算法只要根据平行四边形定则作出示意图，再利用三角形知识求出合力的对角线即可,【精讲精析】 图解法：取单位长度为10 N的力，则分别取3个单位长度、取4个单位长度自O点引两条有向线段OF1和OF2.以OF1和OF2为两个邻边，作平行四边形如图343所示，则对角线OF就是所要求的合力F.量出对角线的长度为5个单位长度则合力的大小F510 N50 N 图343,【答案】 合力大小为50 N，其方向与分力F1的夹角为53 【方法总结】 比较两种求合力的方法可以看出，用作图法求合力，虽然简单快捷，但准确度不高；用计算法求合力，由于受到数学知识的限制，目前只能在直角三角形中进行计算，遇到非直角三角形时，要转化为直角三角形进行计算,变式训练2 如图344所示，物体受到大小相等的两个拉力作用，每个拉力都是20 N，夹角是60，求这两个力的合力 图344,答案：大小为34.6 N 方向沿F1、F2夹角的平分线,如图345所示，在同一平面内有六个共点力，大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F，相邻的两个力之间的夹角均为60，求它们合力的大小和方向 图345,【自主解答】 将同一直线上的力F与4F、2F与5F、3F与6F分为三组分别合成，合力都是3F.其中上下两个3F夹角为120，如图346所示，故合力仍为3F，方向与中间3F的方向相同故总的合力为6F，方向沿分力5F的方向 图346,【答案】 6F 方向沿分力5F的方向 【方法总结】 求多个力的合力时，可根据几个力夹角特点，将几个力分组求解，然后再求总合力解答本题时将同一直线上的力优先分为一组进行合成，这样解题更简便 变式训练3 三个共点力，大小均为10 N，相互成120角，求三个力的合力,解析：按题意作F1、F2、F3的图示如