吉林省长白山第一高中物理必修一课件：3.4力的合成.ppt

学案4 力 的 合 成,学点1 力的合成,(1)合力与分力 定义：一个力产生的效果跟几个力的共同作用产生的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，那几个力叫做分力。 两点诠释合力与分力的关系 a.合力与分力是一种等效替代的关系，即分力与合力虽然不同时作用在物体上，但可以相互替代，能够相互替代的条件是分力和合力的作用效果相同，但不能同时考虑分力的作用与合力的作用。 b.两个力的作用效果可以用一个力替代，进一步想，满足一定条件的多个力的作用效果也可由一个力来替代。,(2)力的合成 定义：求几个力的合力的过程叫做力的合成。 说明：力的合成的实质是找一个力去替代作用在物体上的几个已知的力，而不改变其作用效果的方法。,探究过程：在长木板上用图钉固定一张白纸，在白纸上用图钉固定一个橡皮筋； 在橡皮筋的另一端拴上两个细绳套，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮筋，记下结点的位置O，弹簧测力计的示数和细绳套的方向，即两分力F1、F2的大小和方向； 再用一个弹簧测力计拉细绳套，拉到结点位置O，记下此时的力F的大小和方向；,图3-4-1,选定标度，作出力F1、F2、F的图示；,以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线，如图3-4-2所示。,图3-4-2,实验结论：F和对角线F在误差范围内重合，说明两个力合成时，用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则平行四边形的对角线所代表的力与合力的大小和方向是相同的。,(3)探究力的合成的法则,实验装置如图3-4-1所示。,注意事项：在使用弹簧测力计拉细绳套时，要使测力计的弹簧与细绳套在同一直线上，弹簧与木板面平行，避免弹簧与测力计壳有摩擦； 作力的图示时，标度要统一。 (4)平行四边形定则 内容：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个法则叫做平行四边形定则。 说明：平行四边形定则是矢量运算的基本法则。 应用平行四边形定则求合力的三点注意 a.力的标度要适当； b.虚线、实线要分清，表示分力和合力的两条邻边和对角线画实线，并加上箭头，平行四边形的另两条边画虚线； c.求合力时既要求出合力的大小，还要求出合力的方向，不要忘了用量角器量出合力与某一分力间的夹角。,解法一：如图3-4-3甲所示，选择标度，作出F1、F2的图示，利用三角板作出平行四边形，画出对角线，用15 N的标度去度量F，得出F=75 N。再用量角器 量得F与F1之间的夹角为53。 解法二：根据平行四边形定 则，作出如图3-4-3乙所示的力 的示意图，利用勾股定理求出合力。 N=75 N, tan=F2/F1=60/451.33, 所以=53。,【例1】两个小孩拉一辆车子，一个小孩用的力是45 N，另一个小孩用的力 是60 N，这两个力的夹角是90，求它们的合力。,合力大小为75 N，方向与45 N的力成53角。,甲 乙,图3-4-3,求两分力的合力的方法一般有两种：图解法；计算法，利用这两种方法各有利弊，图解法简单、直观，但不精确；计算法虽然精确，但对学生数学水平要求较高。,1.如图3-4-4所示，为使电线杆稳定，在杆上加了两根拉线CA和CB，若每根拉线的拉力都是330 N，两根拉线间的夹角为60角.求拉线拉力的合力大小和方向.,520 N 向竖直向下,图3-4-4,【例2】将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、分度值为0.1 N的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图3-4-5甲所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。 (1)由图可以读出两个相互垂直的拉力的大小分别为_N和_N。 (只需读到0.1 N) (2)在图3-4-5乙的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。,图3-4-5,解“验证力的平行四边形定则”的实验问题，要明确实验的原理和操作中应注意的问题，在实际问题的考查中要注意弹簧测力计的读数(无特殊说明时要估读)，作力的平行四边形时应注意选取统一标度。,从图中可知，竖直方向的弹簧测力计的读数为2.5 N，水平向右的弹簧测力计的读数为4.0 N。因为读数2.5 N、4.0 N均是0.5 N的整数倍，因此，选方格纸中一个小方格的边长表示为0.5 N，应用平行四边形定则，即可画出两个力以及它们的合力，如图3-4-6所示。,(1)4.0(2.5) 2.5(4.0) (2)如图3-4-6,图3-4-6,2.在“验证力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一 端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一 端都有细套(如图3-4-7所示)。实验中需用两个弹簧测力计 分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此 过程中必须注意以下几项： A.两根细绳必须等长 B.橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同 一直线上 C.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测 力计与木板平面平行 其中正确的是_。(填入相应的字母),C,图3-4-7,学点2 共点力,(1)共点力：一个物体受到两个或更多个力的作用，若它们的作用线交于一点或作用线的延长线交于一点，这一组力就是共点力。 (2)平行四边形定则只适用于共点力。,(3)多个力合成的方法 如果有两个以上共点力作用在物体上，我们也可以应用平行四边形定则求出它们的合力：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。 说明：平行四边形定则只适用于共点力的合成，对非共点力的合成不适用。今后我们所研究的问题，凡是涉及力的运算的题目，都是关于共点力方向的问题。,设OA、OB并排吊起重物(夹角为0)时，橡皮条产生的弹力均为F，则它们产生的合力为2F，与G1平衡，所以F=G1/2=10/2 N=5 N。当AO、BO夹角为120时，两分力的大小即为F=5 N，它们互成120角，合力的大小即为F=5 N。应挂5 N的重物即可。,【例3】如图3-4-8所示，两根相同的橡皮绳OA、OB，开始时夹角为0，在O点处打结吊一重10 N的物体后，结点O刚好位于圆心，今将A、B分别沿圆周向两边移至A、B，使AOA=BOB=60，欲使结点仍在圆心处，则此时结点处应挂多重的物体？,5 N,图3-4-8,3.如图3-4-9所示，六个力的合力的大小为_；若去掉1 N的那个分力，则其余五个力的合力的大小为_，合力的方向是_。,与1 N的分力的方向相反,图3-4-9,0,1 N,1.互成角度的两个共点力，有关它们的合力与分力关系的说法中，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.合力的大小随分力夹角的增大而增大 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,2.物体同时受到同一平面内的三