《上课用5力的合成》PPT课件.ppt

1+1在什么情况下不等于2？,5、力的合成,1理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。 2理解合力与分力的关系是作用效果上的等效替代。 3掌握平行四边形定则的含义和使用方法，会用作图法求解两个共点力的合力；并能意识到其合力随夹角是变化的。 4通过平行四边形定则进一步理解合力与分力的大小关系。,一、合力与分力 1概念 （1）合力与分力： （2）共点力： 2关系：等效替代，不是并列、并存。 二、两个力F1、F2的合成F 1同一直线上 同方向： 反方向： 2互成角度：,观察,一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同,等效,以前我们在哪里也用过“等效”思想,曹冲称象,生活事例,一、（1）合力与分力,一、（1）合力与分力,合力与分力,1.定义：如果一个力的作用效果与几个力共同的作用效果相同， 则这一个力就叫做这几个力的合力。（合力是假想的力，不是 真实存在的。）求两个或两个以上力的合力的过程或方法叫 做力的合成。,2.合力与分力的关系：合力与分力是作用效果上的一种等效 替代关系。一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同， 即一个力可以用多个力来替代，反过来多个力也可以用一个 力来替代。,3.合力是几个分力的共同效果，并不是单独存在的，因此受力 分析中不能同时出现。,力的合成,1.定义：求几个力的合力的过程或求合力的方法叫做力 的合成。 2.力的合成是唯一的。 3.只有同一物体所受的力才能合成 4.不同性质的力也可以合成，因为合力与分力是作用效果 上的一种等效。,实验：探究求合力的方法,一、实验目的 1会用弹簧测力计和细线测出力的大小和方向 2探究求合力的方法,二、实验原理 一个力F的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是使同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以力F就是这两个力F1和F2的合力，作出力F的图示再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示，比较F和F的大小 和方向是否相同，若相同，则说明互成角度的两个力合成时遵循平行四边形定则,三、实验器材 方木板，白纸，弹簧测力计(两只)，橡皮条，细绳套 (两个)，三角板，刻度尺，图钉(几个),四、实验操作 1用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上 2用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端 拴上两个细绳套,3用两只弹簧测力计分别钩住细绳套， 互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸 长到某一位置O，如图实31所示， 记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描 下O点的位置及此时两细绳套的方向 4用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳的方向画直线，按 选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示， 并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行 四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示,5只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到 同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向， 用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出这只 弹簧测力计的拉力F的图示 6比较力F与用平行四边形定则作出的合力F在大小和 方向上是否相同 7改变两个力F1与F2的大小和夹角，再重复实验两次,五、注意事项 1同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹 簧测力计调零后互钩对拉，若两只弹簧测力计在对拉过 程中，读数相同，则可选用；若读数不同应矫正弹簧测 力计或另换，直至相同为止 2在同一次实验中，使橡皮条拉长时，结点O位置一定要 相同,3用两只弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时， 夹角不宜太大也不宜太小，在60100之间为宜 4读数时应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与 弹簧测力计的轴线在同一条直线上，避免弹簧测力计的 外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦眼睛要正视弹 簧测力计的刻度，在合力不超过量程及橡皮条弹性限度 的前提下，拉力的数值应尽量大些,5细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿 细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点， 去掉细绳套后，再将所标点与O点连接，即可确定力的方 向 6在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且 要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些,六、误差分析 1弹簧测力计本身的误差 2读数误差和作图误差 3两分力F1、F2间的夹角越大，用平行四边形定则作图 得出的合力F的误差也越大,例题：(2010宁波检测)“探究求合力的方法”的实验如图实33甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳图实33乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图,(1)图乙中的_是力F1和F2的合力的理论值； _是力F1和F2的合力的实际测量值 (2)在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是 否会发生变化？答：_.(选填“变”或“不变”) (3)本实验采用的科学方法是 ( ) A理想实验法 B等效替代法 C控制变量法 D建立物理模型法,解析 (1)用平行四边形定则作图得到的是实验的理论值，即F；直接测量得到的是实际测量值，即F. (2)细绳的作用是对结点O施加不同方向的拉力F1、F2，换用橡皮筋拉结果是一样的 (3)力的合成与分解使用的是等效替代法B正确,答案 (1)F F (2)不变 (3)B,(2009山东高考)某同学在家中 尝试验证平行四边形定则，他找到三条 相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小 重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、 细绳、白纸、钉子，设计了如下实验： 将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的 两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图实32所示,(1)为完成该实验，下述操作中必需的是_ a测量细绳的长度 b测量各橡皮筋的原长 c测量悬挂重物后各橡皮筋的长度 d记录悬挂重物后结点O的位置 (2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_ _.,解析 (1)三段相同的橡皮筋，具有相同的劲度系数，故三段橡皮筋的形变量的大小代表了三段橡皮筋承受的力的大小，故必需b、c项A、B两点固定，O点的位置则决定了三个力的方向(因绳中的力恒沿绳的方向)，故必需d项 (2)最简便的方法是：更换不同的小重物,答案 (1)b、c、d (2)更换不同的小重物,F = F1+F2= 7N,（1）同向相加,二、力的合成,1、同一直线上两个力的合成,大小F =F1+F2，方向与两力方向相同,（2）反向相减,F = F1-F2= 1N,二、力的合成,1、同一直线上两个力的合成,大小F =|F1-F2|，方向与较大力的方向相同,一个力的作用效果两个力的作用效果,2、互成角度的两个力的合成,用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。 使用范围：只适用于共点力。,作法：,F,大小：标度,方向：角度,结论,2、互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则,计算：,已知F1=2N，F2=10N， (1)它们的合力有可能等于5N、8N、10N、15N吗? (2)合力的最大值是多少?最小值是多少?合力的大小范围是多少?,练习：,思考：F1、F2大小一定,夹角增大,合力如何变化? 合力什么时候最大,什么时候最小?合力的范围如何?,（1）在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力的夹角越大，合力越小。 （1）当两个分力方向相同时（夹角为00） 合力最大，FF1 + F2 合力与分力同向； （2）当两个分力方向相反时（夹角为1800） 合力最小，FF1 - F2 合力与分力F1 、F2中较大的同向。 （3）合力大小范围 F1 - F2 F F1 + F2 （4）合力可能大于、等于、小于任一分力,注意：同一直线上力的合成是平行四边形定则应用的特例。,2、互成角度的两个力的合成-遵循平行四边形定则,思考： 若两个以上的力作用在一个物体上时如何求合力？,F12,F123,F1234,先求出两个力的合力，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,逐次合成法,多个力的合成,一、合力与分力 1概念 （1）合力与分力： （2）共点力：作用在物体同一点或者作用线相交于同一点的几个力 2关系：等效替代，不是并列并存，不是物体又多受了一个合力 二、两个力F1、F2的合成 1同一直线上 -定则的特例 同向相加：F=F1+F2 F方向与F1、F2方向相同 反向想减：F =F2-F1 F方向与较大的分力方向相同 2互成角度： F1F2F合 F1F2 （1）合力可能大于、等于、小于任一分力。 （2）F1、F2大小不变，两个分力的夹角越大，合力越小。 （3）合力F不变，夹角越大，两个等值分力F1、F2的大小越大。,计算：,（1）同一直线上-属定则特例。 （2）求多力的合力可以多次用定则。 （3）两力相互垂直时 （4）两力夹角为任意时,2、互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则,1、作图法(即力的图示法)求合力,F1,F2,F,大小:F = 15X5N= 75N,方向:与F1成530斜向 右上方,平行四边形定则的应用,【例题】力F145N，方向水平向右。力F260N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。,2、计算法求合力 ：（精确）,根据平行四边形定则作出下图:,由直角三角形可得,方向：与F1成 tan=4/3斜向右上方,平行四边形定则的应用,【例题】力F145N，方向水平向右。力F260N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。,作图法 和 计算法求合力的比较,1、关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中正确的是（ ） A、分力与合力同时作用在物体上 B、分力同时作用于物体时产生的效果与合力单独作用于物体时产生的效果相同 C、F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大 D、F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小 E、F的大小一定大于F1、F2中的最大者 F、F的大小不能小于F1、F2中的最小者,BD,练习：,2、两个共点力，大小都是50 N，如果要使这两个力的合力也是50 N，这两个力之间的夹角应为（ ） A300 B600 C1200 D1500,C,3、两个共点力的合力最大值为35 N,最小值为5 N,则这两个力的大小分别为 N和 N;若这两力的夹角为900,则合力的大小为 N,15,20,25,4、三个力的大小分别为F1=4N, F2= 5N和F3= 6N,已知其合力为0,则F1