高中物理第三章相互作用力的合成课件新人教版必修.ppt

,1.两个大小和方向都确定的共点力，其合力的（）A.大小和方向都确定B.大小确定，方向不确定C.大小不确定，方向确定D.大小和方向都不确定【解析】选A.两个分力的大小、方向都确定，它们对应的表示力的线段长度、方向确定，据此只能画出一个平行四边形，得出一个对角线，求得惟一合力，A对，B、C、D错.,2.关于几个力与其合力，下列说法正确的是（）A.合力的作用效果跟原来那几个力共同作用产生的效果相同B.合力与原来那几个力同时作用在物体上C.合力的作用可以替代原来那几个力的作用D.求几个力的合力遵循平行四边形定则,【解析】选A、C、D.合力与分力是“等效替代”的关系，即合力的作用效果与几个分力共同作用时的作用效果相同，合力的作用效果可以替代这几个分力的作用效果，不能认为合力与分力同时作用在物体上，所以A、C正确，B不正确；求合力应遵循平行四边形定则，所以D正确.,3.一个重为20N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F=5N的力竖直向上拉该物体时，如图3-4-2所示，重力与拉力的合力为()A.15NB.25NC.0D.无法确定【解析】选A.重力与拉力的合力F合=G-F=15N，方向竖直向下，A正确.,4.两个共点力的大小均为8N，如果要使这两个力的合力大小也是8N，则这两个共点力间的夹角应为()A.30B.60C.90D.120【解析】选D.根据平行四边形定则画出的两个共点力及其合力组成一个特殊平行四边形菱形，且对角线（合力）又把它分为两个等边三角形，由几何知识可确定两共点力的夹角为120,D正确.,5.(2010衡阳高一检测）大小分别是30N和25N的两个力,同时作用在一个物体上,对于合力F大小的估计最恰当的是()A.F=55NB.25NF30NC.25NF55ND.5NF55N【解析】选D.若两分力的大小为F1和F2,在它们的夹角不确定情况下,合力F的大小范围为|F1-F2|FF1+F2,所以5NF55N,D正确.,【典例1】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：,【标准解答】选B、C.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.,【变式训练】（2010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F2C.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,【解析】选B、C、D.两分力F1、F2大小不变，夹角越大，合力F越小，D对.合力F可能大于任一个力，可能小于任一个力，也可能等于其中一个分力，A错，B、C对.,【典例2】物体受到两个力F1和F2，F1=30N，方向水平向左；F2=40N，方向竖直向下.求这两个力的合力F.【思路点拨】矢量的运算遵循平行四边形定则，作图法和计算法是运用这一法则进行矢量运算的具体方法.,【自主解答】（1）图解法：取单位长度为10N的力，则分别取3个单位长度、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F=510N=50N.用量角器量出合力F与分力F1的夹角为53.,(2)计算法：实际上是先运用数学知识，再回到物理情景.在如图所示的平行四边形中，OFF1为直角三角形，根据直角三角形的几何关系，可以求得斜边OF的长度和OF与OF1的夹角，将其转化为物理问题，就可以求出合力F的大小和方向.则合力F与F1的夹角为53.,【变式训练】如图3-4-6所示，夹角=120的两个力作用在同一物体上，两个力的大小F1=F2=20N，求这两个力的合力.,【解析】（1）作图法：取0.70cm的线段表示10N的力，用O点表示物体，作出互成120角的两个力F1、F2的图示如图所示.过F1的尾端作一条平行于F2的虚线，过F2的尾端作一条平行于F1的虚线，,两虚线相交于F点，F1、F2与两条辅助线形成一个平行四边形.作线段OF（实线），并在F端画上箭头，表示合力的方向.用刻度尺量出OF的长度为1.40cm,则合力的大小为：F=10N=20.0N用量角器测出合力F与F1的夹角为60.,(2)计算法：结合题意分析以上平行四边形可知，它是一个菱形，而合力F又把它分解为两个等边三角形，即对角线F与菱形的边长相等，表示FF1F220N,F与F1的夹角为=60.答案：20N，方向与F1夹角为60,【典例3】如图所示，在同一平面内，大小分别为1N、2N、3N、4N、5N、6N的六个力共同作用于一点，其合力大小为,A.0B.1NC.2ND.3N,【思路点拨】求解该题可按以下思路分析：,【标准解答】选A.三对共线的分力分别求合力，大小均为3N，方向如图所示.这三个合力任意取出两个求得的新合力与所剩的第三个合力等大、反向，故所给六个力总合力为零.A正确.,1.（2010泰州高一检测）下列物理量在运算过程中遵循平行四边形定则的有()A.位移B.质量C.力D.加速度【解析】选A、C、D.平行四边形定则是矢量运算法则.只要是矢量，它的运算一定遵循此法则.所给量中位移、力及加速度是矢量，质量是标量，故选A、C、D.,2.（2010温州高一检测）平面内作用于同一点的四个力若以力的作用点为坐标原点，有F1=5N，方向沿x轴的正方向；F2=6N，沿y轴正方向；F3=4N，沿x轴负方向；F4=8N，沿y轴负方向，以上四个力的合力方向指向()A.第一象限B.第二象限C.第三象限D.第四象限,【解析】选D.由题意知F1与F3的合力Fx沿x轴正方向，F2与F4的合力Fy沿y轴负方向.故四个力的合力F指向第四象限，如图所示.,3.（2010德州高一检测）如图3-4-7所示，当绳子的悬点A缓慢地移到A点的过程中，关于绳子AO和BO张力的合力变化情况，下列结论正确的是()A.逐渐变大B.逐渐变小C.先逐渐变大后逐渐变小D.保持不变,【解析】选D.缓慢移动悬点过程中，O点受到竖直向下的拉力等于物体的重力,大小不变.而AO、BO两绳拉力的合力又与作用于O点的竖直向下的拉力为平衡力，故AO、BO张力的合力保持不变.D项正确.,4.(2010平顶山高一检测)5个共点力的情况如图3-4-8所示.已知F1=F2=F3=F4=F，且这四个力恰好为一个正方形，F5是其对角线.下列说法正确的是(),A.F1和F5的合力，与F3大小相等，方向相反B.能合成大小为2F、相互垂直的两个力C.除F5以外的4个力的合力的大小为FD.这5个力的合力恰好为F，方向与F1和F3的合力方向相同,【解析】选A、D.据平行四边形定则求F1和F5的合力F15，作出的平行四边形如图甲所示，据几何知识，F15与F3等大、反向，A正确.由A选项知，F1、F3、F5的合力为零，故5个共点力的合力等于F2、F4的合力，如图乙所示，5个力的合力大小F合=F，B错，D对.F1、F2、F3、F4四个力的合力大小为F2、F4合力大小的两倍，即F合=2F合=2F，C错.,1.（2010白鹭洲高一检测）（4分）当两共点力F1和F2的大小为以下哪组数值时，其合力大小可能是2N()A.F1=6N，F2=3NB.F1=3N，F2=3NC.F1=2N,F2=4ND.F1=5N,F2=1N【解析】选B、C.已知大小的两个分力F1、F2的合力F的范围是|F1-F2|FF1+F2,故A、B、C、D四选项中合力的范围依次是3N9N、06N、2N6N、4N6N，所以合力可能为2N的为B、C两选项.,2.（2010厦门高一检测）（4分）两个力F1和F2间的夹角为，两个力的合力为F.以下说法正确的是()A.若F1和F2大小不变，角越小，合力F就越大B.合力F总比分力中的任何一个力都大C.如果夹角不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大D.合力F可能比分力中的任何一个力都小,【解析】选A、D.F1、F2大小不变，合力随它们夹角的增大而减小，随夹角的减小而增大，A对.合力F可能比F1、F2都大，也可能比F1、F2都小，还可能等于其中的一个力的大小，B错，D对.如图所示，F1大小不变，F1与F2夹角不变，F2增大时，合力F先减小后增大.C错.,3.(2010青岛高一检测）（4分）如图1所示，水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B.一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=10kg的重物，CBA=30，则滑轮受到绳子的作用力为（g取10N/kg）（）A.50NB.50NC.100ND.100N,【解析】选C.以滑轮为研究对象，悬挂重物的绳的张力F=mg=100N,故小滑轮受到绳的作用力沿BC、BD方向，大小都是100N，从图中看出，CBD=120，CBE=DBE，得CBE=60，即CBE是等边三角形，故滑轮受到绳子的作用力为100N.,4.（2010扬州高一检测）(4分)如图2所示,在倾角为30的斜面上有一重10N的物块，被平行于斜面大小为8N的恒力F推着沿斜面匀速上行.在推力F突然撤消的瞬间，物块受到的合力大小为()A.8NB.5NC.3ND.2N,【解析】选A.在恒力F作用下物块匀速上行，则表明其合力为零，由平衡知识可知除恒力F外，物块受到的其他力的合力大小应为8N，方向平行于斜面向下，A正确.,5.（10分）如图3所示，物体受到的大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200N，两力之间的夹角为60,求这两个拉力的合力.,【解析】根据平行四边形定则，作出示意图如图，它是一个菱形，我们可以利用其对角线互相垂直平分，通过解其中的直角三角形求合力.F=2F1cos30=200N=346N合力与F1、F2的夹角均为30.答案：346N合力与F1的夹角为30,6.（4分）如图所示，大小分别为、的三个力恰好围成封闭的直角三角形（顶角为直角）.下列四个图中，这三个力的合力最大的是(),【解析】选C.A选项中把F2平移到F1和F3的箭尾处，F2和F3构成的平行四边形的对角线正好和F1重合，即合力的大小为F1，方向与F1同向，则F1、F2、F3三个力的合力为2F1；同样的方法，B选项中把F3平移，可以求得合力为零.C选项中把F3平移，可以求得合力为2F2.D选项中把F1平移，可以求得合力为2F3，又因为图中线段的长短表示力的大小，所以位于斜边上的F2最大.故C选项正确.,7.（10分）有两个大小不变的共点力F1和F2，它们合力的大小F合随两力夹角变化情况如图4所示，则两力的大小分别为多少？,【解析】对图的理解是解题的关键，其中两个力的夹角为0弧度(0)与弧度(180)时含义要搞清.设两力为F1、F2且F1F2.当两力夹角为0(0)时，F合F1F2得到F1F212N当两力夹角为180()时，得到F1F24N由两式得F1=8N,F2=4N.答案：8N4N,8.（新题快递）(10分)如图5所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演，如果演员和独轮车的总质量为80kg,两侧的钢索互成150夹角，求钢索所受拉力有多大？（cos75=0.259,g取10N/kg）,【解析】设钢索的拉力大小为F，则演员两侧的钢索的合力与演员和独轮车的总重力等大反向.作出拉力与其合力的平行四边形为一菱形，如图所示，据几何知识可知=Fcos75所以拉力答案：1544N,1.三个共点力的大小分别为F1=5N，F2=10N，F3=20N，则它们的合力（）A.不会大于35NB.最小值为5NC.可能为0D.可能为20N【解析】选A、B、D.三个力的合力最大值.Fmax=F1+F2+F3=35N.F1与F2的合力范围，5NF1215N,当F12=15N且与F3反向时，三个力的合力最小Fmin=|F12-F3|=5N,故三个力的合力范围为5NF35N,故选项A、B、D正确.,2.如图所示，物体M放在水平面上受到两个水平力的作用，F1=4N，F2=8N，物体处于静止.如果将水平力F1增加5N，则()A.物体M仍处于静止B.物体M受到的合力方向向左C.物体M受到的合力方向向右D.物体M受到的摩擦力等于5N,【解析】选A.据题意可知，F1=4N，F2=8N时，物体处于静止状态.即物体所受最大静摩擦力大于等于F2-F1=（8-4）N=4N.如果将F1增加5N，则F1=（4+5）N=9N.显然F1-F2=（9-8）N=1N，小于最大静摩擦力，故物体仍处于静止状态，所受静摩擦力为1N，方向与F1的方向相反，物体所受合力为零，故A选项正确.,3.两个力的合力为F，如果它们之间的夹角固定不变，使其中一个力增大，则()A.合力F一定增大B.合力F的大小可能不变C.合力F的大小可能增大，也可能减小D.当90时，合力F一定减小,【解析】选B、C.设两力Fa、Fb之间的夹角为钝角，由图所示的平行四边形可知，当Fa逐渐增大为Fa1、Fa2、Fa3时，其合力由原来的F变为F1、F2、F3，它们可能小于F，可能等于F，也可能大于F，故B、C正确，A错误.若Fa、Fb之间的夹角90,同理可以判断出D错误.,4.物体同时受到同一平面内的三个共点力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是（）A.5N，7N，8NB.5N，2N，3NC.1N，5N，10ND.1N，10N，10N,【解析】选C.三力合成，若前两力的合力可与第三力大小相等，方向相反，就可以使这三力合力为零，只