高中物理第三章相互作用4力的合成学案新人教必修.docx

4力的合成学 习 目 标知 识 脉 络1.知道合力、分力、力的合成、共点力等概念2掌握力的平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍规则(重点)3会应用做图法和计算法求合力的大小(难点)4体会合力与分力在作用效果上的等效替代思想(重点)合力分力共点力1合力与分力如果一个力作用在物体上产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力2共点力如果一个物体受到两个或更多力的作用，这些力共同作用在物体的同一点上或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力1合力与分力是同时作用在物体上的力()2合力产生的效果与分力共同产生的效果一定相同()3可以用合力代替分力()4共点力不一定作用在同一物体的同一点()六条狗可以将雪橇拉着匀速前进，一匹马也可以将该雪橇拉着匀速前进，以上情境中分力和合力分别是由什么动物施加的？【提示】六条狗各自的拉力是分力，是由狗施加的；马的拉力为合力，是由马施加的探讨1：如图341甲所示，把物块挂在一个弹簧测力计的下面，稳定时弹簧测力计的示数为F；如图乙所示，用两个弹簧测力计(方向不同)拉住同一物块，稳定时弹簧测力计示数分别为F1、F2.F与F1、F2有什么关系？F1、F2两个数值相加正好等于F吗？甲 乙图341【提示】作用效果相同，可以等效替代不等于探讨2：两个分力F1和F2的合力什么情况下最大？最大值为多少？【提示】两个分力F1和F2的方向相同时合力最大，最大值为F1F2.1合力与分力的三性 2合力与分力间的大小关系当两分力F1、F2大小一定时，(1)最大值：两力同向时合力最大，FF1F2，方向与两力同向；(2)最小值：两力方向相反时，合力最小，F|F1F2|，方向与两力中较大的力同向；(3)合力范围：两分力的夹角(0180)不确定时，合力大小随夹角的增大而减小，所以合力大小的范围是：|F1F2|FF1F2.3三个力合力范围的确定(1)最大值：当三个力方向相同时，合力F最大，FmaxF1F2F3.(2)最小值：若其中两个较小的分力之和(F1F2)F3时，合力的最小值为零，即Fmin0；若其中两个较小的分力之和(F1F2)F3时，合力的最小值FminF3(F1F2)(3)合力的取值范围：FminFF1F2F3.1(多选)已知两个分力的大小为F1、F2，它们的合力大小为F，下列说法中不正确的是()A不可能出现FF1同时FF1同时FF2的情况C不可能出现FF1F2的情况【解析】如果F1与F2大小相等，方向相反，则其合力为零，既小于F1又小于F2，故A错误；如果F1、F2同向，则合力FF1F2，既大于F1又大于F2，故B错误；合力F的范围为|F1F2|FF1F2，因此，C错误，D正确，所以不正确的选项为A、B、C.【答案】ABC2两个共点力F1和F2的合力大小为6 N，则F1与F2的大小可能是() AF12 N，F29 NBF14 N，F28 NCF11 N，F28 NDF12 N，F21 N【解析】两力合成时，合力范围为：|F1F2|FF1F2，A中合力为7 NF11 N，B中合力为4 NF12 N，C中的合力为7 NF9 N，D中的合力为1 NF3 N，故B正确【答案】B3已知三个分力的大小依次为3 N、5 N、9 N，关于这三个分力的合力大小，下面给出了四个值：0 N1 N5 N18 N其中可能的是()A只有B只有C只有D只有【解析】三个共点力的方向都相同的时候合力最大，所以最大值为3 N5 N9 N17 N；3 N和5 N合力的范围是2 NF8 N,9 N不在这个范围内，所以合力的大小不可以为零，所以合力的最小值为1 N由于三个力的合力范围是1 NF合17 N，故A正确，B、C、D错误【答案】A关于合力、分力的两个注意事项(1)在力的合成中分力是实际存在的，每一个分力都有对应的施力物体，而合力没有与之对应的施力物体(2)合力为各分力的矢量和，合力不一定比分力大它可能比分力大，也可能比分力小，还有可能和分力大小相等力 的 合 成 及 合 成 法 则1力的合成：求几个力的合力的过程2平行四边形定则：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1只有共点力才能求合力. ()2两个力的合力不一定大于任意一个力的大小()3两个力的合力的方向可能与两个分力的方向都不同()1假如两个学生用大小相同的作用力拎起一桶重200 N的水，每个学生对桶的作用力一定是100 N吗？【提示】不一定两个学生对桶的作用力的合力大小等于200 N，其数值相加不一定等于200 N，当两个学生所施加的力成一夹角时，每个学生对桶的作用力都大于100 N.2在做引体向上运动时，双臂平行时省力还是双臂张开较大角度时省力？【提示】双臂平行时最省力根据平行四边形定则可知，合力一定时(等于人的重力)，两臂分力的大小随双臂间夹角的增大而增大，当双臂平行时，夹角最小，两臂用力最小用硬纸板剪成五个宽度相同的长条，其中四个两两长度分别相等，第五个较长些，然后用螺丝钉铆住(AE与BC、CD不要铆住)，如图342所示其中AB表示一个分力，AD表示另一个分力，AC表示合力图342(1)改变BAD的大小，观察两分力间的夹角变化时合力如何变化？(2)合力一定大于其中一个分力吗？【提示】(1)合力随着两分力间夹角的增大而减小，随着两分力间夹角的减小而增大(2)不一定合力与分力的大小符合三角形三边的关系，由几何知识知，三角形两边之和大于第三边，两边之差小于第三边，因此合力大小的范围|F1F2|FF1F2.例如：F15 N，F24 N，合力1 NF9 N，合力F的最小值为1 N，比任何一个分力都小求合力的方法1作图法根据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形，后用测量工具测量出合力的大小、方向，具体操作流程如下： 2计算法(1)两分力共线时：若F1与F2方向相同，则合力大小FF1F2，方向与F1和F2的方向相同；若F1与F2方向相反，则合力大小F|F1F2|，方向与F1和F2中较大的方向相同(2)两分力不共线时：可以先根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图，然后由几何知识求解对角线，即为合力以下为求合力的两种常见特殊情况：类型作图合力的计算两分力相互垂直大小：F方向：tan 两分力等大，夹角为大小：F2F1cos方向：F与F1夹角为4有两个大小相等的力F1和F2，当它们的夹角为90时，合力为F；则当它们的夹角为120时，合力的大小为()A2FB.FC.FDF【解析】当夹角为90时，F，所以F1F2F.当夹角为120时，根据平行四边形定则，知合力与分力相等，所以F合F1F.故B正确，A、C、D错误【答案】B5水平横梁一端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为m10 kg的重物，CBA30，如图343所示，则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 m/s2)()图343A50 N B50 NC100 ND100 N【解析】以滑轮为研究对象，悬挂重物的绳的拉力Fmg100 N，故小滑轮受到绳的作用力沿BC、BD方向，大小都是100 N从图中看出CBD120，CBEDBE得CBEDBE60，则CBE是等边三角形，故F合100 N.【答案】C6两个共点力同向时合力为a，反向时合力为b，当两个力垂直时合力大小为() A. B.C.D【解析】两力同