高中物理 第三章 第五课时 力的合成学案 新人教版必修1.doc

第五课时力的合成1理解合力、分力、力的合成、共点力等概念2理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代3掌握力的平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍法则4会用作图法和直角三角形的知识求合力一、合力与分力如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，则这个力叫做那几个的合力，那几个力叫做这个力的合力二、力的合成1定义：求几个力的合力的过程叫做力的合成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3多力合成的方法：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，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想一想如图所示，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，两臂用力最小三、共点力1定义：指作用在物体的同一点上或者延长线交于一点的一组力叫共点力2力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力判一判(1)共点力一定作用于物体上的同一点(错误)提示：共点力不一定作用于物体上的同一点，也可能是共点力的作用线交于一点(2)共点力一定作用于同一物体上(正确)提示：共点力一定作用于同一物体上(3)作用于同一物体上的所有的力都是共点力(错误)提示：作用于同一物体上的力不一定是共点力多个力合成的技巧1多个力的合成的基本方法仍是平行四边形定则，但要掌握一定技巧，一般情况下：(1)若有两分力共线(方向相同或相反)，应先求这两个分力的合力(2)若两分力f1、f2垂直，则先求f1、f2的合力(3)若两分力大小相等，夹角为120，则先求它们的合力(大小仍等于分力)2三个力合力范围的确定：(1)最大值：三个力方向均相同时，三力合力最大，fmaxf1f2f3.(2)最小值：若一个力在另外两个力的和与差之间，则它们的合力的最小值为零；若一个力不在另外两个力的和与差之间，则它们的合力的最小值等于三力中最大值减去另外两力的值【案例展示】如图所示，在同一平面内，大小分别为1 n、2 n、3 n、4 n、5 n、6 n的六个力共同作用于一点，其合力大小为() a0 b1 nc3 n d6 n【规范解答】三对共线的分力分别求合力，大小均为3 n，方向如图所示夹角为120的两个3 n的力的合力为3 n，且沿角平分线方向，故所给六个力的合力为6 nd正确【答案】d【名师点评】通过本例的求解，不难得到以下三点：(1)先合成同一直线上的力，再利用平行四边形定则求总的合力(2)对于各力的大小和方向均为已知的情况，可利用计算法求合力，如本例(3)对于各力的大小和方向以示意图的形式给出的情况，且各分力首尾相接，则合力的方向是由第一个力的始端指向最后一个力的末端，有效线段长度表示合力的大小如图，f12表示f1和f2的合力，f表示f1、f2和f3的合力1关于共点力，下列说法中不正确的是(a)a作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，这两个力是共点力b作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力c作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力d作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用线相交于同一点，则这几个力是共点力解析：根据共点力的概念，几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一个点，这几个力叫做共点力，所以c、d项正确一对平衡力一定作用在同一条直线上，它们一定是共点力，故b正确对于a选项中所描述的两个力，它们有可能一上一下，互相平行但不共点，所以a项错误2关于合力，下列说法正确的是(ad)a一个力的作用效果如果与几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力b合力一定大于任何一个分力c合力就是几个力的代数和d合力小于任何一个分力是可能的解析：力的合成遵循力的平行四边形定则，力是矢量，既有大小，又有方向，所以求几个力的合力是求这几个力的矢量和，c错合力的大小可能大于任何一个分力，也可能小于任何一个分力，d对3物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几组力的合力可能为零的是(ad)a5 n、7 n、8 n b5 n、1 n、3 nc1 n、5 n、10 n d10 n、10 n、10 n解析：对于a组，5 n和7 n的合力f所在的范围是：2 nf12 n，8 n处在合力范围内，a组合力可能为零，同理可知d组合力也可能为零，a、d正确4重100 n的物体放在水平地面上，今用60 n的力竖直向上提物体，则物体所受的合力为(a)a0 b40 n，方向向下c60 n，方向向上 d100 n，方向向下解析：60 n的力提不起100 n的物体，物体受地面支持力40 n，物体静止，合力为零5如图所示为两个共点力的合力f随两分力的夹角变化的图象，则这两个分力的大小分别为(b)a1 n和4 nb2 n和3 nc1 n和5 nd2 n和4 n解析：由图象知，两力方向相同时，合力为5 n即f1f25 n；方向相反时，合力为1 n，即f1f21 n.故f13 n，f22 n，b正确6如图所示，物体m在斜向右下方的推力f作用下，在水平地面上恰好做匀速运动，则推力f和物体m受到的摩擦力的合力方向是(a)a竖直向下 b竖直向上c斜向下偏左 d斜向下偏右解析：物体m受四个力作用，支持力和重力都在竖直方向上，故推力f与摩擦力的合力一定在竖直方向上，由于推力f的方向斜向下，由此可断定力f与摩擦力的合力一定竖直向下7两个共点力的大小分别为f115 n，f29 n，它们的合力不可能等于(b)a9 n b25 nc6 n d21 n8设有三个力同时作用在质点p上，它们的大小和方向相当于正六边形两条边和一条对角线，如图所示，这三个力中最小的力的大小为f，则这三个力的合力等于(a)a3f b4fc5f d6f解析：由几何关系得f32f，又f1、f2夹角为120，大小均为f，故其合力大小为f，方向与f3相同，因此三个力的合力大小为3f. 9如图所示，水平地面上固定着一根竖直立柱，某人用绳子通过柱顶的定滑轮将100 n的货物拉住已知人拉着绳子的一端，且该端与水平方向夹角为30，则柱顶所受压力大小为(b)a200 n b100 nc100 n d50 n10如图所示，两个共点力f1、f2的大小一定，夹角是变化的，合力为f.在角从0逐渐增大到180的过程中，合力f的大小变化情况为(c)a从最小逐渐增加到最大 b从最大逐渐减小到零c从最大逐渐减小到最小 d先增大后减小解析：两个力的合力随着分力间夹角的减小而增大，夹角为0时合力最大；合力随着分力间夹角的增大而减小，夹角为180时合力最小，所以选项c正确11如图所示，水平电线ab对电线杆的拉力是300 n，斜牵引索bc对电线杆的拉力是500 n，这时电线杆正好和水平地面垂直如果电线杆自重800 n，那么电线杆对地面的压力是多大？解析：由题意可知，水平电线ab和斜牵引索bc两个拉力的合力竖直向下，其大小为f合 n400 n，故电线杆对地面的压力fngf合1 200 n.答案：1 200 n12如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风作用，风力大小f1为100 n