高中物理 第3章 相互作用 4 力的合成课件 新人教版必修1.ppt

4力的合成 填一填 练一练 一 合力与分力 见课本第61页 1 概念 如果一个力作用在物体上产生的效果跟原来几个力共同作用时产生的效果相同 这个力就叫作那几个力的合力 原来的几个力叫作这个力的分力 2 关系 合力与分力之间是一种 等效替代 的关系 填一填 练一练 二 力的合成 见课本第62页 1 力的合成 求几个力的合力的过程 2 两个力的合成 1 遵循法则 平行四边形定则 2 方法 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表示合力的大小和方向 3 两个以上的力的合成方法 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 说明 1 合力与分力满足平行四边形定则而不是算术法则 故合力大小可以大于 等于或小于分力大小 2 不仅力的合成遵循平行四边形定则 一切矢量的运算都遵循这个定则 填一填 练一练 三 共点力 见课本第63页 1 定义 几个力如果都作用在物体的同一点上 或者它们的作用线相交于同一点 这几个力叫作共点力 2 共点力的合成遵循平行四边形定则 填一填 练一练 如图所示 f1 f2为两个相互垂直的共点力 f是它们的合力 已知f1的大小等于3n f的大小等于5n 若改变f1 f2的夹角 则它们的合力的大小还可能是 a 0b 4nc 8nd 12n 解析 由题意得f2 4n 故f1 f2的合力范围为1n f合 7n 选项b正确 答案 b 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 对合力与分力关系的理解大家都很熟悉的 曹冲称象 的故事如图所示 请思考 曹冲根据什么得到大象和船上石头的重力相等 其中包含什么思想方法 请你结合生活经验再举一个相似的例子 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 合力与分力的三性 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 2 合力与分力的大小关系 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题1 多选 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解析 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 答案 bc 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 变式训练1关于两个大小不变的共点力与其合力的关系 下列说法正确的是 a 合力的大小随两力夹角增大而增大b 合力的大小不能小于分力中最小者c 合力的大小一定大于分力中最大者d 合力的大小随着夹角的减小而增大解析 合力的大小随两力夹角的增大而减小 随夹角的减小而增大 选项a错误 d正确 合力的大小可能比分力大 也可能比分力小 还有可能等于分力 选项b c错误 答案 d 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 求合力的方法两人同拉一辆车 如图所示 每人都用100n的力拉 车受到的拉力一定是200n吗 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 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 然后用测量工具测量出合力的大小 方向 具体操作流程如下 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 2 计算法可以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 以下为求合力的三种特殊情况 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题2 如图所示 两个人共同用力将一个牌匾拉上墙头 其中一人用了450n的拉力 另一个人用了600n的拉力 如果这两个人所用拉力的夹角是90 求合力 点拨 人的拉力是牌匾受到的两个力 明确了它们的大小和方向 可用作图法和计算法求出合力 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析 解法一作图法如图所示 用图示中的线段表示150n的力 用一个点o代表牌匾 依题意作出力的平行四边形 用刻度尺量出平行四边形的对角线长为图示线段的5倍 故合力大小为f 150 5n 750n 用量角器量出合力f与f1的夹角 53 解法二计算法设f1 450n f2 600n 合力为f 由于f1与f2间的夹角为90 根据勾股定理 得 答案 750n 与较小拉力的夹角为53 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题3 多选 有三个力 一个力是12n 一个力是6n 一个力是7n 则关于这三个力的合力 下列说法正确的是 a 合力的最小值为1nb 合力的最小值为0c 合力不可能为20nd 合力不可能为30n解析 可以先将任意两个力求合力 比如将6n和7n的力求合力 合力的范围是1 13n 因此如果将这个合力再和12n的力合成 合力的范围应该是0 25n 所以选项b d是正确的 答案 bd 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究三 当堂检测 问题导引 名师精讲 典例剖析 变式训练2如图所示 三个共点力f1 f2与f3作用在同一个质点上 其中f1与f2共线且反向 f2与f3垂直 f1 6n f2 2n f3 3n 则质点所受的合力大小为 a 7nb 11nc 1nd 5n解析 f1与f2的合力f为4n 方向沿f1方向 f与f3的合力大小f 5n 故选项d正确 答案 d 探究一 探究二 探究三 当堂检测 典例剖析 探究求合力的方法1 实验目的验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则 2 实验原理根据等效替代法 使一个力的作用效果和两个力的共同作用效果相同 将橡皮条一端固定 另一端用两个力f1 f2使其伸长一定长度 再用一个力f 作用于橡皮条的同一点 使其伸长同样的长度 则f 与f1和f2的作用效果相同 所以f 就是f1 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 f2的合力f的图示 比较f和f 的大小和方向是否相同 3 实验器材方木板一块 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 细芯铅笔 名师精讲 探究一 探究二 探究三 当堂检测 典例剖析 4 实验步骤 1 用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上 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 如图所示 记录两弹簧测力计的读数f1和f2 用铅笔描下o点的位置及此时两细绳套的方向 4 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f 和细绳套的方向 5 改变两个力f1与f2的大小和夹角再重复实验两次 名师精讲 探究一 探究二 探究三 当堂检测 典例剖析 5 数据处理 1 用铅笔和刻度尺从结点o沿两条细绳套的方向画直线 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 2 用刻度尺从o点按同样的标度沿记录的f 的方向作出这只弹簧测力计的拉力f 的图示 3 比较f 和根据平行四边形定则求出的合力f在大小和方向上是否相同 名师精讲 探究一 探究二 探究三 当堂检测 典例剖析 名师精讲 6 注意事项 1 同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法 将两只弹簧测力计钩好后对拉 若两只弹簧测力计在拉的过程中读数相同 则可选 若不同 应另选 直到相同位置 使用时弹簧测力计与板面平行 2 在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下 应使拉力尽量大一些 以减小误差 3 画力的图示时 应选定恰当的标度 尽量使图画得大一些 但也不要太大而画出纸外 要严格按力的图示要求和几何作图法作图 4 在同一次实验中 结点o位置一定要相同 5 由作图法得到f和实验测量得到f 不可能完全符合 但在误差允许范围内可认为是f和f 相等即可 探究一 探究二 探究三 当堂检测 典例剖析 名师精讲 7 误差分析 1 误差来源除弹簧测力计本身的误差外 还有读数误差 作图误差等 2 减小误差的办法 实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度 要根据弹簧测力计的精度正确读数和记录 作图时用刻度尺借助于三角板 使表示两力的对边一定要平行 因两个分力f1 f2间的夹角 越大 用平行四边形定则作出的合力f与测量得到的f 的误差 f就越大 所以 实验中不要把 取得太大 但也不宜太小 以60 120 之间为宜 探究一 探究二 探究三 当堂检测 名师精讲 典例剖析 例题4 在 验证力的平行四边形定则 的实验中某同学的实验情况如图所示 其中a为固定橡皮条的图钉 o为橡皮条与细绳的结点 ob和oc为细绳 每根细绳分别连着一个量程为5n 最小刻度为0 1n的弹簧测力计 沿着两个不同的方向拉弹簧测力计 当橡皮条的活动端拉到o点时 两根细绳相互垂直 如图所示 这时弹簧测力计的读数可从图中读出 探究一 探究二 探究三 当堂检测 名师精讲 典例剖析 1 多选 本实验中 采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差 a 两个分力f1 f2间的夹角越大越好b 拉橡皮条的细绳要稍长一些c 实验中 弹簧测力计必须与木板平行d 读数时视线要正对弹簧测力计刻度 2 由图可读得水平和竖直拉力的大小分别为n和n 3 在下列虚线方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力 探究一 探究二 探究三 当堂检测 名师精讲 典例剖析 解析 1 本实验中两弹簧测力计所拉绳间的夹角一般在60 到120 之间较合适 选项a错误 为了减小误差 便于确定两拉力的方向 拉橡皮条的细绳要稍长一些 且必须使橡皮条 细绳 弹簧测力计都与木板平行 细绳要与弹簧测力计轴线在同一直线上 读数时视线要正对弹簧测力计刻度 选项b c d正确 2 由题图可以看出水平弹簧测力计的读数是3 50n 竖直弹簧测力计的读数是2 50n 3 在方格纸上画这两个力及它们的合力时要使线段长短表示力的大小 标度应统一 如图所示 答案 1 bcd 2 3 502 50 3 见解析图 探究三 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 4 1 多选 关于大小不变的两个共点力f1 f2的合力f 下列说法正确的是 a 合力f的大小一定大于任一分力的大小b 合力f的大小可能小于任一分力的大小c 合力f的大小可能等于f1或f2的大小d 合力f的大小随f1 f2间夹角增大而增大解析 由共点力合成的平行四边形定则可知 由于表示分力的两邻边的长短及其夹角的变化 使得表示合力的对角线的长度大于两邻边 小于两邻边 等于两邻边或其中某一邻边都是可能的 所以 合力的大小大于分力的大小 小于分力的大小 等于分力的大小也都是可能的 另外 平行四边形中两邻边夹角越小 其对角线越长 夹角越大 其对角线越短 所以 合力的大小随分力间夹角减小而增大 随分力间夹角增大而减小 正确选项为b c 答案 bc 探究三 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 4 2 两个共点力 一个力f1 40n 另一个力为f2 它们的合力f 100n 则f2的大小可能是 a 20nb 40nc 80nd 160n解析 f1和f2两个力的合力范围是 f1 f2 f f1 f2 判断可知选项c正确 答案 c 探究三 当堂检测 探究一 探究二 1 2 3 4 3 两个大小