《力的等效和替代》PPT课件.ppt

曹冲称象 思考 1 为什么可以用石头的重代替大象的重 2 如何判断大象的重和石头的重是等效的 实际上 聪明的曹冲所用的方法是 等量替换法 用许多石头代替大象 在船舷上刻划记号 让大象与石头产生等量的效果 再一次一次称出石头的重量 使 大 转化为 小 分而治之 这一难题就得到圆满的解决 曹冲称象 曹冲称象 大象和石头的重量可相互替代 作用效果相同的事物可以相互替代 生活中的等效替代 砝码质量 重物质量 力可以等效替代 力可以等效替代 马德堡半球实验 马德堡半球实验 力的等效和替代 几个力如果都作用在物体上的同一点 或者它们的作用线相交于同一点 这几个力叫做共点力 图1图2图3 如图1 图2为共点力 而图3为非共点力 1 共点力 x 力的等效 x 合力与分力定义 若有一个力和其他几个力的作用效果相同 那么 我们把这一个力叫做那几个力的合力 那几个力叫这个力的分力 合力与分力 F F1 F2 F是F1 F2的合力F1 F2是F的分力 合力与分力 力的等效替代 在物理学中 通常从作用效果相同的这一观点出发 根据实际情况进行力的替代 称为力的合成与分解 通俗的讲求几个力的合力的过程 叫做力的合成求一个力的几个分力的过程 叫力的分解 如果几个力都作用在物体的同一点上 或者几个力的作用线交于同一点 这几个力就称为共点力 力的合成与分解 力的合成与分解只适用于共点力 2 力的三要素是什么 3 力的图示和力的示意图的区别 大小 方向 作用点 力的图示 准确的描述力的三要素 力的图示 1 什么是力 物体与物体的相互作用 例 小车在水平方向受到向右的100N的力F 如何表示这个力呢 1cm长表示20N的大小 力的图示 思考 1 方向相同的等效力 方向相同的共点力的合成 2 方向相反的等效力 方向相反的共点力的合成 思考 3 互成一定角度的两个力的合成 F G F与F1 F2之间的关系 提出猜想 1 我们能否从几何关系上来寻找关系 2 从几何上来寻找关系 即是将合力与分力的末端连接起来 是一个四边形 是一个什么样的四边形 猜想是平行四边形 实验研究 实验目的 探究合力和分力的关系 实验器材 方木板 橡皮筋 弹簧秤 白纸 细绳 图钉 刻度尺 寻找等效力 利用橡皮筋的形变效果来找两个力的合力 实验原理 思考 1 如何保证合力与分力作用效果相同 保持橡皮筋形变相同 固定起点关键记录好终点 2 力的大小 方向的确定 大小可以直接从测力计中读出 方向沿着拉伸的方向 3 分力合力关系如何研究 做出分力合力的力的图示 实验步骤 此处也可用两个弹簧秤测力计拉 实验步骤 实验结论 互成角度的两个力的合成时 以表示这两个力的线段为邻边作的平行四边形 这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向 合力与分力之间满足平行四边形定则 只适用于共点力 四力的合成 用力的图示法作出下列各组分力的合力 一 F1 20NF2 16NF1和F2的夹角是30度二 F1 20NF2 20NF1和F2的夹角是120度 解法1 作图法 即力的图示 求合力 F1 F2 F合 1 已知 力F1 45N 方向水平向右 力F2 60N 方向竖直向上 通过作图求这两个力的合力F的大小和方向 大小 F合 15X5N 75N 方向 与F1成53 斜向右上方 O 三 迁移运用拓展延伸 作图时的注意事项 1 作图时要先确定力的标度 同一图上的各个力必须采用同一标度 2 表示分力和合力的有向线段共点要画成实线 与分力平行的对边要画成虚线 3 在表示力的线段上要画上刻度和箭头 三 迁移运用拓展延伸 解法2 计算法求合力 上例中根据平行四边形定则可作出下图 解 由直角三角形知识可得 方向 与F1成53 角斜向右上方 tan F2 F1 4 5 53 三 迁移运用拓展延伸 2 两个大小一定的力F1 F2 当它们间的夹角由0 增大到180 的过程中 分析合力F的大小怎样变化 合力大小的取值范围如何 先独立思考 同桌交流后作答 当两个分力大小一定时 合力随两分力间夹角增大而变小 随夹角变小而增大 当两个分力间夹角为0 时 合力最大 最大值为二力之和 夹角为180 时合力最小 最小值为二力之差 F1 F2 F F1 F2 三 迁移运用拓展延伸