第五课时　力的合成 (2).ppt

第三章相互作用第五课时力的合成 栏目链接 栏目链接 杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的双塔双索面迭合梁斜拉桥 大桥全长7654米 602米长的主桥犹如一道横跨黄浦江的彩虹 在世界同类型斜拉桥中雄居第一 挺拔高耸的208米主塔似一把利剑直刺苍穹 塔的两侧32对钢索连接主梁 呈扇面展开 如巨型琴弦 正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲 那么 是什么力量拉起这么重的桥体呢 栏目链接 栏目链接 1 知道力的合成的概念 2 理解平行四边形定则 会用作图法求共点力的合力 栏目链接 栏目链接 要点1合力与分力 当一个物体受到几个力的共同作用时 我们常常可以找到这样一个力 这个力产生的 跟原来几个力的 相同 这个力就叫做那几个力的 原来的几个力叫做 效果 共同效果 合力 知识清单 分力 栏目链接 如下图所示 同样一桶水 一个人提和两个人共同提 感觉是不一样的 那么他们的效果一样吗 应用思考 栏目链接 1 合力与分力之间是一种等效替换的关系 一个力 合力 产生的效果跟几个力 分力 共同作用产生的效果相同 即一个力可由几个力来替代 反过来这几个力也可由这一个力来替代 2 合力和分力只是作用的效果相同 在作用效果上存在等效替换作用 它们可以是同性质的力 也可以是不同性质的力 但合力与分力不可同时存在 综合拓展 栏目链接 3 合力与分力的大小关系 1 两分力同向时 合力最大 Fmax F1 F2 合力方向与F1 F2的方向相同 2 两分力反向时 合力最小 Fmin F1 F2 合力方向与较大的分力的方向相同 3 合力的取值范围 F1 F2 F F1 F2 4 夹角 越大 合力就越小 5 合力可能大于某一个分力 等于某一个分力 也有可能小于某一个分力 综合拓展 栏目链接 特别提示 合力是几个分力的共同效果 并不是单独存在的力 合力与分力从物理实质上讲是在力的作用效果方面的一种等效替代关系 而不是物体的重新受力 因此受力分析中不能同时出现 综合拓展 栏目链接 1 双选 关于几个力与其合力的说法中 正确的是 A 合力的作用效果跟原来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 不同性质的力不可以合成 尝试应用 栏目链接 解析 由合力和分力的定义可知 A正确 合力和它的分力是等效替代关系 而不是物体同时受到合力和分力 它们不能同时存在 B错 C正确 力能否合成与力的性质无关 D错 答案 AC 尝试应用 栏目链接 2 关于合力和分力 下列说法正确的是 A 合力和分力是等效的B 合力和分力的性质相同C 合力和分力同时作用在物体上D 合力和分力的性质不影响作用效果 尝试应用 A 栏目链接 要点2力的合成 1 力的合成 的过程叫做力的合成 2 力的合成的法则 定则 两个力合成时以表示这两个力的线段为 作 那么 的那条对角线就代表合力的 和 这个法则就叫做平行四边形定则 如右图所示 分力 和 合力 求几个力的合力 平行四边形 邻边 知识清单 平行四边形 这两个邻边所夹 大小 方向 F1 F2 F 栏目链接 若桶和水重200N 一个人将桶提起需200N的力 两个人将桶提起时 合力的大小也一定是200N 若两个人用的力大小分别是F1 F2 那么F1 F2也是200N吗 应用思考 栏目链接 合力的计算 1 图解法 要取统一的标度 严格作出力的图示 作出平行四边形或三角形 再用统一标度去量度合力的大小和方向 用图解法可较直观地判断合力和分力的关系 特别是可借助一些几何知识 比如平行四边形的对角线可能比邻边长 也可能与邻边等长 也可能比邻边短 所以合力可能比分力大 也可能与分力相等 也可能比分力小 不要总以为合力一定比分力大 综合拓展 栏目链接 综合拓展 栏目链接 综合拓展 栏目链接 综合拓展 栏目链接 特别提示 1 做出一个正确的平行四边形 应注意 两分力是平行四边形的两个邻边 合力是两分力所夹的平行四边形对角线 分力 合力的比例要适当 虚线 实线要分清 2 求矢量时要注意不仅要求出其大小 还要求出其方向 其方向通常用它与已知矢量的夹角表示 综合拓展 栏目链接 1 如右图所示 物体受到三个或三个以上力的作用时 怎样来求它们的合力 尝试应用 答案 如果有三个或更多的力同时作用在一个物体上 我们同样可以用平行四边形定则求出其合力 栏目链接 2 已知两个力的大小分别为F1 4N F2 5N 用作图法求出下列各种情况下的合力F 1 两力同向 2 两力反向 3 两力夹角60 4 两力夹角90 5 两力夹角120 尝试应用 答案 1 9N 2 1N 3 7 8N 4 6 4N 5 4 6N 栏目链接 栏目链接 题型1合力与分力的关系 例1右图是两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角 的关系图象 则 1 这两个力的合力的变化范围是 2 这两个力的大小分别是 栏目链接 解析 本题图象的横坐标表示在两个力合成的过程中二力所成的角度 从图象上看出 在两分力的夹角从0 变化到180 的过程中 合力减小 另外图象中 当 0时 表示两分力的方向相同的情况 根据图象有F1 F2 5N 当 180 时 表示两分力的方向相反时的情况 此时有 F1 F2 1N 通过解方程组 可得 F1 3N F2 2N或F1 2N F2 3N 合力的变化范围是1N 5N 栏目链接 答案 1 5N2N和3N名师点睛 本题通过图象给出已知条件 然后求解 遇到这类问题首先应弄清图象的两个坐标轴所代表的物理量 然后通过图象观察两个物理量之间的联系 一个量随另外一个量的变化情况 增大 减小 或根据图象写出两个物理量之间关系的数学表达式 再想一想图象中的一些特殊点所表示的物理含义 栏目链接 1 双选 以下关于分力和合力的关系的叙述中 正确的是 A 合力和它的两个分力同时作用于物体上B 合力的大小等于两个分力大小的代数和C 合力可能小于它的任一个分力D 合力的大小可能等于某一个分力的大小 变式应用 解析 力的合成遵守平行四边形定则 合力的大小可以大于分力 可以小于分力 也可以等于分力 答案 CD 栏目链接 题型2合力的计算 例2两个大小均为200N的力 其夹角为60 求它们的合力 解析 本题考查了力的合成所遵循的基本法则 平行四边形定则 解力的合成问题 可采用两种解法 图解法和计算法 方法一 图解法 如右图所示 自O引两条有向线段OA和OB 相互间的夹角为60 用量角器画出 取1cm长度表示100N的力 则OA和OB的长度都是2cm 作出平行四边形OACB 其对角线OC就代表两个力的合力 栏目链接 量得OC长为3 5cm 所以合力大小为 F 3 5 100N 350N 用量角器量得 AOC 30 即合力沿两力夹角的平分线 栏目链接 栏目链接 名师点睛 这类题的典型错误有 1 用作图法求合力时 标度不一致 2 忘记求合力的方向 本题求的是合力 而不是合力的大小 不仅要求出合力的大小 还要求出合力的方向 比较两种求合力的方法可以看出 用作图法求合力 虽然简单快捷 但准确度不高 用计算法求合力 由于受到数学知识的限制 目前只能在直角三角形中进行计算 遇到非直角三角形时 要转化为直角三角形进行计算 栏目链接 2 水平横梁一端插在墙壁内 另一端装小滑轮B 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 如图所示 则滑轮受到绳子的作用力大小为 g取10m s2 变式应用 C 栏目链接 题型3三个共点力合成的最大值和最小值 例3有大小分别为4N 9N 11N的三个共点力 它们彼此之间的夹角可以变化 它们的合力的最大值是多少 最小值是多少 栏目链接 解析 若取F1和F2的适当夹角 可使其合力F的大小为11N 再取F3的方向与F的方向相反 则F1 F2 F3的合力为零 即为最小值 如右图 先判断F1和F3或者F2和F3的合力的最大值与最小值 作类似的讨论 也可得出相同的结论 答案 24N0 栏目链接 名师点睛 求多个力的合力 其基本方法是先求两个力的合力 再用这个合