人教版高中物理必修1第三章 相互作用4 力的合成 课件(1).ppt

第三章相互作用 4力的合成 高中物理 必修一 人教版 目标定位 力的合成 知道合力 分力 以及力的合成的概念 理解平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则 会用平行四边形定则求合力 知道分力与合力间的大小关系 知道共点力的概念 会用作图法 计算法求合力 1 2 3 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 预习导学 1 共同作用效果合力分力 一 合力与分力 想一想 一个大人能够提起一桶水 两个小孩用力也可以提起这桶水 那么大人用的力和两个小孩用的力有什么关系 哪个是合力 哪些是分力 答案 效果相同 可以等效替代 大人的力是两个小孩作用力的合力 两个小孩的作用力是分力 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 力的合成 预习导学 二 力的合成 1 几个力的合力2 邻边对角线3 任意两个力第三个力 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 想一想 两个力的合力一定大于其中任意一个分力的大小吗 答案 不一定 合力可以大于分力 也可以小于分力 比如 两个反向的大小相等的力 其合力为零 小于每一个分力 力的合成 三 共点力 想一想 共点力一定是作用在同一物体上吗 一定作用在同一点吗 答案 只有作用在同一物体上的力才可能是共点力 所以共点力一定作用在同一物体上 但是不一定作用在同一点 也可能是力的延长线交于一点 课堂讲义 一 力的合成 1 对合力和分力的理解 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 1 等效性 合力与分力产生的效果相同 可以等效替代 2 同体性 各个分力是作用在同一物体上的 作用在不同物体上的力不能求合力 2 力的合成遵循平行四边形定则 力的合成遵守平行四边形定则如图 力的合成 作法 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就代表合力的大小和方向 F 大小 长度 方向 角度 F即表示F1与F2的合力 课堂讲义 一 力的合成 3 合力和分力的大小关系 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 1 两分力大小不变时 合力F随 的增大的变化情况 力的合成 课堂讲义 一 力的合成 2 当 0时 F有最大值 Fmax F1 F2 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 力的合成 当 180 时 F有最小值 Fmin F1 F2 合力大小的范围为 F1 F2 F F1 F2 3 合力F既可以大于 也可以等于或小于任意一个分力 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 力的合成 例1两个力F1和F2间的夹角为 两个力的合力为F 以下说法正确的是 A 若F1和F2大小不变 角越小 合力F就越小B 合力F可能比任何一个分力都小C 合力F总比任何一个分力都大D 如果夹角 不变 F1大小不变 只要F2增大 合力F就必然增大 合力越大 F1 F2 F合 F1 F2 合力可能大于分力 可能小于分力 F2 F1 B 课堂讲义 二 合力的计算方法 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 求共点力的合力一般有两种方法 1 作图法 作图法就是根据平行四边形定则作出标准的平行四边形 然后根据图形用测量工具确定出合力的大小 方向 具体操作流程如下 力的合成 选标度 用刻度尺量对角线长度 作平行四边形 用量角器量F1 与F2的夹角 作F1 F2的图示 计算合力大小 得出合力方向 注意 在同一个图上的各个力 必须采用同一标度 并且所选力的标度的比例要适当 课堂讲义 二 合力的计算方法 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 求共点力的合力一般有两种方法 2 计算法 可以根据平行四边形定则作出力的示意图 然后由几何关系求解对角线 其长度即为合力大小 力的合成 1 相互垂直的两个力的合成 即 90 F合与F1的夹角的正切值tan 如图所示 课堂讲义 二 合力的计算方法 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 力的合成 2 两个等大的力的合成 平行四边形为菱形 利用其对角线互相垂直平分的特点可解得F合 2Fcos 如图所示 60 两个等边三角形 若 120 则合力大小等于分力大小 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 例2物体只受两个力F1和F2的作用 F1 30N 方向水平向左 F2 40N 方向竖直向下 求这两个力的合力F 力的合成 30N 40N 解法一图解法 取标度 作力的图示 以两力为邻边作出平行四边形 对角线即为合力 量出长度和角度 五个单位长度 即50N 量角器量出夹角53 F O 与F1的夹角为53 方向斜向左下 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 例2物体只受两个力F1和F2的作用 F1 30N 方向水平向左 F2 40N 方向竖直向下 求这两个力的合力F 力的合成 30N 40N 解法二计算法 直角三角形 F O 与F1的夹角为53 方向斜向左下 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 针对训练水平横梁一端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m 10kg的重物 CBA 30 如图所示 则滑轮受到绳子作用力大小为 g取10N kg A 50NB NC 100ND N 力的合成 m G T mg 两段绳子拉力的合力 T mg T mg 同一根绳张力处处相等 120 等边三角形 F合 F合 T 100N C 课堂讲义 三 共点力及其平衡 1 共点力 几个力同时作用在同一点上或者它们的延长线交于一点 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 有时物体受多个力作用 但是这些力不一定是共点力 比如 人挑扁担时 扁担受到的三个力不是共点力 2 平衡状态 物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动的状态 我们说这个物体处于 平衡状态 力的合成 3 平衡条件 合外力等于0 即F合 0 担子受到的力是非共点力 F3 课堂讲义 三 共点力及其平衡 4 推论 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 1 若物体在两个力作用下处于平衡状态 则这两个力一定等大 反向 是一对平衡力 2 若物体在三个共点力作用下处于平衡状态 则任意两个力的合力与第三个力等大 反向 力的合成 3 若物体在n个共点力作用下处于平衡状态 则其中任意 n 1 个力的合力必定与第n个力等大 反向 课堂讲义 三 共点力及其平衡 4 推论 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 力的合成 4 三个分力的合力大小范围的确定 最大值 当三个力同向时 合力F最大 Fmax F1 F2 F3 最小值 a 若其中两个较小分力之和 F1 F2 大于等于第三个分力F3时 合力的最小值为零 即Fmin 0 b 若其中两个较小分力之和 F1 F2 F3时 合力的最小值Fmin F3 F1 F2 合力的取值范围Fmin F Fmax 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 例3已知一个物体受到100个力的作用处于静止状态 现把其中一个大小为8N的力转过90 其余的力不变 求此时物体的合力 力的合成 合力为零 解析 与其余99个力的合力大小相等 方向相反 8N F99 8N 8N F合 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 例4如图所示 两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上 两绳与竖直方向的夹角为45 日光灯保持水平 所受重力为G 左右两绳的拉力大小分别为 A 两绳对日光灯的合力大小为GB 两绳的拉力和重力不是共点力 力的合成 G 与G等大反向 T1 T2 与重力的延长线交于一点 课堂讲义 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 例4如图所示 两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上 两绳与竖直方向的夹角为45 日光灯保持水平 所受重力为G 左右两绳的拉力大小分别为 C 两绳的拉力大小分别为和D 两绳的拉力大小分别为和 力的合成 G T1 T2 与重力的延长线交于一点 F合 G 2Fsin45 G AC 对点练习 合力与分力的关系力的合成 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 1 关于两个大小不变的力F1 F2及它们的合力F 下列说法中正确的是 A 合力F一定与F1 F2共同作用产生的效果相同B 两力F1 F2一定是同一个物体受到的力C 两力F1 F2与F是物体同时受到的三个力D F大小随F1 F2间夹角的增大而增大 力的合成 合力是对原来几个分力的等效替代 只有同一个物体受到的力才能合成 合力与分力不能同时存在 减小 AB 对点练习 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 2 两个共点力的大小分别为F1 6N F2 10N 则它们的合力可能为 A 3NB 5NC 10ND 20N 力的合成 合力与分力的关系力的合成 F1 F2 F合 F1 F2 4N F合 16N BC 对点练习 目标定位 预习导学 课堂讲义 对点练习 力的合成 3 两个大小相等的共点力F1 F2 当它们之间的夹角为90 时合力的大小为20N 则当它们之间夹角为120 时 合力的大小