沪科版必修1 4.1 怎样求合力 学案.docx

学案1怎样求合力 目标定位1.知道合力与分力的概念及力的合成的概念.2.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.3.知道共点力的概念，会用作图法、计算法求合力一、合力与分力问题设计如图1所示，用一个弹簧测力计a可把物体提起悬挂在空中，用两个弹簧测力计b、c也可以把该物体提起悬挂在空中，那么一个弹簧测力计的力与两个弹簧测力计的力有什么关系？图1要点提炼1合力与分力：当一个物体受到几个力共同作用时，如果能用另外一个力_它们，并且它的作用效果跟原来那几个力的共同作用效果_，那么这个力就叫做那几个力的_，那几个力叫做这个力的_2合力与分力的关系(1)等效性：合力与分力产生的效果_，可以_(2)同体性：各个分力是作用在_上的，作用在不同物体上的力不能求合力二、用平行四边形定则求合力问题设计1如图1中，弹簧测力计a的示数为f，弹簧测力计b、c的示数分别为f1、f2，f1、f2的示数相加正好等于f吗？2按教材提供的实验探究方法做一做该实验，并回答下列问题(1)两次实验要把橡皮筋的下端拉到同一位置，这体现了什么物理思想？(2)严格按照力的图示法作出两分力f1、f2及它们的合力f.用虚线把合力f的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，所成的图形是什么？3.用硬纸板剪成五个宽度相同的长条，其中四个两两长度分别相等，第五个较长些，然后用螺丝钉铆住(ae与bc、cd不要铆住)，如图2所示其中ab表示一个分力，ad表示另一个分力，ac表示合力(1)改变bad的大小，观察两分力间的夹角变化时合力如何变化？(2)合力一定大于其中一个分力吗？图2要点提炼1力的合成遵守_定则(如图3所示)，平行四边形的两邻边表示_，_表示合力的大小和方向图32合力与两分力的大小关系两分力大小不变时，合力f随夹角的增大而_，随的减小而_(1)f的最大值：当0时，fmax_；(2)f的最小值：当180时，fmin_；(3)合力大小的范围：|f1f2|ff1f2.注意合力f既可以大于、也可以等于或小于原来的任意一个分力三、矢量和标量1矢量：在物理学中，把既有大小又有_，并且按_定则进行合成的物理量称为矢量2标量：只有大小、_的物理量称为标量3矢量和标量的区别两者运算法则不同矢量运算遵循_标量的合成按照算术法则相加如质量分别为m13 kg，m24 kg的两个物体的总质量一定等于7 kg，而f13 n、f24 n的两个力的合力，却可以等于17 n之间的任何一个值注意有方向的物理量不一定是矢量如电流有方向，但电流的运算不遵循平行四边形定则，所以电流是标量四、计算合力大小的方法1图解法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(1)相互垂直的两个力的合成(即90)：f合_，f合与f1的夹角的正切值tan _(如图4所示) 图4 图5图6(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_(如图5所示)若120，则合力大小等于分力大小(如图6所示)一、合力与分力的关系例1关于两个大小不变的共点力f1、f2与其合力f的关系，下列说法中正确的是()af大小随f1、f2间夹角的增大而增大bf大小随f1、f2间夹角的增大而减小cf大小一定比任何一个分力都大df大小不能小于f1、f2中最小者例2大小分别是30 n和25 n的两个共点力，对于它们合力大小的判断，下列说法正确的是()a0f55 n b25 nf30 nc25 nf55 n d5 nf55 n二、求合力的方法例3杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的我国自行设计建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥，如图7甲所示挺拔高耸的208米主塔似一把利剑直刺穹苍，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乙图是斜拉桥钢索的简化图，假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30，每根钢索中的拉力都是3104 n，那么它们对塔柱形成的合力有多大？方向如何？图71(合力与分力的关系)两个共点力的大小分别为f115 n，f28 n，它们的合力大小不可能等于()a9 n b25 n c8 n d21 n2(矢量和标量)(多选)关于矢量和标量，下列说法中正确的是()a矢量是既有大小又有方向的物理量b标量是既有大小又有方向的物理量c位移10 m比5 m小d10比5的温度低3(求合力的方法)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m10 kg的重物，cba30，如图8所示，则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 n/kg)()图8a50 n b50 nc100 n d100 n4(求合力的方法)物体只受两个力f1和f2的作用，f130 n，方向水平向左，f240 n，方向竖直向下，求这两个力的合力f.答案精析知识探究一、问题设计作用效果相同，可以等效替代要点提炼1代替相同合力分力2(1)相同等效替代(2)同一物体二、问题设计1不等于2(1)等效替代；(2)平行四边形3(1)合力随着两分力间夹角的增大而减小，随着两分力间夹角的减小而增大(2)不一定合力与分力的大小符合三角形三边的关系，由几何知识知，三角形两边之和大于第三边，两边之差小于第三边，因此合力大小的范围为|f1f2|ff1f2.例如：f15 n，f24 n，合力1 nf9 n，合力f的最小值为1 n，比任何一个分力都小要点提炼1平行四边形两分力对角线2减小增大(1)f1f2(2)|f1f2|三、1方向平行四边形2没有方向3平行四边形定则四、2(1)(2)2fcos典例精析例1b合力随两分力间夹角的增大而减小，合力大小的范围为|f1f2|ff1f2，例如，当f15 n、f26 n时，1 nf11 n，f可以比f1、f2中的最小者小，也可以比f1、f2中的最大者大，故只有选项b正确例2d合力的最小值fmin30 n25 n5 n合力的最大值fmax30 n25 n55 n所以选项d正确例35.2104 n方向竖直向下解析把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力，以它们为邻边画出一个平行四边形，其对角线就表示它们的合力由对称性可知，合力方向一定沿塔柱竖直向下下面用两种方法计算这个合力的大小解法一作图法(如图甲所示)自o点引两根有向线段oa和ob，它们跟竖直方向的夹角都为30，取单位长度为1104 n，则oa和ob的长度都是3个单位长度量得对角线oc长为5.2个单位长度，所以合力的大小为f5.21104 n5.2104 n.解法二计算法(如图乙所示)根据这个平行四边形是