高中物理 3.4力的合成19课件 新人教版必修1.ppt

第4节力的合成 1 知识识记 2 一 合力与分力1 概念 当一个物体受到几个力的共同作用时 我们常常可以求出这样一个力 这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同 这个力就叫做那几个力的合力 原来的几个力叫做分力 2 关系 合力与分力之间是一种 等效替代 关系 二 力的合成1 力的合成 求几个力的合力的过程 2 力的合成遵循的法则 平行四边形定则 1 内容 两力合成时 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表示合力的大小和方向 2 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 3 15分钟随堂验收 4 1 关于合力的下列说法中正确的是 a 几个力的合力就是这几个力的代数和b 几个力的合力一定大于这几个力的任何一个力c 几个力的合力可能小于这几个力中最小的力d 几个力的合力可能大于这几个力中最大的力答案 cd解析 力的合成是矢量合成而不是代数和 故a错 设两个力分别为3n和4n 则合力范围1n f合 7n 所以合力可能小于较小的分力 也可能大于较大的分力 故cd对 b错 5 2 物体受两个共点力f1和f2作用 其大小分别是f1 6n f2 10n 则无论这两个力之间的夹角为何值 它们的合力不可能是 a 5nb 10nc 16nd 18n答案 d解析 两个力的最小值为f2 f1 4n 最大值为f1 f2 16n 所以合力不可能是18n 6 3 如图3 4 2所示 以下物体受力中哪一组是共点力 7 a 如图 a 斜靠在竖直光滑墙壁上的木棒b 如图 b 两竖直悬绳拉着的木棒c 如图 c 两端挂在天花板上的铁链d 如图 d 沿光滑斜面下滑的小木块答案 cd 8 解析 a选项中 木棒所受四个力没有共同作用点 且力的作用线也不能相交于一点 故不是共点力 只是其中b端受到的支持力fn2和摩擦力ff共点 b选项中 木棒所受拉力f1 f2及重力g均为竖直方向 是三个平行的力 其作用线不共点 c选项中 铁链的a b两端点受天花板的拉力 这两个力的作用线交于一点 由平衡知识得 铁链所受重力的作用线也必过这一点 这三个力是共点力 d选项中 小木块可忽略其大小 下滑过程中所受支持力和重力是作用于同一点的力 通常把这些力作用到物体重心上 9 4 两个大小和方向都确定的共点力 其合力的 a 大小和方向都确定b 大小确定 方向不确定c 大小不确定 方向确定d 大小和方向都不确定答案 a 10 5 两个共点力的大小都是50n 如果要使这两个力的合力大小也是50n 那么这两个力之间的夹角应为 a 30 b 45 c 90 d 120 答案 d解析 作出平行四边形如图3 4 3所示 若f合 f1 f2 50n 由几何知识可知 1 60 2 60 所以夹角 1 2 120 11 45分钟课时作业 12 一 选择题1 关于共点力 下列说法中正确的是 a 作用在一个物体上的两个力 如果大小相等 方向相反 则这两个力是共点力b 作用在一个物体上的两个力 如果是一对平衡力 则这两力是共点力c 作用在一个物体的几个力 如果它们的作用点在同一点上 则这几个力是共点力d 作用在一个物体的几个力 如果它们的作用线汇交于同一点 则这几个力是共点力答案 bcd 13 解析 共点力指作用在同一物体的几个力作用点相同 或作用线交于一点 故cd对 一对平衡力大小相等 方向相反 作用在同一物体同一直线上 所以可以认为是共点力 故b对 a中两个力的方向如果不在同一直线上 则两个力不是共点力 14 2 如图3 4 4所示 两个共点力f1 f2的大小一定 夹角 是变化的 合力为f 在 角从0 逐渐增大到180 的过程中 合力f的大小变化情况为 a 从最小逐渐增加到最大b 从最大逐渐减小到零c 从最大逐渐减小到最小d 先增大后减小答案 c 15 解析 在两分力大小一定的情况下 合力随着分力间夹角的减小而增大 夹角为0 时合力最大 合力随着分力间夹角的增大而减小 夹角为180 时合力最小 所以选项c正确 16 3 一物体同时受到同一平面内的三个力作用 下列几组力的合力可能为零的是 a 5n 2n 3nb 1n 5n 10nc 5n 7n 8nd 1n 11n 11n答案 acd 17 解析 由5n 2n 3n三个力合成 可先让5n 2n两个力先合成 合力范围是3n到7n 然后再与3n的力合成 则总的合力可能等于零 因为5n 2n的两个力的合力可能等于3n 也可能与题中给出的3n的力方向相反 同理c d合成结果也可能为零 只有b选项所列几个力的合力不可能为零 做此类题方法是从三个力中任意找出两个力求出它们的合力的范围 用它们的合力所在范围去跟第三个力相比 如果它们的合力的范围包含第三个力 那么这三个力的合力就可能为零 18 4 如图3 4 5所示 力f作用于物体的o点 现要使作用在物体上的合力沿oo 方向 需再作用一个力f1 则f1的大小可能为 a f1 fsin b f1 ftan c f1 fd f1 fsin 答案 abc 19 解析 利用图解法分析较为方便 如图3 4 6所示 当f1与oo 方向垂直时 有最小值f1 fsin 当f1 与f垂直时 f1 ftan 事实上 f1 fsin 是不可能的 20 5 两个共点力的合力为f 如果保持两个力之间的夹角 固定不变 使其中一个力增大 则 a 合力f一定增大b 合力f的大小可能不变c 合力f可能增大 也可能减小d 当0 90 时 合力f一定减小答案 bc 21 解析 若两力夹角为180 且f1 f2 f1 4n f2 6n f合 2n 若f1增为8n 则f合 2n 若f1增为5n 则f合 1n 可见合力f大小可能不变 也可能减小 当0 90 其中一个力增大时 合力f一定增大 22 6 一物体受到三个不在一条直线上的共点力作用而处于静止状态 其大小分别为f1 10n f2 20n f3 25n 若其中f2突然减小到16n 而三个力方向保持不变 f1 f3大小也保持不变 则此时物体受到的合力大小和方向是 a 16n 与f2方向相同b 16n 与f2方向相反c 4n 与f2方向相同d 4n 与f2方向相反答案 d解析 当f2不变时 f1和f3的合力与f2大小相等 方向相反 即f13 20n 方向与f2相反 当f2 16n时 f13和f2 的合力大小为20n 16n 4n 方向与f2相反 23 7 两个大小恒定的共点力 合力的最大值为a 合力的最小值为b 当两个共点力互相垂直时 合力大小为 答案 d 24 解析 本题的目的是考查学生运用数学知识解决物理问题的能力 所以对两个力在什么条件下合力最大 什么条件下合力最小要搞清楚 从而算出这两个力的大小 最后我们用直角三角形的知识求出它们互相垂直时的合力 当两个力夹角为0 时 它们作用在同一直线上且同向 合力最大 则a f1 f2 当两个力夹角为180 时 它们作用在同一直线上且反向 合力最小 设f1 f2 则b f1 f2 由此得 25 当两个力互相垂直时 两个力夹角为90 由勾股定理求得合力的大小为 26 8 质量为m的长方体木块静止在倾角为 的斜面上 斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是 a 沿斜面向下b 垂直于斜面向上c 沿斜面向上d 竖直向上答案 d解析 木块受力如图3 4 7所示 木块受到的支持力f1 摩擦力f2的合力f与木块受到的重力是一对平衡力 27 9 2009 江苏卷 用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上 已知绳能承受的最大张力为10n 为使绳不断裂 画框上两个挂钉的间距最大为 g取10m s2 28 答案 a 29 解析 熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律 是解决本题的根本 一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时 合力在分力的角平分线上 且两分力的夹角越大 分力越大 题中当绳子拉力达到f 10n的时候 绳子间的张角最大 即两个挂钉间的距离最大 画框受到重力和绳子的拉力 三个力为共点力 绳子与竖直方向的夹角为 绳子长为l0 1m 则有mg 2fcos 两个挂钉的间距离l 2sin 解得m a选项正确 30 10 2009 海南卷 两个大小分别为f1和f2 f2 f1 的力作用在同一质点上 它们的合力的大小f满足 a f2 f f1c f1 f2 f f1 f2答案 c 31 解析 共点的两个力合成 同向时最大为f1 f2 反向时最小为f1 f2 二 非选择题11 两个力合力的大小随这两个力夹角 变化的情况如图3 4 9所示 由图中提供的数据求出这两个力的大小 答案 4n3n 32 解析 由题意知 f1 f2夹角为 时 f1 f2的合力为1n 夹角为时 f1 f2的合力为5n 所以 f1 f2 1n 5n 由 得 f1 4n f2 3n 33 12 如图3 4 10所示 有五个力f1 f2 f3 f4 f5作用于一点o 构成一个正六边形的两邻边和三条对角线 设f3 10n 试求这五个力的合力 答案 30n 方向与f3相同 34 解析 依据正六边形的几何性质及平行四边形定则 不难看出 f1和f4这两个力的合力大小一定与f3相等 f2和f5这两个力的合力大小也与f3相等 如图3 4 11所示 这样 所求五个力的合力 就等效为求三个方向相同 大小相等且在同一直线上的三个力的合力 即五个力的合力大小为3f3 30n 方向与f3相同 35 13 如图3 4 12所示 ab为半圆的一条直径 p点为圆周上的一点 在p点作用了三个共点力f1 f2 f3 求它们的合力 36 答案 3f2 方向沿p