高中物理 第3章 力的合成课件 新人教版必修1.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修1 相互作用 第三章 4 力的合成 第三章 两人同拉一辆车如下图所示 每人都用100牛的力拉 车受到的拉力一定是200牛吗 1 当一个物体受到几个力共同作用时 如果一个力的 跟这几个力的共同 相同 这一个力叫做那几个力的 那几个力叫做这个力的 合力与分力的关系为 关系 合力与分力 作用 效果 作用效果 合力 分力 等效替代 2 1 力的合成求几个力的 的过程 2 两个力的合成 1 遵循法则 2 方法 以表示这两个力的线段为 作平行四边形 这两个邻边之间的对角线表示 力的合成 合力 平行四边形定则 邻边 合力的大小和方向 3 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 的合力 直到把 都合成进去 最后得到的结果就是这些力的合力 第三个力 所有的力 3 1 定义几个力如果都作用在物体的 或它们的 这几个力就叫做共点力 如下图所示的两种情况三个力都是共点力 2 力的合成适用范围力的合成遵从平行四边形定则 只适用于 共点力 同一点 作用线 相交于同一点 共点力 一 对合力与分力的进一步理解1 合力与分力的相关性 1 等效性 合力的作用效果与分力的共同作用效果相同 它们在效果上可以相互替代 2 同体性 各个分力是作用在同一物体上的 分力与合力为同一物体 作用在不同物体上的力不能求合力 3 瞬时性 各个分力与合力具有瞬时对应关系 某个分力变化了 合力也同时发生变化 2 合力与分力间的大小关系当两分力f1 f2大小一定时 1 两力同向时合力最大 f f1 f2 方向与两力同向 2 两力方向相反时 合力最小 f f1 f2 方向与两力中较大的力同向 3 两力夹角为 时 如图 合力随 的增大而减小 合力大小的范围是 f1 f2 f f1 f2 特别提醒 1 在力的合成中分力是实际存在的 每一个分力都有对应的施力物体 而合力没有与之对应的施力物体 2 合力为各分力的矢量和 合力可以大于两个分力中的任何一个力 也可以小于两分力中的任何一个力 还有可能和分力大小相等 如图 一个大人单独提起一桶水和两个小孩共同提起同一桶水 则下列说法正确的是 1 a 大人的拉力可以看作两个小孩拉力的合力b 大人拉力一定等于两个小孩拉力大小之和c 两个小孩两手臂夹角 越大 则拉力越小d 两个小孩两手臂夹角 越大 则拉力越大答案 ad 二 求合力的方法1 作图法 1 用作图法求作用在同一点的两个互成角度的力的合力的程序 选取同一标度 用力的图示 从力的作用点起 分别作出两个分力f1 f2的图示 以表示f1 f2的线段为邻边作出平行四边形 从而得到两分力f1 f2所夹的平行四边形的对角线 即表示合力f 用刻度尺量出该对角线的长度 根据选取的标度计算合力的大小 再量出对角线与某一分力的夹角 表示合力的方向 当分力的个数多于两个时 可先作出任意两个分力的合力 再将这个合力依次与其他分力合成 最终求出所有分力的合力 特别提醒 1 作图时 合力 分力要共点 实线 虚线要分清 标度要唯一且适当 2 作图法和计算法均为矢量运算的通用方法 辽宁省五校协作体高一上学期期中 某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用 在如图所示的四种情况中 坐标纸中每格边长表示1n的大小的力 该物体所受的合外力大小正确的是 2 a 甲图中物体所受的合外力大小等于4nb 乙图中物体所受的合外力大小等于2nc 丙图中物体所受的合外力大小等于0d 丁图中物体所受的合外力大小等于0答案 d 三 实验 验证力的平行四边形定则1 实验目的 1 验证两个力合成时的平行四边形定则 2 通过验证力的平行四边形定则 培养用图象法处理实验数据并得出结论的能力 2 实验原理若某个力f 的作用效果与两个力f1 f2的共同作用效果都能使橡皮条伸长到同一点 则f 为f1和f2的合力 作出f 的图示 再根据平行四边形定则作出f1和f2的合力f的图示 比较f f 分析在实验误差允许的范围内是否大小相等 方向相同 即可验证平行四边形定则 3 实验器材方木板 白纸 弹簧测力计 两个 橡皮条 细绳套 两个 三角板 刻度尺 图钉 若干 铅笔 4 实验过程 1 钉白纸 用图钉把白纸固定在水平桌面上的方木板上 2 拴绳套 用图钉把橡皮条的一端固定在板上的a点 橡皮条的另一端拴上两个细绳套 3 两个力拉 通过细绳用两个弹簧秤互成角度拉橡皮条 橡皮条伸长 使结点伸长到o点 如下图所示 用铅笔记下o点的位置 画下两条细绳的方向 并记下两个测力计的读数 4 一个力拉 只用一个测力计 通过细绳把橡皮条上的结点拉到同样的位置o 记下测力计的读数和细绳的方向 5 重复 改变f1和f2的夹角和大小 再做两次 5 数据处理 1 理论值 在白纸上按比例从o点开始作出两个弹簧测力计的拉力f1和f2的图示 利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力f 2 测量值 按同样的比例用刻度尺从o点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力f 的图示 3 相比较 比较f 与用平行四边形定则求得的合力f在实验误差允许的范围内是否相等 6 操作技巧及注意事项 1 正确使用弹簧测力计 弹簧测力计的选取方法 将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉 若两只弹簧测力计在对拉过程中 读数相同 则可选 若读数不同 应另换 直至相同为止 弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下使用 使用前要检查指针是否在零刻度线上 否则应校正零位 被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致 拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦 读数时应正对 平视刻度 2 实验注意事项 不要直接以橡皮条端点为结点 可拴一短细绳连两细绳套 以三绳交点为结点 应使结点小些 以便准确地记录结点o的位置 互成角度两个力的合力的变化 看橡皮条结点o的位置变化 而在每次实验中橡皮条结点的位置一定不能改变 经验得知两个分力f1 f2间夹角 越大 用平行四边形作图得出的合力f的误差也越大 所以实验中不要把 角取得太大 一般以不大于90 为最佳 橡皮条 细绳 测力计应在同一平面内 测力计的挂钩应避免与纸面摩擦 拉橡皮条的细线要长些 标记每条细线方向的方法是使视线通过细线垂直于纸面 在细线下面的纸上用铅笔点出两个定点的位置 并使这两个点的距离要尽量远些 作图要用尖铅笔 图的比例要尽量大些 要用严格的几何方法作出平行四边形 图旁要画出表示力的比例线段 且注明每个力的大小和方向 沈阳二中12 13学年高一上学期期末 在 验证力的平行四边形定则 实验中 某同学的实验过程如下图所示 左右两图为两个测力计的放大图片 3 1 读出两测力计的读数f1 n f2 n 2 画出两力的图示 再利用平行四边形定则画出合力的图示 选1cm为1n 3 由合力的图示可得合力的大小约为 n 答案 1 2 52 0 2 略 3 3 0 3 5 关于合力与其两个分力的关系 正确的是 a 合力的大小一定大于小的分力 小于大的分力b 合力的大小随两分力夹角的增大而增大c 合力的大小一定大于任意一个分力d 合力的大小可能大于大的分力 也可能小于小的分力 1 合力与分力的关系 1 解析 根据平行四边形定则可知 两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力 如下图甲 也不一定小于大的分力 如下图乙 合力的大小也不随夹角的增大而增大如下图丙 并且也不一定大于任意一个分力 答案 d 点评 分力与合力是一种等效替代的关系 合力的大小一般不等于两个分力的大小之和 合力的大小可能大于每个分力的大小 也可能小于每一个分力的大小 还可以与某一个分力大小相等 这些都可以用画平行四边形来验证 故平行四边形定则是我们认识分力与合力大小关系的根本工具 中山市2013 2014学年高一上学期期末 关于分力和合力 以下说法正确的是 a 几个力的合力大小 一定大于这几个力中最小的那一个力b 如果一个力的大小在数值上等于几个力大小的代数和 则这个力就是那几个力的合力 1 c 大小一定的两个力 它们间的夹角从0 增大至180 过程中 合力先减小后增大d 两个力的合力大小不可能大于这两个力的大小之和 也不可能小于这两个力的大小之差答案 d 如图所示 两个人共同用力将一个牌匾拉上墙头 其中一人用了450n的拉力 另一个人用了600n的拉力 如果这两个人所用拉力的夹角是90 求它们的合力 2 求合力 2 解析 1 作图法如图所示 设定单位长度表示150n的力 用一个点o代表牌匾 两拉力之间的夹角为90 依题意作出力的平行四边形 用刻度尺量出平行四边形的对角线长为图示线段的5倍 故合力大小为f 150 5n 750n 用量角器量出合力f与f1的夹角 53 答案 750n 与较小拉力的夹角为53 点评 用作图法求合力时 应注意同一题中必须统一标度 且要严格按照尺规作图去做 河北冀州中学2013 2014学年高一上学期期中 如图所示 ab是半圆的直径 o为圆心 p点是圆上的一点 在p点作用了三个共点力f1 f2 f3 若f2的大小已知 则这三个力的合力为 a f2b 2f2c 3f2d 4f2答案 c 2 黄冈中学12 13学年高一上学期期中 某同学用如图所示的实验装置来验证 力的平行四边形定则 弹簧测力计a挂于固定点p 下端用细线挂一重物m 弹簧测力计b的一端用细线系于o点 手持另一端向左拉 使结点o静止在某位置 分别读出弹簧测力计a和b的示数 并在贴于竖直木板的白纸上记录o点的位置和拉线的方向 3 实验 验证力的平行四边形定则 3 1 本实验用的弹簧测力计示数的单位为n 图中a的示数为 n 2 下列不必要的实验要求是 请填写选项前对应的字母 a 应测量重物m所受的重力b 弹簧测力计应在使用前校零c 拉线方向应与木板平面平行d 改变拉力 进行多次实验 每次都要使o点静止在同一位置 3 某次实验中 该同学发现弹簧测力计a的指针稍稍超出量程 请您提出两个解决办法 解析 1 由图知弹簧测力计的分度值为0 2n 按 二分之一 估读法可知小数点后保留一位 故读得结果为3 6n 2 本实验中是利用平衡条件确定两拉力的合力 与重物m所受重力等值反向 故a是必要的 因弹簧测力计的零点误差影响到各拉力的测量值 且不能保证各拉力的真实值之比与测量值之比相等 故b也是必要的 因只有拉线方向与木板平行时才能保证各力在竖直板上记录的方向与真实方向相同 故c亦是必要的 由于本实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则 而测力计a的拉力不同时o点的位置就不同 故不可能也无必要使o点静止在同一位置 答案为d 3 改变弹簧测力计b拉力的大小 减小重物m的质量 或将a更换成较大量程的弹簧测力计 改变弹簧测力计b的拉力的方向等 答案 1 3 6 2 d 3 见解析 江苏扬州中学2013 2014学年高一上学期检测 某学习小组在 探究力的平行四边形定则 的实验中 1 其中的两个实验步骤分别是 a 在水平放置的方木板上固定一张白纸 用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上 另一端拴上两个绳套 通过细绳同时用两个弹簧测力计 弹簧测力计与方木板平面平行 互成角度地拉橡皮条 使它与细绳的结点到达某一位置o点 在白纸上用铅笔记下o点的位置和读出两个弹簧测力计的示数