第4节++力的合成.ppt

共35页,1,第4节力的合成,共35页,2,知识识记,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.,共35页,3,二力的合成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.,共35页,4,15分钟随堂验收,共35页,5,1.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1NF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.,共35页,6,2.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.,共35页,7,3.如图3-4-2所示,以下物体受力中哪一组是共点力(),共35页,8,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,共35页,9,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F1F2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AB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).,共35页,10,4.两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,共35页,11,5.两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.30B.45C.90D.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.,共35页,12,45分钟课时作业,共35页,13,一选择题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,共35页,14,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.,共35页,15,2.如图3-4-4所示,两个共点力F1F2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,共35页,16,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.,共35页,17,3.一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.5N2N3NB.1N5N10NC.5N7N8ND.1N11N11N答案:ACD,共35页,18,解析:由5N2N3N三个力合成,可先让5N2N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5N2N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CD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.,共35页,19,4.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=FsinB.F1=FtanC.F1=FD.F1Fsin答案:ABC,共35页,20,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,F1Fsin是不可能的.,共35页,21,5.两个共点力的合力为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090时,合力F一定减小答案:BC,共35页,22,解析:若两力夹角为180,且F1F2,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0F2,则b=F1-F2.由此得,共35页,26,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,共35页,27,8.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.,共35页,28,9.(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)(),共35页,29,答案:A,共35页,30,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.,共35页,31,10.(2009海南卷)两个大小分别为F1和F2(F2F1)的力作用在同一质点上,它们的合力的大小F满足()A.F2FF1C.F1-F2FF1+F2答案:C,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.,共35页,32,二非选择题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,共35页,33,解析:由题意知,F1F2夹角为时,F1F2的合力为1N;夹角为时,F1F2的合力为5N,所以,F1-F2=1N5N由得:F1=4N,F2=3N.,共35页,34,12.如图3-4-10所示,有五个力F1F2F3F4F5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,共35页,35,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.,共35页,36,13.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F1F2F3,求它们的合力.,答案:3F2,方向沿PO方向(或F2方向,共35页,37,解析:由