高中物理第三章相互作用第4节力的合成

第三章第4节新知预习·

巧设计名师课堂·

一点通创新演练·大冲关读教材·填关键点关键点一关键点二随堂检测归纳小结课下作业综合提升试身手·夯基础关键语句归纳关键点三第1页第2页第3页1．能从力作用效果上了解协力与分力概念，知道共点力概念。2．掌握力平行四边形定则，会用作图法求共点力协力。3．会用直角三角形知识求共点力协力。4．知道协力与分力大小关系及夹角对协力影响。第4页第5页[读教材·填关键点]1．协力与分力(1)定义：一个力产生效果跟原来几个力共同效果

，这个力就叫做那几个力

，原来几个力叫做

。(2)关系：协力与分力之间是“

”关系。协力分力等效替换相同第6页2．力合成(1)定义：求几个力

过程叫做力合成。力合成实际上就是要找一个力去代替几个已知力，而不改变其作用效果，即协力和分力能够

。(2)平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两个力线段为邻边作

，这两个邻边之间对角线就代表

，这个法则叫做平行四边形定则。协力相互替换平行四边形协力大小和方向第7页[关键一点](1)协力与分力满足平行四边形定则而不是算术法则，故协力能够大于、等于或小于分力。(2)不但力合成遵照平行四边形定则，一切矢量运算都遵照这个定则。3．共点力假如一个物体受到两个或更多力作用，而且这些力都共同作用在物体

上，或者它们

相交于同一点，这么一组力叫做共点力。共点力合成遵照平行四边形定则。同一点延长线第8页[试身手·夯基础]1．关于共点力，以下说法中正确是()A．作用在一个物体上两个力，假如大小相等，方向相反，这两个力是共点力B．作用在一个物体上两个力，假如是一对平衡力，则这两个力是共点力C．作用在一个物体上几个力，假如它们作用点在同一点上，则这几个力是共点力D．作用在一个物体上几个力，假如它们力作用线汇交于同一点，则这几个力是共点力第9页解析：共点力是几个力作用于一点或力作用线交于一点力。作用在同一物体上大小相等方向相反两个力不一定在同一条直线上，即不一定是共点力。假如受两个力且平衡物体，所受力一定是共点力，故A错误，B、C、D正确。答案：BCD第10页图3－4－12．引体向上是体育课上常做一个体育运动，人双手抓住单杠使身体在空中做上、下运动，能够有效锻炼人上肢及胸部多处肌肉，很多同学很喜欢这一运动。如图3－4－1所表示，在做引体向上运动时，双臂平行时用力大还是双臂张开较大角度时用力大？第11页答案：双臂平行时省力，依据平行四边形定则可知，协力一定时(等于人重力)，两臂分力大小随双臂间夹角增大而增大，当双臂平行时，夹角最小，两臂用力最小。第12页第13页1．试验目标验证互成角度两个力合成时平行四边形定则。2．试验原理依据等效替换法，使一个力作用效果和两个力共同作用效果相同。将橡皮条一端固定，另一端用两个力F1、F2使其伸长一定长度，再用一个力F′作用于橡皮条同一点，使其伸长一样长度，则F′与F1和F2作用效果相同。所以F′就是F1、F2协力，作出力F′图示。再依据平行四边形定则作出力F1、F2协力F图示，比较F和F′大小和方向是否相同。第14页3．试验器材方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔。4．试验步骤(1)用图钉把白纸钉在水平桌面上方木板上。(2)用图钉把橡皮条一端固定在A点，橡皮条另一端拴上两个细绳套。第15页图3－4－2(3)用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图3－4－2所表示，统计两弹簧测力计读数F1和F2，用铅笔描下O点位置及此时两细绳套方向。(4)只用一只弹簧测力计经过细绳套把橡皮条结点拉到一样位置O，记下弹簧测力计读数F′和细绳方向。(5)改变两个力F1与F2大小和夹角再重复试验两次。第16页5．数据处理(1)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定标度作出这两只弹簧测力计读数F1和F2图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形对角线，此对角线即为协力F图示。(2)用刻度尺从O点按一样标度沿统计F′方向作出这只弹簧测力计拉力F′图示。(3)比较F′和平行四边形定则求出协力F在大小和方向上是否相同。第17页6．注意事项(1)正确使用弹簧测力计：①使用前要检验指针是否指在零刻度线上，不然应校正零位(无法校正要统计下零误差)。还需用钩码检验是否存在示值误差，若存在，应加以校正。②试验中两只弹簧测力计选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩水平对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不一样，应另换或调校，直至相同为止。第18页③使用弹簧测力计测力时，读数应尽可能大些，但不能超出它测量范围。④被测力方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧及挂钩不可与外壳相碰以防止产生摩擦。⑤读数时应正对、平视刻度。第19页(2)规范试验操作：①不要直接以橡皮条端点为结点，可用一段细绳连接两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，方便准确地统计结点O位置。②在同一次试验中，将橡皮条拉长时结点O位置一定要相同。③不要用老化橡皮条，检验方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条，要重复做几次，使橡皮条拉到相同长度看弹簧测力计读数有没有改变。第20页④细绳套应适当长一些，便于确定力方向。不要直接沿细绳套方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连一直线确定力方向。⑤在同一次试验中，画力图示所选定标度要相同，而且要恰当选取标度，使所作力图示稍大一些。第21页7．误差分析(1)误差起源：除弹簧测力计本身误差外，还有读数误差、作图误差等。(2)减小误差方法：①试验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计刻度，要依据弹簧测力计精度正确读数和统计。第22页②作图时用刻度尺借助于三角板，使表示两力对边一定要平行。因两个分力F1、F2间夹角θ越大，用平行四边形定则作出协力F误差ΔF就越大，所以，试验中不要把θ取得太大，但也不宜太小，以60°～120°之间为宜。第23页1．将橡皮条一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N弹簧测力计。沿着两个不一样方向拉弹簧测力计。当橡皮条活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图3－4－3所表示。这时弹簧测力计读数可从图中读出。第24页图3－4－3第25页(1)由图可读得水平和竖直拉力大小分别为________N和________N。(2)在本题虚线方格纸上按作图法要求画出这两个力及它们协力。[审题指导]本题主要考查学生对基本仪器读数情况以及数据处理方法和分析比较能力。读弹簧测力计示数时，应注意首先找零刻度，尤其是竖直放置那个弹簧测力计是倒置，应注意它读数方法。第26页[解析]由题图能够看出水平弹簧测力计读数是3.50N，竖直弹簧测力计读数是2.5N。在方格纸上画这两个力及它们协力时要使线段长短表示力大小，标度应统一。第27页[答案](1)3.502.50(2)如图所表示第28页1．对协力和分力深入了解(1)因为协力对物体作用效果与几个分力作用效果相同，所以可用协力等效替换那几个分力。(2)协力与分力等效替换是可逆，也能够用几个分力来替换一个协力。(3)只有同一物体同时受到力才能合成。(4)不一样性质力也能够合成，因为协力与分力是作用效果上一个等效替换。(5)受力分析中协力与分力不能同时出现。第29页2．协力与分力大小关系(1)两个力合成：①最大值：当两个力同向时，协力F最大，Fmax＝F1＋F2，协力与分力方向相同。②最小值：当两个力反向时，协力F最小，Fmin＝|F1－F2|，协力与分力中较大力方向相同。③协力范围：互成角度两个共点力协力大小范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2。第30页(2)三个力合成：①最大值：三个力同向时，协力F最大，Fmax＝F1＋F2＋F3。②最小值：当其中两个较小分力和F1＋F2大于等于第三个分力F3时，协力F最小值为零；当其中两个较小分力之和F1＋F2＜F3时，协力最小值Fmin＝F3－(F1＋F2)。第31页[名师点睛](1)两个分力F1、F2大小确定时，它们夹角越小，协力越大，夹角越大，协力越小。(2)三个力合成时，假如某个力介于其它两个力协力范围之内，则这三个力协力最小值必定为零。第32页2．关于协力与分力说法中，正确是()A．协力与分力同时作用在物体上B．分力同时作用于物体时共同产生效果与协力单独作用时产生效果是相同C．协力可能大于分力，也可能小于分力D．当两分力大小不变时，增大两分力间夹角，则协力一定减小第33页[审题指导]解答本题时需要把握以下两点：(1)协力与分力作用效果相同，且作用在同一物体上；(2)协力与分力遵照平行四边形定则。第34页[解析]协力与分力作用效果相同，它们并不是同时作用在物体上，选项A错误，B正确；当两分力大小不变时，由平行四边形定则可知，分力间夹角越大，协力越小，协力可能大于分力(如两分力间夹角为锐角时)，也可能小于分力(如两分力间夹角大于120°时)，选项C、D正确。[答案]BCD第35页(1)协力与分力是等效替换关系，若二者分别作用在同一个物体上时，其作用效果相同，并不是指物体同时受到协力和分力作用。(2)协力与分力大小关系可利用平行四边形定则画出示意图分析，协力大小可能大于每个分力，也可能小于每个分力，还能够与某个分力相等。第36页1．图解法从力作用点起，依两个分力作用方向按同一标度作出两个分力F1和F2，并把F1、F2作为邻边作出平行四边形，这个平行四边形对角线长度按同一标度表示协力大小，对角线方向就是协力方向，通常能够用量角器直接量出协力F与某一分力夹角。2．计算法能够依据平行四边形法则作出示意图，然后由几何知识求解对角线，即为协力。以下为求协力几个特殊情况。第37页图3－4－4第38页第39页推论：当F1＝F2＝F3且三力夹角两两为120°时，其协力F＝0。图3－4－5图3－4－6第40页[名师点睛](1)求协力时既要求出其大小又要求出其方向。(2)作图法与计算法均为矢量运算通用方法。第41页3．在电线杆两侧惯用钢丝绳把它固定在地面上(如图3－4－7所表示)。假如钢丝绳与水平地面夹角∠A＝∠B＝60°，每根钢丝绳拉力都是300N，求两根钢丝绳作用在电线杆上协力。图3－4－7第42页第43页第44页假如用作图法求协力，要统一标度，百分比要适当，虚、实线要分清。应用计算法求协力时，应利用几何知识求解协力大小和方向