高一物理人教必修1课件3.4力的合成

1、4 力的合成,温故知新,1关于矢量和标量，下列说法正确的是 () A标量只有正值，矢量可以取负值 B标量和矢量无根本区别 C标量和矢量，一个有大小无方向，一个有大小也有方向 D无论是标量还是矢量相加时，都是按算术加法的法则运算,精彩回眸,解析：由矢量和标量的定义可知，选项B和D错误、C正确标量尽管没有方向，但也可能有负值，比如温度，比0 低时就出现负值标量相加时，只需要按代数相加的法则运则运算，而矢量则不然，不能直接相加减 答案：C,2如图341所示，一小球在光滑的V形槽中，由A点释放经B点(与B点碰撞所用时间不计)到达与A点等高的C点，设A点的高度为1 m，则全过程中小球通过的路程和位移的大

2、小分别为 (),图3-4-1,答案：C,一、力的合成 1合力与分力 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合力，那几个力叫做这个力的_.合力与分力的关系为_关系,新知梳理,作用效果,作用效果,分力,等效替代,2力的合成 (1)力的合成：求几个力的_的过程 合力一定大于分力吗？(2)两个力的合成 遵循法则_. 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_ _. (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_力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力,合力,平行四边形定则,

3、邻边,合力的大小,和方向,第三个力,所有的,二、共点力 1共点力：指作用在物体的_或者_交于一点的几个力 2力的合成的平行四边形定则，只适用于_.,同一点上,延长线,共点力,合作探究,探究求合力的方法,1实验方案 (1)先将橡皮筋一端固定，另一端挂一个轻质小圆环，用两个弹簧测力计拉动小环，小圆环受到作用力F1、F2使其伸长一定长度，使小圆环处于O点；撤去F1、F2，改用一个力F拉小圆环到同一点O，使其伸长到同样的长度，那么，_ _. (2)_，画出各个力的图示，就可研究F与F1、F2的关系了,F与F1、F2共同作用的,效果相同,若记下F1、F2的大小和方向,2探究过程 (1)用图钉把白纸固定于

4、方木板上，把橡皮筋的一端固定 (2)在橡皮筋的另一端系上细线，用两个弹簧测力计成某一角度地通过细绳套把橡皮筋拉到某一点O.用铅笔记下O点的位置、两弹簧测力计的读数F1、F2和两条细绳的方向如图342甲所示 (3)用一个弹簧测力计将同一条橡条筋拉到O点，记下弹簧测力计的读数F和细绳的方向如图342乙所示,(4)选定标度，作出力F1、F2和F的图示 (5)以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线(如图342丙所示),图3-4-2,结论：F的图示和对角线在误差范围内重合则力F对橡皮筋作用的效果与F1和F2共同作用的效果相同，所以力F就是F1和F2的合力,1某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时

5、，主要步骤是 () A在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上； B用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套； C用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置，读出两只弹簧测力计的示数；,D按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F； E只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测计力的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示； F比较F和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论 上述步骤中

6、：(1)有重要遗漏的步骤的序号是_和_； (2)遗漏的内容分别是_和_,解析：根据验证力的平行四边形定则的操作规程可知，有重要遗漏的步骤序号是C、E.在C中未记下两条绳的方向E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O. 答案：(1)CE (2)C中未记下两条绳的方向E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O,(1)力的合成是惟一的 只有同一物体所受的力才能合成，即合成必须是作用在同一物体上外力的合成 不同性质的力也可以合成，因为合力与分力是作用效果上的一种替代关系 (2)由平行四边形定则可知，分力F1、F2的夹角变化时，合力F的大小和方向也随之变化,正确地理解“力的合成”与合力和分力的 大

7、小关系,两分力同向(0)时合力最大，F合F1F2，其方向与分力方向相同 两分力反向(180)时，合力最小，F合|F1F2|，其方向与较大的一个分力方向相同 合力的取值范围：|F1F2|F合|F1F2|. 夹角越大，合力就越小 合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力,两个相互垂直的力,_的合成：如图乙 所示，作出的平行四边形为菱形，利用其对角线互 相垂直平分的特点可求得合力_，合力F与 每一个分力的夹角均为 .,图3-4-3,两个大小相等、夹角为的力,2关于合力与其两个分力的关系，下列说法正确的是() A合力的大小一定大于小的分力，小于大的分力 B合力的大小随分力夹角的增大而增大 C合力的大小

8、一定大于任何一个分力 D合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力,解析： 答案：D,所谓共点力不一定是所有的力均作用在同一点，也可以是力的作用线的延长线交于一点如图344所示，甲图中F1、F2、F3作用于同一点O1，是共点力；乙图中杆AB所受重力G、拉力F1和F2并未作用在同一点，但作用力的延长线交于同一点O2，则G、F1、F2也是共点力,如何理解延长线交于一点的共点力？,图3-4-4,3如图345甲中，在半球形的碗中放一木杆，碗的A、B两点对杆的支持力分别为F1和F2；图乙中杆的一端用绞链O固定在墙上，另一端A处用竖直向上的力F将杆拉住，以下说法中正确的是 (),图3-4-5,A图甲中

9、F1与F2没有作用在同一点，不是共点力 B图甲中F1与F2的作用线的延长线交于一点，这两个力是共点力 C图乙中力F与杆的重力G没有作用于一点且作用线的延长线不可能相交，不是共点力 D图乙中若F垂直于杆向上，则F与G也不是共点力,解析：根据共点力的定义可知，图甲中F1与F2不平行，作用线的延长线一定交于一点，故F1、F2是共点力，选项A错、B对；图乙中F竖直向上，与G平行，则不是共点力，若F垂直杆向上，则作用线的延长线必与重力G相交，此时F与G就是共点力，选项C对、D错 答案：BC,思考与讨论：根据力的平行四边形定则作图，可以看出，两个力F1，F2的合力F的大小和方向随着F1，F2的夹角而变化当

10、夹角分别等于0和180时，怎样确定合力F的大小与方向？,教材资料分析,点拨：当F1，F2的夹角等于0时，在表示F1的有向线段的末端沿F1的方向作表示F2的有向线段，使F1和F2首尾相连，如图甲所示，则两条有向线段的长度之和表示F1，F2的合力大小合力方向与其中任意一个分力方向相同当F1，F2的夹角等于180时，在表示F1的有向线段的首端沿F1的反方向作表示F2的有向线段，使F1，F2首首相接，如图乙所示两线段的长度之差表示F1，F2的合力大小，合力的方向与其中较大的分力方向相同,典例精析,【例1】 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346所

11、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假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是,合力的求法,图3-4-6,30，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？,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： 方法一作图法 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

12、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.,方法二计算法 答案：5.2104 N竖直向下,反思领悟：作图时，首先要仔细考虑两个分力的大小、方向及分布特点，这样合成才更准确 用作图法确定合力时，由于测量、作图存在误差，所以所确定的合力为近似值 用计算法确定的合力是精确值，求解时需充分利用几何知识，体现数理结合思想,如图347所示，物体受到大小相等的两个拉力作用，每个拉力都是20 N，夹角是60，求这两个力的合力,图3-4-7,解析：由于两个力大小相等，所以作出的平行四边形是菱形，可用计算法求得合力F，如图所示，,此题还可用作图法解答(过程略) 答

13、案：大小为34.64 N，方向沿F1、F2夹角的平分线,【例2】 下列几组共点力的合力不可能为零的是 () A5 N,7 N,8 N B5 N,2 N,3 N C1 N,5 N,10 N D10 N,10 N,10 N 解析：三个力的合成，只要使第三个力在其他两个力的合力范围之内，就可能使合力为零，即第三个力F3满足：|F1F2|F3|F1F2|.,合力的大小及范围的确定,分析A、B、C、D各组力中，前两个力合力范围分别是：2 NF合12 N，第三个力在其范围之内；3 NF合7 N，第三个力在其合力范围之内；4 NF合6 N，第三个力不在其合力范围之内；0F合20 N，第三个力在其合力范围之内

14、故只有选项C中第三个力不在前两个力合力范围之内，选项C中的三个力的合力不可能为零 答案：C,反思领悟：对于有三个力F1、F2、F3的取值范围的合成要看第三个力F3是否满足：|F1F2|F3|F1F2|.如果满足，则三个力的合力取值范围为0F合|F1F2F3|；如果不满足，则三个力的合力取值范围为|F1F2F3|F合|F1F2F3|.,大小分别为5 N,7 N,9 N的三个力合成，其合力F大小的范围为 () A3 NF20 N B2 NF21 N C0F20 N D0F21 N 解析：求三个力的合力大小的范围，则先确定两个力合力的大小范围，由平行四边形定则，5 N和7 N的合力最大为12 N，最

15、小为2 N，则这个合力大小可能为9 N，而若它的方向与9 N的方向相反，这两个力合成后的合力可能为0，若它的大小为12 N，且方向与9 N力的方向相同时，合力的大小可能是21 N，故正确答案为D. 答案：D,【例3】 在做“探究求合力的方法”的实验中，只用一个弹簧测力计也可以完成这个实验，下面用单个弹簧测力计完成实验的说法中，正确的是 () A把两条细线中的一条与弹簧测力计连接，然后同时拉动这两条细线，使橡皮条的一端伸长到O点，读出弹簧测力计的示数F1,实验：探究求合力的方法,B把两条细线中的一条与弹簧测力计连接，然后同时拉动这两条细线，使橡皮条的一端伸长到O点，读出弹簧测力计的示数F1；放回

16、橡皮条，再将弹簧测力计连接到另一根细线上，再同时拉动这两条细线，使橡皮条再伸长到O点，读出测力计的示数F2 C用弹簧测力计连接一条细线拉橡皮条，使它的一端伸长到O点，读出F1；再换另一条细线与弹簧测力计连接拉橡皮条，使它的一端仍然伸长到O点，读出F2,D把两条细线中的一条细线与弹簧测力计连接，然后同时拉这两条细线，使橡皮条的一端伸长到O点，记下两细线的方向及测力计的示数F1；放回橡皮条后，将弹簧测力计连接到另一条细线上，再同时拉这两条细线，使橡皮条一端伸长到O点，并使两条细线位于记录下来的方向上，读出弹簧测力计的读数为F2,解析：本实验是用橡皮条的伸长来显示力的作用效果，相同的作用效果应该是使

17、橡皮条沿相同的方向伸长相同的长度用一只弹簧测力计实验与用两只弹簧测力计完成该实验基本步骤相同，但必须保证效果相同，同时能完整地作出平行四边形进行比较 综上所述，正确答案为D. 答案：D,某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物,图3-4-8,为完成该实验，下述操作中必需的是_ a测量细绳的长度 b测量橡皮筋的原长 c测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d记录悬挂重物后结点O的位置 钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次验证，可采用的方法是_ 答案：bcd更换质量不同的小重物,圆在力的合成中的运用 平面内与定点距离等于定长的点的集合是圆定点是圆心，定长是半径力的合成遵循平行四边形定则，对力进行合成时，可把力矢量的某一端点作为圆心，力的大小为半径画圆，通过定长大小不变控制力的大小不变,创新拓展,【例4】 在两个共点力合成的