高中物理必修1人教课件第3章4

1、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？,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,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_。 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

2、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。,力的合成,合力,平行四边形定则,邻边,合力的大小和方向,第三个力,所有的力,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。 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，

3、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：FF1F2，方向与两力同向； (2)两力方向相反时，合力最小：F|F1F2|，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：|F1F2|FF1F2。,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。,答案：在船的吃水线相同的情况下，一头大象的重力与一堆

4、石头的重力相当。其中包含了等效替代的思想方法，即一头大象和一堆石头的作用效果相同。结合生活经验举例：一桶水可以由一个成年人单独提起，也可以由两个小孩共同提起。两个小孩对水桶的作用效果与一个成年人对水桶的作用效果相同。,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；

5、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。,A三力的合力有最大值F1F2F3，方向不确定 B三力的合力有唯一值3F3，方向与F3同向,C三力的合力有唯一值2F3，方向与F3同向 D由题给条件无法求出合力大小,答案：B 解析：根据平行四边形定则，作出F1、F2的合力如图，大小等于2F3，方向与F3相同，再跟F3合成，则三个力的合力为3F3。故B正确。综上本题选B。,三、实验：验证力的平行四边形定则 1实验

6、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

7、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

8、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

9、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。,合力与分力的

10、关系,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。,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

11、越大，则拉力越大,答案：AD 解析：大人的拉力与两小孩的拉力效果相同，A正确；由共点力的合成法则知合力一定，夹角越大，分力越大，故B、C错，D正确。,求合力,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：,解法一：作图法 如下图甲所示，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1104N，则OA和OB的长度都是3个单位长度，作出平行四边形和对角线OC。 量得对角线OC长为5.2个单位长度，所以合力的大小为 F5.21104N5.

12、2104N。,点评：(1)作图法简单、直观，是物理学中常用的方法之一，但不够精确。 (2)在应用计算法时，要画出力的合成的示意图。 (3)两力夹角为特殊角(如120、90等)时，应用计算法求合力更简单。,实验：验证力的平行四边形定则,B只用一只弹簧测力计，通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相同，读出此时弹簧测力计的示数F和记下细绳的方向。请指出以上步骤中的错误或疏漏： A中是_， B中是_。 (2)该学习小组纠正了(1)中的问题后，某次实验中两个弹簧测力计的拉力F1、F2已在图中画出，图中的方格每边长度表示2N，O点是橡皮条的结点，请用直角三角板严格作出合力F的图示，并求出合力

13、的大小为_N。,(3)乙图是马诗雨同学在白纸上根据实验结果作出的力的示意图，F和F中_是F1和F2合力的实际测量值。 解析：(1)步骤A中需记录O点位置，两拉力的大小和方向，题目漏掉了方向；用一个弹簧秤拉橡皮条时，需保证力的作用效果相同，既要把结点拉至O点。,(1)改变钩码个数，实验能完成的是() A钩码的个数N1N22，N34 B钩码的个数N1N33，N24 C钩码的个数N1N2N34 D钩码的个数N13，N24，N35 (2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是() A标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向 B量出OA、OB、OC三段绳子的长度 C用量角器量出三段绳子之间的夹角 D用天平测出钩码的质量,(3)在作图时，你认为图中_是正确的。(填“甲”或“乙”) 答案：(1)BCD(2)A(3)甲 解析：(1)实验中的分力与合力的关系必须满足： |F1F2|F3F1F2，因此B、C、D选项是可以的。