力的合成的課件資料

力的合成的課件資料第1頁/共33頁共點(diǎn)力：幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)，或幾個(gè)力的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫共點(diǎn)力．FFG第2頁/共33頁以一抵十P.K.第3頁/共33頁觀察一個(gè)力的作用效果與兩個(gè)或更多力的作用效果相同等效以前我們在哪里也用過“等效”思想曹沖稱象第4頁/共33頁等效第5頁/共33頁一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力叫做那幾個(gè)力的合力。原來的幾個(gè)力叫做分力。求幾個(gè)已知力的合力叫做力的合成。力的合成在實(shí)際問題中，就可以用這個(gè)力來代替那幾個(gè)力，這就是力的等效代替。而不是物體又多受了一個(gè)合力。力的合成就是找一個(gè)力去代替幾個(gè)已知力，而不是改變其作用效果第6頁/共33頁§3.4力的合成第7頁/共33頁問題1.同一直線上的兩個(gè)力如何求合力呢？F1=4NOF2=3NF2=3NF1=4NF合=1NF合=7N第8頁/共33頁問題2.兩個(gè)互成角度的力和合力滿足什么規(guī)律？OF1=4NF2=3NF合=？分力合力等效代替力的合成⑴力的作用效果有哪些？⑴使物體發(fā)生形變；⑵使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化。分力F1、F2與合力F分別使同一根橡皮條發(fā)生相同的形變（從原長拉伸到同一位置）。⑵如何控制實(shí)驗(yàn)條件使分力和合力的作用效果相同？第9頁/共33頁探究第10頁/共33頁兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。這個(gè)法則叫做平行四邊形定則。力的合成遵循平行四邊形定則FF2F1第11頁/共33頁問題6.如果有兩個(gè)以上的共點(diǎn)力作用在物體上，如何求它們的合力？OF1F2F3F12F123先求出任意兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力，直到把所有的力都合成進(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。第12頁/共33頁解析：(1)作圖法.用1cm長的線段表示15N的力，做出力的平行四邊形，表示F1的線段長3cm，表示F2的線段長4cm，用刻度尺量出表示合力F的對角線長5cm，所以合力大小為5×15=75N；用量角器量得合力F與水平分力F1間的夾角為53°.例1：力F1=45N,方向水平向右，力F2=60N,方向豎直向上，這兩個(gè)力均作用在同一物體的同一點(diǎn)上，求這兩個(gè)力的合力F的大小和方向.15N--F1O-----F2----F第13頁/共33頁F1OF2F解析：(1)計(jì)算法.根據(jù)題意做出力的平行四邊形，由于F1與F2垂直，此平行四邊形為矩形。根據(jù)勾股定理求出合力F的大小設(shè)合力F與水平分力F1的夾角為φ，則第14頁/共33頁1.作圖法：①根據(jù)平行四邊形定則按同一標(biāo)度作出兩個(gè)分力F1、F2力的圖示；②畫出平行四邊形；③量出對角線的長度，根據(jù)選定的標(biāo)度求出合力的大小；④用量角器量出合力與某個(gè)分力的夾角，表示合力的方向。問題4.兩個(gè)互成角度的力怎樣求合力？2.計(jì)算法：根據(jù)平行四邊形定則作出力的示意圖，利用合力與分力組成的平行四邊形內(nèi)的三角形關(guān)系，求合力大小和方向。第15頁/共33頁拔河力的合成知識的應(yīng)用第16頁/共33頁上海南浦大橋力的合成知識的應(yīng)用第17頁/共33頁斜拉索式結(jié)構(gòu)第18頁/共33頁索塔兩側(cè)對稱的拉索對索塔的拉力大小有什么關(guān)系？索塔兩側(cè)對稱的拉索對索塔的合力的方向指向何處？第19頁/共33頁賽龍舟力的合成知識的應(yīng)用第20頁/共33頁例1．物體受到兩個(gè)相反的力的作用，兩力的大小分別為F1=5N，F(xiàn)2=10N，現(xiàn)F1保持不變，將F2從10N減小到0的過程中，它們的合力大小的變化情況是（）A．逐漸變小B．逐漸變大C．先變小，后變大D．先變大，后變小拓展1：物體的加速度如何變化？拓展二：如果物體的初速度為零，物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)如何？C根據(jù)牛頓第二定律F2從10N減小到5N的過程中，物體沿F2方向做加速度減小的變加速直線運(yùn)動(dòng)；F2從5N減小到0的過程中，物體沿F2方向做加速度增大的變減速直線運(yùn)動(dòng)。C第21頁/共33頁例2.兩個(gè)力的合力與這兩個(gè)力的關(guān)系，下列說法中正確的是：（）A.合力比這兩個(gè)力都大B.合力至少比兩個(gè)力中較小的力大C.合力可能比這兩個(gè)力都大D.合力可能比這兩個(gè)力都大解析：由合力公式③當(dāng)θ=900時(shí)，④當(dāng)θ=1200且F1=F2時(shí)，F(xiàn)=F1=F2

可見合力可能比任何一個(gè)分力都大，也可能比任何一個(gè)分力都小，也可能等于每一個(gè)分力。CD當(dāng)θ=00時(shí)，F(xiàn)=F1＋F2；②當(dāng)θ=1800時(shí)，F(xiàn)=|F1－F2|；第22頁/共33頁θ/radF/NOπ/2π3π/2102例3．在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)中，得到如圖示的合力F與兩個(gè)分力的夾角θ的關(guān)系圖，求此合力的變化范圍是多少？解：由圖象得θ=π/2時(shí)F=10N，θ=π時(shí)F=2N∴F2=F12+F22=102F1–F2=±2解得F1=6NF2=8NF1=8NF2=6N∴合力的變化范圍是2N≤F≤14N力的合成和分解遵循平行四邊形定則，涉及到數(shù)學(xué)的幾何圖形以及坐標(biāo)或函數(shù)形式表達(dá)。因此要善于利用幾何圖形的特點(diǎn)及坐標(biāo)形式進(jìn)行分析問題，解答本題的關(guān)鍵是“讀圖”，找出圖像所表示的物理意義。第23頁/共33頁例4．如右圖所示,有五個(gè)力作用于同一點(diǎn)O,表示這五個(gè)力的有向線段恰分別構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩鄰邊和三條對角線．已知F1=10N，試用四種方法求這五個(gè)力的合力。解析一：利用平行四邊形定則求解F1F2F3F4F5OF1F2F3F4F5O解析二：利用三角形定則求解F1F2F3F4F5O解析三：利用正交分解法求解。根據(jù)對稱性，y方向合力為零，F(xiàn)2、F3、F4、F5四個(gè)力在x方向上的投影的長度等于F1的兩倍。F1F2F3F4F5O解析四：利用公式法求解合力大小等于3F1,方向與F1方向相同。第24頁/共33頁例5.施用一動(dòng)滑輪將一物體提起來，不計(jì)滑輪與繩的質(zhì)量及其間的摩擦力，則（）A．總可以省力一半B．最大省力一半C．拉力可能大于被提物體的重量D．拉力可能等于被提物體的重量解析：如圖所示，當(dāng)拉力沿豎直方向時(shí)．省力一半，當(dāng)沿2的方向上提時(shí)拉力肯定大于物體重力一半．所以A錯(cuò)B對，當(dāng)兩繩間夾角等于1200時(shí)拉力等于物體重量，所以D對，當(dāng)夾角大于1200時(shí)，拉力大于物體重量，所以C對．BCD第25頁/共33頁例6．水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一小滑輪B，一輕繩的上端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量m=10kg的重物，∠CBA=30°，如圖所示，則滑輪受到繩子的作用力為（取g=10m/s2）（）

A．50NB．50NC．100ND．100NmBAC300CTTF600B解析：輕繩上各處的張力大小相等，且等于重物的重力，繩子對滑輪有如圖所示兩個(gè)方向的拉伸效果，這兩個(gè)力的合力就是滑輪受到繩子的作用力。由于兩個(gè)分力大小相等，所以合力在其對角線上，所以ΔBTF為等邊三角形，因此合力的大小F=T=mg=100N，合力的方向與水平方向的夾角為300時(shí)指向左下方。第26頁/共33頁例7．若三個(gè)力的大小分別是5N、7N和14N，它們的合力最大是_________N，最小是________N．若三個(gè)力的大小分別是5N、7N和10N，它們的合力最大是__

N，最小是_____N.解析：三力合力大小的范圍：⑴合力的最大值等于三力之和．⑵若以這三個(gè)力的大小為邊長能構(gòu)成一個(gè)三角形，則這三個(gè)力的合力的最小值為零；若夠不成三角形，則這三個(gè)力的合力的最小值等于三力中的最大力減去另兩力之和．262220第27頁/共33頁例8．大小為20N、30N和40N的三個(gè)力作用于物體一點(diǎn)上，夾角互為120°，求合力的大小和方向。

解：如果我們把F2、F3中的20N與F1進(jìn)行合成，合力便為零，此題就簡化為一個(gè)10N和一個(gè)20N的兩個(gè)力夾角為120°的合成問題，這時(shí)不管是用計(jì)算法還是作圖法都會(huì)覺得很方便且容易得多。合力大小設(shè)合力方向與F3的夾角為θ所以θ=300FθF2F310N20N第28頁/共33頁F平行四邊形定則F2F三角形定則F1兩個(gè)分力首尾相接，構(gòu)成一個(gè)“鏈條”，從“鏈條”的尾到“鏈條”的首的有向線段表示合力?！邦^頭尾尾表示合力”平行四邊形定則等效簡化為三角形定則?；コ山嵌鹊膬闪Φ暮铣赏暾婧狭Φ拇笮2F1θ合力大小是夾角θ的減函數(shù)合力的方向αα合力大小范圍力的合成和分解的本質(zhì)是等效替換。第29頁/共33頁例8．大小為20N、30N和40N的三個(gè)力作用于物體一點(diǎn)上，夾角互為120°，求合力的大小和方向。

解：如果我們把F2、F3中的20N與F1進(jìn)行合成，合力便為零，此題就簡化為一個(gè)10N和一個(gè)20N的兩個(gè)力夾角為120°的