高中物理必修《力的合成》教學(xué)課件57

4力的合成第三章相互作用知識內(nèi)容力的合成考試要求c課時(shí)要求1.理解合力和分力的概念，知道什么叫力的合成.2.掌握力的平行四邊形定則，知道合力不一定大于分力.3.會定性判斷合力大小與兩個(gè)分力夾角之間的關(guān)系.4.知道共點(diǎn)力的概念，會用作圖法、計(jì)算法求合力.內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知夯實(shí)基礎(chǔ)重點(diǎn)探究啟迪思維探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測檢測評價(jià)達(dá)標(biāo)過關(guān)自主預(yù)習(xí)一、力的合成1.合力與分力當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力的共同作用時(shí)，我們常?？梢郧蟪鲞@樣一個(gè)力，這個(gè)力產(chǎn)生的

跟原來幾個(gè)力的共同效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的_____，原來的幾個(gè)力叫做

.2.力的合成(1)定義：求

的過程叫做力的合成.(2)平行四邊形定則：兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為

作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的

就代表合力的大小和方向.效果合力分力幾個(gè)力的合力鄰邊對角線如圖1所示，

表示F1與F2的合力.圖1F二、共點(diǎn)力1.定義：如果幾個(gè)力共同作用在

上，或者雖不作用在同一點(diǎn)上，但它們的

，這樣的一組力叫做共點(diǎn)力.2.力的合成的平行四邊形定則，只適用于共點(diǎn)力.同一點(diǎn)延長線交于一點(diǎn)1.判斷下列說法的正誤.(1)合力與原來那幾個(gè)力同時(shí)作用在物體上.(

)(2)合力的作用可以替代原來那幾個(gè)力的作用，它與那幾個(gè)力是等效替代關(guān)系.(

)(3)合力總比分力大.(

)(4)作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果大小相等，方向相反，則這兩個(gè)力一定是共點(diǎn)力.(

)答案[即學(xué)即用]×√××答案2.兩個(gè)共點(diǎn)力互相垂直，F(xiàn)1＝8N，F(xiàn)2＝6N，則它們的合力大小F＝___N，合力與F1間的夾角θ＝____.(已知sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)1037°重點(diǎn)探究答案夾角應(yīng)小些.提水時(shí)兩個(gè)孩子對水桶拉力的合力的大小等于一桶水所受的重力，合力不變時(shí)，兩分力的大小隨著兩個(gè)力之間夾角的減小而減小，因此夾角越小越省力.一、合力與分力的關(guān)系[導(dǎo)學(xué)探究]

(1)一個(gè)成年人或兩個(gè)孩子均能提起同一桶水，那么該成年人用的力與兩個(gè)孩子用的力的作用效果是否相同？二者能否等效替代？答案作用效果相同；兩種情況下的作用效果均是把同一桶水提起來，能夠等效替代.答案(2)兩個(gè)孩子共提一桶水時(shí)，要想省力，兩個(gè)人拉力間的夾角應(yīng)大些還是小些？為什么？[知識深化]合力與分力的關(guān)系兩分力大小不變時(shí)，合力F隨兩分力夾角θ的增大而減小，隨θ的減小而增大.(1)兩分力同向(θ＝0°)時(shí)，合力最大，F(xiàn)＝F1＋F2，合力與分力同向.(2)兩分力反向(θ＝180°)時(shí)，合力最小，F(xiàn)＝|F1－F2|，合力的方向與較大的一個(gè)分力的方向相同.(3)合力的取值范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.合力可以大于某一分力，也可以小于某一分力，還可以等于某一分力.解析在夾角小于180°范圍內(nèi)，合力的大小隨兩力夾角的增大而減小，隨夾角的減小而增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；合力的大小可能比分力大，也可能比分力小，還有可能等于分力，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤.例1關(guān)于兩個(gè)大小不變的分力與其合力的關(guān)系，下列說法正確的是A.合力的大小隨兩力夾角增大而增大B.合力的大小不能小于分力中最小者C.合力的大小一定大于分力中最大者D.兩個(gè)分力夾角小于180°時(shí)，合力大小隨著夾角的減小而增大答案解析√解析

兩力合成時(shí)，有|F1－F2|≤F≤F1＋F2.當(dāng)兩力夾角為零時(shí)合力最大，最大值為9N＋7N＝16N；當(dāng)夾角為180°時(shí)合力最小，最小值為9N－7N＝2N；故合力介于2N至16N之間，A正確，B、C、D錯(cuò)誤.例2力是矢量，它的合成與分解遵循平行四邊形定則，則下列關(guān)于大小分別為7N和9N的兩個(gè)力的合力的說法正確的是A.合力可能為3N

B.合力不可能為9NC.合力一定為16N D.合力可能為1N答案解析√二、合力的求解1.作圖法(如圖2所示)圖2選標(biāo)度作F1、F2的圖示作平行四邊形用刻度尺量對角線長度用量角器量F與F1(或F2)的夾角計(jì)算合力大小得出合力方向2.計(jì)算法(1)兩分力共線時(shí)：①若F1、F2兩力同向，則合力F＝F1＋F2，方向與兩力同向.②若F1、F2兩力反向，則合力F＝|F1－F2|，方向與兩力中較大的同向.(2)兩分力不共線時(shí)：可以根據(jù)平行四邊形定則作出力的示意圖，然后由幾何關(guān)系求解對角線，其長度即為合力大小.以下為兩種特殊情況：圖3圖4若α＝120°，則合力大小等于分力大小(如圖5所示).圖5例3

物體只受兩個(gè)力F1和F2的作用，F(xiàn)1＝30N，方向水平向左，F(xiàn)2＝40N，方向豎直向下.求這兩個(gè)力的合力F.答案50N，與F1的夾角為53°斜向左下答案解析解析解法一圖解法取單位長度為10N的力，則分別取3個(gè)單位長度、4個(gè)單位長度，自O(shè)點(diǎn)引兩條有向線段OF1和OF2分別表示力F1、F2.以O(shè)F1和OF2為兩個(gè)鄰邊，作平行四邊形如圖所示，則對角線的長度為5個(gè)單位長度，則合力的大小F＝5×10N＝50N.用量角器量出合力F與分力F1的夾角θ為53°，方向斜向左下.解法二計(jì)算法實(shí)際上是先運(yùn)用數(shù)學(xué)知識，再回到物理情景中.在如圖所示的平行四邊形中，△OFF1為直角三角形，根據(jù)直角三角形的幾何關(guān)系，可以求得斜邊OF的長度和OF與OF1間的夾角，將其轉(zhuǎn)化為物理問題，就可以求出合力F的大小和方向，的夾角為53°，方向斜向左下.1.作圖法求合力時(shí)，各個(gè)力的圖示必須采用同一標(biāo)度，并且所選力的標(biāo)度的比例要適當(dāng).2.平行四邊形定則是矢量運(yùn)算的通用法則，適用于任何矢量的運(yùn)算.總結(jié)提升針對訓(xùn)練兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力F1、F2，當(dāng)它們之間的夾角為90°時(shí)合力的大小為20N，則當(dāng)它們之間夾角為120°時(shí)，合力的大小為答案解析√解析

設(shè)F1＝F2＝F，當(dāng)它們之間的夾角α＝90°時(shí)，如圖甲所示，當(dāng)兩分力F1和F2之間夾角變?yōu)棣拢?20°時(shí)，同理畫出平行四邊形，如圖乙所示.達(dá)標(biāo)檢測1234解析

在兩個(gè)分力大小一定，但是夾角逐漸增大的過程中，合力將一直減小，180°時(shí)為兩個(gè)力的差，最小，故選項(xiàng)B正確.1.(合力大小與夾角的關(guān)系)作用在物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力之間的夾角由0°逐漸增大到180°的過程中，合力的大小將A.逐漸增大

B.逐漸減小C.先增大后減小

D.先減小后增大答案解析√1234解析

F1、F2的合力范圍是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，故7N≤F≤23N，不在此范圍的是25N，應(yīng)選擇B項(xiàng).2.(合力大小范圍)兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F1＝15N，F(xiàn)2＝8N，它們的合力大小不可能等于A.9N

B.25N

C.8ND.21N√答案解析1234解析如圖所示，定滑輪只改變力的方向，不改變力的大小，所以繩的拉力F1＝F2＝100N，柱頂所受壓力大小

F＝2F1cos30°＝2×1003.(合力的計(jì)算)如圖6所示，水平地面上固定著一根豎直立柱，某人用繩子通過柱頂?shù)墓饣ɑ唽?00N的貨物拉住.已知人拉著繩子的一端，且該繩端與水平方向夾角為30°，則柱頂所受壓力大小為A.200N C.100N 答案解析圖6√1234答案解析4.(合力的計(jì)算)如圖7所示，兩個(gè)人共同用力將一個(gè)牌匾拉上墻頭.其中一人用了450