《高中物理 3.4 力的合成 12课件 新人教必修1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 3.4 力的合成 12课件 新人教必修1.ppt（49页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、4力的合成2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三2理解合力与分力的概念通过实验，理解力的合成法则知道共点力，知道共点力的平衡条件掌握平行四边形定则，会用作图法、计算法求共点力的合力2021/8/11 星期三32021/8/11 星期三4两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？2021/8/11 星期三52021/8/11 星期三61在大多数实际问题里，物体不只受到一个力，而是同时受到几个力一个物体受到几个力共同作用的时候，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟 作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的求几个力的合力叫做原来几个力
2、共同作用原来几个力共同作用合力合力力的合成力的合成2021/8/11 星期三72上图甲表示橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿着直线GC伸长了这样的长度图乙表示撤去F1和F2，用 F作用在橡皮条上，使橡皮条沿着相同的直线伸长 长度力F对橡皮条产生的效果跟 共同产生的效果，所以力F F1和F2的合力合力F跟力F1和F2有什么关系呢？在力F1和F2的方向上各作线段，根据选定的标度，使它们的长度分别表示力 的大小(图丙)以OA和OB为邻边作 .量出这个平行四边形的对角线的长度，可以看出，根据同样的标度，合力F的大小和方向可以用表示出来EO一个力一个力F1和和F2OA和和OBF1和和F2平行四平行四边边
3、形形OACBOC对对角角线线OC相同的相同的相同相同等于等于力力2021/8/11 星期三83几个力如果都作用在，或者它们的作用线，这几个力叫做共点力4力的合成的平行四边形定则，只适用于物体的同一点物体的同一点相交于同一点相交于同一点共点力共点力2021/8/11 星期三9(1)合力与分力：如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力，而那几个力就是这个力的分力合力与分力之间的关系是一种等效代替的关系一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同，即一个力可以由几个力来代替，反过来，多个力也可以由一个力来代替合力是几个分力的共同效果，并不是单独存在的力因此受力分析中
4、不能同时出现2021/8/11 星期三10(2)力的合成：求几个力的合力叫力的合成力的合成是惟一的只有同一物体所受的力方能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等效代替.2021/8/11 星期三11(1)实验步骤用图钉把白纸固定在水平桌面上的方木板上用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套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)2021/8/11 星期三12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在纸上按比例作出两个力F1、F2的图示，用平行四边形定则求出合力F.只用一个测力计，通
5、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，按同样的比例作出这个力F的图示，比较F与用平行四边形定则求得的合力F，比较合力大小是否相等，方向是否相同2021/8/11 星期三13改变F1和F2的夹角和大小，再做两次结论：F和对角线F在误差范围内重合，说明两个力合成时，用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则平行四边形的对角线所代表的力与合力的大小和方向是相同的(2)操作技巧及注意事项a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
6、范围的情况下使用2021/8/11 星期三14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b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2021/8/11 星期三15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
7、，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2021/8/11 星期三16每次实验都必须保证结点的位置保持不变，这体现了怎样的物理思想方法？若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，能否验证平行四边形定则？答案：每次实验保证结点位置保持不变，是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中等效替换的思想方法由于力不仅有大小，还具有方
8、向，所以两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同，不满足合力与分力的关系，不能验证平行四边形定则.2021/8/11 星期三17(1)两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向(如下图所示)这个法则叫做平行四边形定则2021/8/11 星期三18(2)由平行四边形可知，F1、F2的夹角变化时，F的大小和方向变化a两分力同向时，合力最大，FF1F2.b两分力反向时，合力最小，F|F1F2|，其方向与较大的一个分力方向相同c合力的取值范围：|F1F2|FF1F2.d夹角越大，合力就越小e合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力
9、2021/8/11 星期三19如图，一个大人单独提起一桶水和两个小孩共同提起同一桶水，则下列说法正确的是()2021/8/11 星期三20A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越大，则拉力越大答案：AD2021/8/11 星期三21(1)共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或它们的作用线相交于同一点，这几个力就叫做共点力如下图所示的两种情况三个力都是共点力(2)力的作用线：沿力的方向所做的直线就是力的作用线.2021/8/11 星期三22(1)作图法：从力的作用点起，依两个力的方向按同一标度作出两
10、个力F1和F2的图示，并构成平行四边形，这个平行四边形的对角线的长度按同样的比例表示了合力F的大小，对角线的方向就是合力的方向，通常可用量角器直接量出合力F与某个力的夹角作图法简单、直观，但不够精确(2)计算法：先作出力的合成的示意图，然后运用数学知识，如解直角三角形、正、余弦定理等，进行计算2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三242021/8/11 星期三25特别提醒：(1)作图时，合力、分力要共点，实线、虚线要分清，标度要惟一且适当(2)作图法和计算法均为矢量运算的通用方法2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三27 关于合力与其两个分力的关系，正确的是
11、()A合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力B合力的大小随两分力夹角的增大而增大C合力的大小一定大于任意一个分力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：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2021/8/11 星期三28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
12、是我们认识分力与合力大小关系的根本工具2021/8/11 星期三29 两个共点力的合力为F，如果它们之间的夹角固定不变，使其中一个力增大，则 ()A合力F一定增大B合力F的大小可能不变C合力F可能增大，也可能减小D当090时，合力F一定减小答案：BC2021/8/11 星期三30解析：设两共点力Fa、Fb之间的夹角为钝角，由右图所示的平行四边形可知，当Fa逐渐增大为Fa1、Fa2、Fa3时，其合力由原来的F1变为F2、F3、F4，它们可能小于F1、可能等于F1，也可能大于F1，所以A项错，B、C两项正确同理知，当090时，则随着其中的一个力增大，合力一定也增大，D项错.2021/8/11 星期
13、三31 在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上(如下图所示)如果钢丝绳与地面的夹角AB60，每条钢丝绳的拉力都是300 N，求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力2021/8/11 星期三32解析：由图可知，两根钢丝绳的拉力F1、F2之间的夹角为60，可根据平行四边形定则用作图法和解三角形法求出电线杆受到的合力2021/8/11 星期三33方法一作图法自O点引两条有向线段OC和OD，夹角为60.设定每单位长度表示100 N，则OC和OD的长度都是3个单位长度，作出平行四边形OCED，其对角线OE就表示两个拉力F1、F2的合力F，量得OE长为5.2个单位长度，所以合力F1005.2 N520 N用量角
14、器量得COEDOE30，所以合力方向竖直向下2021/8/11 星期三34答案：519.6 N或520 N点评：用作图法求合力时，应注意同一题中必须统一标度，且要严格按照尺规作图去做2021/8/11 星期三35 (辽宁沈阳二中0910学年高一上学期期中)如图所示，AB为半圆的一条直径，O为圆心，P点为圆周上的一点，在P点作用了三个共点力 F1、F2、F3，则 它 们 的 合 力 为 F2的_倍答案：32021/8/11 星期三36 某同学在做“互成角度的两个力的合成”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧测力计拉力的大小，如图所示(1)试在图中作出无实验误差情况下F1和F2
15、的合力图示，并用F表示此力2021/8/11 星期三37(2)有关此实验，下列叙述正确的是_A两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可2021/8/11 星期三38解析：(1)用平行四边形定则作图，即以F1、F2为两邻边作平行四边形，对角线就表示合力F.(标上箭头表明方向)如下图2021/8/11 星期三39(2)两分力可以同时大于合力，故A正确；结点受
16、三个力作用处于平衡状态，其中两弹簧测力计的拉力的合力与第三个力橡皮筋的拉力等大反向，是一对平衡力，而橡皮筋的拉力不是合力，故B错；只有保证结点在同一位置才能说明作用效果相同，故C对；若两个分力的大小都改变而方向都不变，则合力必改变，结点的位置必改变，故D错2021/8/11 星期三40 (南京市0809学年高一上学期期末)如图为“探究求合力的方法”实验示意图，在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上的P点，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使结点达到某一位置O点，此时细线Ob与橡皮条PO垂直现使b弹簧秤从图示位置开始缓慢地沿顺时针转动90的过程中，并
17、保持O点的位置和a弹簧秤的拉伸方向不变，则在此过程中，关于a、b两弹簧秤示数的变化情况正确的是()2021/8/11 星期三41Aa示数增大，b示数先增大后减小Ba示数减小，b示数先减小后增大Ca示数增大，b示数增大Da示数减小，b示数减小答案：B2021/8/11 星期三42 在日常生活中有时会碰到这种情况，当载重卡车陷于泥坑中时，汽车驾驶员按图所示的方法，用钢索把载重卡车和大树拴紧，在钢索的中央用较小的垂直于钢索的侧向力就可以将载重卡车拉出泥坑，你能否用学过的知识对这一方法作出解释？2021/8/11 星期三43解析：设侧向力F作用于钢索的O点，则O点将沿力的方向发生很小的移动，因此AOB
18、不在一直线上，成一个非常接近180的角度，而且钢索也被拉紧，这样钢索在B端对卡车有一个沿BO方向的拉力FB，由于AOB是同一根钢索，故钢索相当于树和车给O点两个作用力FOA、FOB，且FOAFOB，FOA、FOB的合力等于F，由于AOB接近于180，即使F较小，FOB也可以非常大，故能将卡车拉出泥坑2021/8/11 星期三44点评：要善于将物理知识应用到实践中去，学以致用，来解决一些实际问题，本题也可以用力的分解知识解答本题的创新之处在于解法的新颖和设问的新颖两个方面2021/8/11 星期三45 如图，泰山索道包括泰山中天门索道、后石坞索道、桃花源索道，三条索道以岱顶为中心，构成了连接中天门景区、后石坞景区和桃花峪景区的泰山空中交通网，对于空中索道来说是尽量绷直好呢？还是让它稍松驰一些？如果你是工程技术人员，应怎样处理？答案：索道应稍松弛一些2021/8/11 星期三46解析：根据合力与分力的关系知：当合力一定时若两分力夹角越大，则分力越大，如果索道夹角接近180，则分力大小非常大，索道容易断裂，所以还是让索道稍松弛一些为好2021/8/11 星期三472021/8/11 星期三482021/8/11 星期三49