高一物理課件 第1部分 第5章 第1節(jié)《力的合成》

歡迎進入物理課堂 第5章 第1節(jié) 理解教材新知 把握熱點考向 應用創(chuàng)新演練 知識點一 知識點二 考向一 考向二 考向三 隨堂基礎鞏固 課時跟蹤訓練 第1部分 1 共點力并不只是幾個力作用在同一點的情況 若幾個力的作用線或作用線的反向延長線交于一點的情況也是共點力 2 合力與分力之間的關系是一種等效替代關系 合力是其所有分力的共同效果 并不是單獨存在的力 3 合力與分力的計算滿足力的平行四邊形定則 合力是平行四邊形的對角線 兩分力是平行四邊形的鄰邊 合力不一定大于分力 自學教材 1 共點力如果幾個力同時作用在物體上的 或者它們的相交于同一點 我們就把這幾個力叫做共點力 2 合力幾個共點力共同作用所產(chǎn)生的可以用一個力來代替 這個力叫做那幾個力的合力 3 力的合成求幾個力的叫做力的合成 同一點 作用線 效果 合力 4 同一直線上二力的合成 同一直線上方向相同的兩個力的合力的大小等于這兩個力的大小之 方向與這兩個力方向 同一直線上方向相反的兩個力的合力的大小等于這兩個力的大小之 方向與的那個力的方向相同 和 相同 差 較大 重點詮釋 合力與分力的關系 等效性 合力與分力在作用效果上是等效的 可相互替代 同體性 合力與它的分力是相對于同一個物體而言的 作用在不同物體上的力不能求合力 同時性 合力與分力具有同時存在的關系且當某一個分力發(fā)生變化時 其合力也隨之發(fā)生變化 合力與其幾個分力的等效替代是可逆的 也可用那幾個力來等效替代合力 合力與其幾個分力對物體的作用效果相同 但不能理解為物體在受幾個分力作用的同時還受到了合力的作用 受力分析時分力與合力不能同時出現(xiàn) 1 將兩個力F1和F2合成F 則下列說法正確的是 A F1 F2和F是同時作用在同一物體上的三個力B F1 F2和F是同種性質的力C F的作用效果與F1 F2同時作用的總效果相同D F1和F2可能是作用在兩個不同物體上的力 解析 F1和F2的合力為F 則說明F1與F2共同作用效果與F的作用效果相同 即F可以替代F1和F2 F1和F2也可替代F 并不是又多出了一個力 理解它們應注意 1 F1和F2可以是不同性質的力 2 F1與F2必須作用在同一個物體上 故選C 答案 C 自學教材 1 平行四邊形定則兩個共點力合成時 以表示這兩個力的線段為鄰邊作 這兩個鄰邊之間的表示合力的大小和方向 如圖5 1 1所示 圖5 1 1 平行四邊形 對角線 2 兩個以上的力的合成方法先求出任意兩個力的 再求出這個合力與第三個力的合力 直到把都合成進去 最后得到的結果就是這些力的合力 合力 所有外力 重點詮釋 實驗與探究 驗證平行四邊形定則1 實驗原理 等效替代法如圖5 1 2所示 對于結點B來說 力F的作用效果與F1 F2共同作用的效果是一樣的 且F也能夠與橡皮筋對它的拉力F0平衡 所以F等于F1 F2的合力 圖5 1 2 2 實驗器材方木板 白紙 彈簧測力計 2只 橡皮條 細繩 兩根 量角器 刻度尺 圖釘 若干 3 實驗過程閱讀課本 P82 4 驗證平行四邊形定則的實驗注意事項數(shù)據(jù)處理及誤差分析 1 實驗注意事項 同一實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法 將兩只彈簧測力計鉤好后對拉 若兩只彈簧測力計在對拉的過程中 讀數(shù)相同 則可選 若不同 應另換 直至相同為止 實驗時 彈簧測力計要與板面平行 在滿足合力不超過彈簧測力計量程及橡皮筋形變不超過彈性限度的條件下 應使拉力盡量大一些 以減小誤差 畫力的圖示時 應該選定恰當?shù)臉硕?盡量使圖畫得大一些 但不要畫出紙外 要嚴格按力的圖示和幾何作圖法的要求作出合力 在同一次實驗中 橡皮筋拉長結點所到的位置O點一定要相同 由作圖法得到的F和實際測量得到的F 可能不完全重合 在誤差允許范圍內(nèi)即可 2 數(shù)據(jù)處理 作F 用鉛筆和刻度尺從結點O沿兩條細線方向畫直線 按選定的標度作出這兩只彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2的圖示 并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形 過O點畫平行四邊形的對角線 此對角線即為合力F的圖示 作F 用刻度尺從O點按同樣的標度沿記錄的方向作出只用一只彈簧測力計時的拉力F 的圖示 比較 比較力F 與平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向是否相同 3 誤差分析 存在誤差的原因 彈簧測力計本身的誤差 讀數(shù)誤差 作圖誤差等 減小誤差的方法 a 實驗過程中讀數(shù)時眼睛一定要正視彈簧測力計的刻度 要按有效數(shù)字和彈簧測力計的精度正確讀數(shù)和記錄 b 作圖時用刻度尺借助于三角板 使表示兩個力的對邊一定要平行 2 驗證力的平行四邊形定則 的實驗情況如圖5 1 3甲所示 其中A為固定橡皮筋的圖釘 O為橡皮筋與細繩的結點 OB和OC為細繩 圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結果畫出的圖 圖5 1 3 1 圖乙中的F與F 兩力中 方向一定沿AO方向的是 2 本實驗采用的科學方法是 A 理想實驗法B 等效替代法C 控制變量法D 建立物理模型法解析 驗證力的平行四邊形定則 的實驗采用了等效替代法 實驗中用一個彈簧測力計拉時肯定沿AO方向 而根據(jù)平行四邊形定則畫出來的合力應該說肯定有誤差 答案 1 F 2 B 例1 關于合力與分力 下列說法正確的是 A 合力與分力是物體同時受到的力B 合力比分力大C 合力是各分力共同作用時產(chǎn)生效果的等效替代D 兩物體間的一對相互作用力的合力為零 思路點撥 解答此題時應注意以下關鍵點 1 理解合力與分力概念時抓住 等效 替代 四個字 2 理解合力概念 合力不等于 力之和 力的合成遵循平行四邊形定則 3 有相互作用力的受力物體是相互作用的兩個物體 解析 物體受兩個力 可用其合力等效替代 物體受某個力可用其兩個分力替代 不可重復分析 A錯 力的合成遵守平行四邊形定則 而不是代數(shù)法則 合力可大于分力 也可小于其分力 B錯 合力與分力的概念就是依據(jù)其作用效果的等效替代提出的 C對 只有同一物體所受的力可以根據(jù)效果等效替代 兩物體相互作用力作用于兩個物體不能合成 D錯 答案 C 借題發(fā)揮 1 合力與分力的 等效 指的是合力的作用效果跟物體受到的兩個 或多個 力的作用效果相同 強調(diào)的是作用效果相同 而不是增加了新的作用 2 合力的范圍 關于兩個力的合力 下列說法正確的是 A 兩個力的合力一定大于每個分力B 兩個力的合力不可能小于較小的那個分力C 兩個力的合力一定小于或等于兩個分力D 當兩個力大小相等時 它們的合力可能等于分力大小 解析 設分力F1與分力F2的夾角為 根據(jù)力的平行四邊形定則 合力F對應以F1 F2為鄰邊的平行四邊形中F1 F2所夾的對角線 如圖所示 當 0 時 F F1 F2 當 180 時 F F1 F2 以上分別為合力F的最大值和最小值 當F1 F2且夾角 180 時 合力F 0 小于任何一個分力 當F1 F2且夾角 120 時 合力F F1 F2 選項D正確 答案 D 例2 物體受到兩個力F1和F2 F1 30N 方向水平向左 F2 40N 方向豎直向下 求這兩個力的合力F 思路點撥 答案 大小50N 方向與F1成53 角 借題發(fā)揮 求合力的方法 1 作圖法 要選擇統(tǒng)一標度 嚴格作出力的圖示及平行四邊形 用統(tǒng)一標度去度量作出的平行四邊形的對角線 求出合力的大小 再量出對角線與某一鄰邊的夾角 求出合力的方向 2 計算法 作出力的合成的示意圖 將求解合力的物理問題轉變成幾何問題 充分利用數(shù)學知識來解決該問題 例如 直角三角形中的勾股定理 三角函數(shù)的定義 正弦定理和余弦定理等 1 上題中若F1 F2 20N 夾角為60 則二力的合力是多大 解析 1 用3mm的線段代表5N 作出F1 F2的線段長12mm 并標明方向如圖所示 2 以F1 F2為鄰邊作平行四邊形 連接兩鄰邊所夾的對角線 3 用刻度尺量出表示合力的對角線長度為21mm 合力的大小為35N 4 合力的方向沿F1 F2夾角的平分線 答案 35N 34 6N 方向沿兩分力夾角的平分線或與任一分力夾角為30 例3 在 驗證平行四邊形定則 的實驗中 有位同學把橡皮筋的一端固定在木板上 用兩個彈簧測力計把橡皮筋的另一端拉到某一確定的O點 以下操作中正確的是 A 同一次實驗過程中 O點位置允許變動B 實驗中 彈簧測力計必須保持與木板平行 讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計刻度C 橡皮筋應與兩繩夾角的平分線在同一直線上D 實驗中 把橡皮筋的另一端拉到O點時 兩個彈簧測力計之間夾角取90 以便算出合力大小 思路點撥 根據(jù)該實驗的原理和設計方案分析各操作的要領 解析 實驗中兩個分力與合力的作用效果通過結點O的位置體現(xiàn) 因此O點的位置不能變動 A錯 彈簧測力計應與木板平行 使讀數(shù)與繩的作用力相等 讀數(shù)時視線正對刻度線以減小讀數(shù)誤差 B正確 兩力合成時其合力不一定在兩力的角平分線上 不必讓橡皮筋與兩繩夾角的平分線在同一直線上 C錯 兩力的合力應用平行四邊形定則求解 兩力成的任意夾角都適用 不一定成90 D錯 答案 B 2 上題中 若實驗過程中每根細繩分別連著一個量程為5N 分度值為0 1N的彈簧測力計 沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計 當橡皮筋的活動端拉到O點時 兩根細繩相互垂直 如圖5 1 4所示 這時彈簧測力計的示數(shù)可從圖中讀出 圖5 1 4 1 由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為 N和 N 只需讀到0 1N 2 在方格紙 如圖5 1 5 上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力 圖5 1 5 解析 1 彈簧測力計的分度值為0 1N 因此 豎直向下彈簧測力計讀數(shù)為2 5N 水平向右的彈簧測力計的讀數(shù)為4 0N 2 選方格紙中一個小方格的邊長表示0 5N 求出的合力如圖所示 答案 見解析 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全