高中物理 第4章 力與平衡 第1節(jié) 力的合成（第1課時(shí)）力的合成課件 魯科版必修1.ppt

第4章力與平衡 第1節(jié)力的合成 第1課時(shí)力的合成 填一填 練一練 一 共點(diǎn)力的合成 見課本第80頁 1 共點(diǎn)力 如果幾個(gè)力同時(shí)作用在物體上的同一點(diǎn) 或者它們的作用線相交于同一點(diǎn) 我們就把這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力 2 合力 幾個(gè)共點(diǎn)力共同作用所產(chǎn)生的效果可以用一個(gè)力來代替 物理學(xué)中就把這個(gè)力叫做那幾個(gè)力的合力 3 力的合成 求幾個(gè)力的合力叫做力的合成 二 共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則 見課本第81 82頁 1 平行四邊形定則 如果以表示原來兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形 那么 其合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線來表示 這就是共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則 2 三個(gè)或多個(gè)外力的合成方法 用平行四邊形定則先求出其中兩個(gè)力的合力 然后再用平行四邊形定則求這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力 直到把所有外力都合成為止 最后得到這些力的總合力 填一填 練一練 如圖所示 下列情況下日光燈所受的拉力T1 T2及重力G一定不是共點(diǎn)力的是 A 甲情況下B 乙情況下C 丙情況下D 甲 乙 丙三種情況下解析 題圖乙中三個(gè)力的作用線不能相交于同一點(diǎn) 所以不是共點(diǎn)力 甲 丙情況是共點(diǎn)力 選B 答案 B 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 合力與分力的關(guān)系如圖中 一個(gè)成年人或兩個(gè)孩子均能提起相同質(zhì)量的一桶水 那么該成年人用的力與兩個(gè)孩子用的力作用效果是否相同 二者能否等效替換 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 1 合力與分力的相關(guān)性 1 等效性 合力產(chǎn)生的效果與它的分力共同產(chǎn)生的效果相同 這是進(jìn)行力的合成必須遵守的原則 2 唯一性 不管有幾個(gè)力共同作用在物體上 有且只有一個(gè)力的作用效果與之相同 如果那幾個(gè)分力個(gè)數(shù)確定 每個(gè)分力的大小 方向都保持不變 則合力的大小 方向也是確定的 并且是唯一的 3 同體性 各個(gè)分力是作用在同一物體上的 作用在不同物體上的力不能求合力 4 瞬時(shí)性 各個(gè)分力與合力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系 某個(gè)分力變化了 合力也同時(shí)發(fā)生變化 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 2 合力與分力間的大小關(guān)系當(dāng)兩個(gè)分力F1 F2大小一定時(shí) 1 兩個(gè)分力同向時(shí)合力最大 F F1 F2 方向與兩個(gè)分力同向 2 兩個(gè)分力方向相反時(shí) 合力最小 F F1 F2 方向與兩個(gè)分力中較大的力同向 3 兩個(gè)分力成某一角度 時(shí) 如圖所示 三角形AOC的每一條邊對(duì)應(yīng)一個(gè)力 由幾何知識(shí)可知 兩邊之和大于第三邊 兩邊之差小于第三邊 即 F1 F2 F F1 F2 因此合力大小的范圍是 F1 F2 F F1 F2 4 夾角 越大 合力越小 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 例題1 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960059 多選 關(guān)于共點(diǎn)力 合力 分力等概念及其關(guān)系 下列說法正確的是 A 作用在同一物體上的幾個(gè)力就是共點(diǎn)力B 作用在同一物體上的兩個(gè)力 如果這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力 則這兩個(gè)力是共點(diǎn)力C 兩個(gè)分力F1 F2一定是同一個(gè)物體受到的力D 兩個(gè)分力F1 F2與合力F是物體同時(shí)受到的三個(gè)力 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 解析 作用在同一物體上的幾個(gè)力 作用點(diǎn)不一定相同 作用線也不一定會(huì)相交于一點(diǎn) 所以不一定是共點(diǎn)力 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 作用在同一物體上的兩個(gè)力如果是一對(duì)平衡力 兩力的作用線一定共線 所以它們一定是共點(diǎn)力 選項(xiàng)B正確 兩個(gè)分力F1 F2具有同體性 一定是同時(shí)作用在同一物體上的 作用在不同物體上的兩個(gè)力不能求合力 也不能稱其為分力 故選項(xiàng)C正確 合力是對(duì)原來幾個(gè)分力的等效替代 不是真實(shí)存在的 因此不是物體實(shí)際的受力 故選項(xiàng)D錯(cuò)誤 答案 BC 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 變式訓(xùn)練1 多選 以下關(guān)于分力和合力的關(guān)系的敘述中 正確的是 A 合力和它的兩個(gè)分力同時(shí)作用于物體上B 合力的大小等于兩個(gè)分力大小的代數(shù)和C 合力可能小于它的任一個(gè)分力D 合力的大小可能等于某一個(gè)分力的大小 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 解析 分力與合力是等效替代關(guān)系 替代 即指不是同時(shí)存在 故選項(xiàng)A錯(cuò)誤 合力與分力滿足平行四邊形定則 則由平行四邊形定則知 F1 F2 F F1 F2 一般F F1 F2 只有當(dāng)兩分力同向時(shí)才滿足F F1 F2 故選項(xiàng)B錯(cuò)誤 合力可以小于它的兩個(gè)分力 如圖甲所示 合力大小也可能等于某個(gè)分力的大小 如圖乙所示 故C D正確 答案 CD 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 合力的求解方法如圖所示 兩個(gè)人共同用力將一個(gè)牌匾拉上墻頭 其中一人用了450N的拉力 另一人用了600N的拉力 如果這兩個(gè)人所用拉力的夾角是90 試求它們的合力 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 1 作圖法作圖法就是用作圖工具根據(jù)平行四邊形定則作出平行四邊形 然后用測(cè)量工具測(cè)量出合力的大小 方向 具體操作流程如下 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 計(jì)算法可以根據(jù)平行四邊形定則作出力的示意圖 然后由幾何知識(shí)求解對(duì)角線的大小 方向 即為合力 以下為求合力的三種常見情況 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 3 三角形法如圖所示 力的平行四邊形定則 也可以用力的矢量三角形表示 圖甲可用圖乙的力的三角形定則表示 即將各分力依次 首 尾 相接 合力即為起于一個(gè)力的 首 止于另一個(gè)力的 尾 的有向線段 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 例題2 導(dǎo)學(xué)號(hào)93960060楊浦大橋是繼南浦大橋之后又一座跨越黃浦江的我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的雙塔雙索面迭合梁斜拉橋 如圖所示 假設(shè)斜拉橋中 某對(duì)鋼索與豎直方向的夾角都是30 每根鋼索中的拉力都是3 104N 那么這對(duì)鋼索對(duì)塔柱形成的合力有多大 方向如何 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 1 作圖法 自O(shè)點(diǎn)引兩條有向線段OA和OB 它們跟豎直方向間的夾角都為30 取單位長(zhǎng)度為1 104N 則OA和OB的長(zhǎng)度都是3個(gè)單位長(zhǎng)度 量得對(duì)角線OC長(zhǎng)約為5 2個(gè)單位長(zhǎng)度 如圖甲所示 所以合力的大小為F 5 2 1 104N 5 2 104N 方向沿兩鋼索拉力方向間的角平分線 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 2 計(jì)算法 根據(jù)力的平行四邊形是一個(gè)菱形的特點(diǎn) 如圖乙所示 連接AB 交OC于D 則AB與OC互相垂直平分 即AB OC 且AD DB OD DC 考慮直角三角形AOD 其中 AOD 30 而OD OC 所以合力的大小為F 2 F1cos30 2 3 104 N 5 2 104N 方向沿兩鋼索拉力方向間的角平分線 答案 5 2 104N 方向沿兩鋼索拉力方向間的角平分線 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 變式訓(xùn)練2水平橫梁一端插在墻壁內(nèi) 另一端裝小滑輪B 輕繩的一端C固定在墻壁上 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 g取10N kg 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 解析 以滑輪為研究對(duì)象 懸掛重物的繩的拉力是F mg 100N 故小滑輪受到繩的作用力沿BC BD方向 大小都是100N 如圖所示 可得出 CBD 120 CBE DBE 得 CBE DBE 60 即 CBE是等邊三角形 故F 100N 故選C 答案 C 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 探究一 探究二 問題導(dǎo)引 名師精講 典例剖析 12345 1 兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2 其合力為F 則下列說法中正確的是 A 合力一定大于F1或F2B 增大F1和F2間的夾角 合力一定減小C F1 F2都增大時(shí) 合力F一定增大D 合力F有可能大于F1或F2 也可能小于F1或F2 還可能與F1或F2相等解析 兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2與其合力F間的關(guān)系滿足平行四邊形定則 所以合力F有可能大于F1或F2 也可能小于F1或F2 還可能與F1或F2都相等 選項(xiàng)A錯(cuò)誤 選項(xiàng)D正確 合力大小由F1和F2的大小及夾角共同決定 只是增大F1和F2間的夾角時(shí) 由于F1 F2的大小變化情況不知道 因此合力的變化情況不能確定 同理 F1 F2都增大時(shí) 合力F不一定增大 選項(xiàng)B C都不正確 答案 D 12345 2 有兩個(gè)共點(diǎn)力 大小分別是30N和40N 則這兩個(gè)力合力的大小可能是 A 0B 50NC 80ND 110N解析 30N和40N的兩個(gè)共點(diǎn)力的合力范圍是10N F 70N 在此范圍的合力只有選項(xiàng)B 答案 B 12345 3 某同學(xué)在單杠上做引體向上 在圖中的四個(gè)選項(xiàng)中雙臂用力最小的是 解析 根據(jù)兩個(gè)分力大小一定時(shí) 夾角增大 合力減小可知 雙臂拉力的合力一定 等于同學(xué)自身的重力 雙臂的夾角越大 所需拉力越大 故雙臂平行時(shí) 雙臂的拉力最小 各等于重力的一半 故B正確 答案 B 12345 4 如圖所示 在同一平面內(nèi) 大小分別為1N 2N 3N 4N 5N 6N的六個(gè)力共同作用于一點(diǎn) 其合力大小為 A 0B 1NC 3ND 6N 12345 解析 三對(duì)共線的分力分別求合力 大小均為3N 方向如圖所示 夾角為120 的兩個(gè)3N的力的合力為3N 方向沿角平分線 故所給六個(gè)力總合力為6N 選項(xiàng)D正確 答案 D 12345 5 選做題 如圖所示 一條小船在河中向正東方向行駛 船上掛起一風(fēng)帆 帆受側(cè)向風(fēng)作用 風(fēng)力大小F1為100N 方向?yàn)闁|偏南30 為了使船受到的合力能恰沿正東方向 岸上一人用一根繩子拉船 繩子取向與河岸垂直 求出風(fēng)力和繩子拉力的合力大小及繩子拉力F2的大小 12345