江西省永豐中學高中物理 3.4力的合成課件 新人教版必修1.ppt

g 200n 觀察下面的情境圖片 結(jié)合生活經(jīng)驗思考 兩位小孩對水桶施加的兩個力與一位大人對水桶施加的一個力 就 提起水桶 這一作用效果而言 相同嗎 它們可以相互替代嗎 說出你的看法 請自由發(fā)言 生活中還有很多事例可以說明 幾個力與一個力的作用效果相同 觀察下面的情境圖片 細心體會 等效替代 的含義 想一想 第4節(jié) 力的合成 1 定義 若一個力作用在物體上 所產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同 則這個力叫那個力的合力 而那幾個力叫這個力的分力 f為f1 f2的合力 f1 f2為f的分力 2 合力與分力的關(guān)系 1 合力與分力是作用效果上的一種等效替代關(guān)系 2 合力是幾個分力的共同效果 并不是單獨存在的力 因此受力分析中不能同時出現(xiàn) 一 合力與分力 二 力的合成 力的合成是惟一的 只有同一物體所受的力才可合成 不同性質(zhì)的力也可以合成 分力與合力從物理實質(zhì)上講是在力的作用效果方面的一種等效替代關(guān)系 而不是物體的重復受力 力的合成應注意以下問題 1 定義 求幾個力的合力的過程 叫做力的合成 2 實質(zhì) 就是找一個力去替代作用在物體上的幾個已知的力 而不改變其作用效果 1 同一直線上二力的合成 回顧初中知識 同向 反向 2 探究實驗 不在一條直線上的二力的合力的大小還等于兩分力大小之和或之差嗎 不等于 要研究它們之間的關(guān)系 就很有必要將合力與分力的大小和方向一同表示出來 那么用什么形式來表示力的大小和方向 力的圖示 互成角度的二力的合成 f合 f1 f2 f合 f1 f2 1 如何確定兩個分力的大小和方向 器材有 橡皮條 細繩套 彈簧測力計兩個過程 用兩個彈簧測力計互成角度拉橡皮條到結(jié)點 再改用一個彈簧測力計拉橡皮條到同一結(jié)點 2 三個力的圖示起端點畫在一起 再將它們的箭頭端點用虛線連接起來 看看圖形像四邊形 怎么樣來檢驗它是平行四邊形 3 代表分力的有向線段都處在平行四邊形中的什么位置 是一組對邊還是一組鄰邊 4 代表合力的有向線段處于平行四邊形中的什么具體位置 5 改變分力的大小和方向 多做兩次 結(jié)果一樣嗎 你能得出什么結(jié)論 f1 10 0n f2 6 8n f合 12 8n o 2n 實驗探究 三 平行四邊形定則 1 定義 如果用表示兩個共點力f1和f2的線段為鄰邊作平行四邊形 那么 合力f的大小和方向就可以用這兩個鄰邊之對角線表示出來 這叫做力的平行四邊形定則 標量是簡單的加減運算 矢量不是簡單的加減運算 平行四邊形定則是所有的矢量合成都遵循的普遍規(guī)律 2 應用平行四邊形定則時注意四點 分力 合力的起點相同 分力 合力的標度比例一致 虛 實要分清 力畫實線 輔助線畫虛線 求合力時既要得出合力的大小還要得出力的方向 1 求二個力的合力的方法 同一直線上兩個力的合成先選取正方向 再賦予矢量正負值 化矢量運算為代數(shù)運算求得矢量和 如得正值則合力沿正方向 如得負值則合力方向與所選取的正方向相反 例題三 互成角度的兩個力的合成 作圖法 根據(jù)分力的標度量得對角線的長度就代表了合力的大小 對角線與任一分力的夾角就代表合力的方向 以f1 f2為鄰邊作平行四邊形 從而得到f1 f2之間的對角線 根據(jù)兩個力的大小和方向 按一定的標度用力的圖示從力的作用點起作出兩個分力f1 f2 計算法可以根據(jù)平行四邊形定則作出的示意圖 然后根據(jù)正 余弦定理 三角函數(shù)等幾何知識計算合力 若兩個分力大小為f1 f2 它們之間的夾角為 則 合力的大小 合力的方向 若兩個分力大小為f1 f2 f 它們之間的夾角為 那么力的合成作出的平行四邊形是菱形 菱形的對角線垂直平分 則有 合力的大小 2 兩個力的合成可用力平行四邊形定則 那么多于兩個的力怎么合成呢 2 平行四邊形定則的應用擴展 三個力的合成可以先求任兩個的合力 再將這合力與第三個力合成求出三個力的合力 課外思考 多邊形定則 3 三角形定則 在圖甲中f是共點力f1和f2的合力 如圖乙所示 把力f2平移至線段ac的位置 從o點出發(fā) 把代表f1和f2的有向線段oa ac首尾相接地畫出來 連接oc 則從o指向c的有向線段就表示合力f的大小和方向 上述作圖法叫力的三角形法則 同理也可作出圖丙所示的力三角形 obc 4 確定合力的范圍的方法 兩個共點力的合力范圍 由幾何知識可得 合力的變化范圍是 f1 f2 f合 f1 f2 請問 合力是否一定比分力大 思考 f1 f2大小一定 夾角增大 合力如何變化 合力什么時候最大 什么時候最小 合力的范圍如何 q 0 q 90 討論 兩個分力大小不變 但夾角不同時的合力 5 三個力的合力范圍 設(shè)有三個力f1 f2 f3 則有 1 最大值 當三力方向相同時 其合力最大 fmax f1 f2 f3 2 當其中一個力在那二力的合力范圍內(nèi)滿足如 f1 f2 f3 f1 f2時 有fmin 0 3 當其中一個力大于那二力的代數(shù)和滿足如f3 f1 f2 時 有fmin f3 f1 f2 6 多力的合力范圍 設(shè)有n個力f1 f2 f3 fn 且f1 f2 f3 fn 則有 1 fm f1 f2 f3 fn 2 當f1 f2 f3 fn 0時 有fmin f1 f2 f3 fn 3 當f1 f2 f3 fn 0時 有fmin 0 四 共點力 1 定義 如果一個物體受到兩個或更多力的作用 在有些情況下這些力共同作用在同一點上 或者雖不作用在同一點上 但它們的延長線交于一點 這樣的一組力叫做共點力 2 共點力的合成 力的合成遵循平行四邊形定則 物體在共點力作用下 如果保持靜止或勻速直線運動狀態(tài) 則這幾個力的合力為零 a 吊鉤受到的力b 擔子受到的力 小結(jié) 1 合力與分力的關(guān)系是 等效替代 2 平行四邊形定則 不在一條直線的兩個力的合成時 以表示這兩個力的線段為鄰邊做平行四邊形 這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向 3 合力與分力的大小關(guān)系 1 合力大小范圍 f1 f2 f f1 f2合力不一定比分力大 2 在兩個分力f1 f2大小不變的情況下 兩個分力的夾角越大 合力越小 3 合力不變的情況下 夾角越大 兩個等值分力的大小越大 作業(yè) 課本p63練習1 2 作業(yè) 例題一 關(guān)于f1 f2及它們的合力f 下列說法中正確的是 a 合力f一定與f1 f2共同作用產(chǎn)生的效果相同b f1 f2一定是同種性質(zhì)的力c f1 f2一定是同一物體受到的力d f1 f2與f是物體同時受到的力 ac 例題二 天津高考 在探究求合力的方法時 先將橡皮條的一端固定在水平木板上 另一端系上帶有繩套的兩根細繩 實驗時 需要兩次拉伸橡皮條 一次是通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條 另一次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮條 實驗對兩次拉伸橡皮條的要求中 下列哪些說法是正確的 填字母代號 a 將橡皮條拉伸相同長度即可b 將橡皮條沿相同方向拉到相同長度c 將彈簧秤都拉伸到相同刻度d 將橡皮條和繩的結(jié)點拉到相同位置 同學們在操作過程中有如下議論 其中對減小實驗誤差有益的說法是 填字母代號 a 兩細繩必須等長b 彈簧秤 細繩 橡皮條都應與木板平行c 用兩彈簧秤同時拉細繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應盡可能大d 拉橡皮條的細繩要長些 標記同一細繩方向的兩點要遠些 bd bd f合 f1 f2 3 5 8 n f合 f1 f2 7 5 2 n 例題三 向右 向左 分析 物體受到兩個力的作用 根據(jù)力的平行四邊形定則 可以求出這兩個力的合力 解法1 作圖法 例題四 物體受到f1 f2兩個力的作用 f1 30n 方向水平向左 f2 40n 方向豎直向下 求這兩個力的合力 量得f 50n 量得 53 例題五 物體受到f1 f2兩個力的作用 f1 40n f2 20n 夾角 60 求這兩個力的合力 分析 物體受到兩個力的作用 根據(jù)力的平行四邊形定則 代入公式可以求出這兩個力的合力 解 計算法 例題六 如圖所示 六個力在同一平面內(nèi) 相鄰的兩個力的夾角都等于600 f1 11n f2 12n f3 13n f4 14n f5 15n f6 16n 則這六個力的合力大小為n 6n 例題七 物體受到f1 f2兩個力的作用 f1 10n f2 4n 求這兩個力的合力大小范圍 6n f合 14n 例題八 關(guān)于兩個大小不變的共點力f1 f2與其合力f的關(guān)系 下列說法中正確的是 a f的大小隨f1 f2間夾角的增大而增大b f的大小一定大于f1 f2中的最大者c f的大小隨f1 f2間夾角的增大而減小d f的大小不能小于f1 f2中的最小者 c 例九 已知三個共點力的合力為零 則這三個力的