高中物理 第三章 相互作用 第4節(jié) 力的合成課件 新人教版必修_第1頁
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文檔簡介

1、4力的合成,1知道合力與分力的概念,知道共點力的概念 2正確理解合力與分力的關系是在作用效果上等效代替 3掌握力的平行四邊形定則,會求共點力的合力 4知道合力的大小與分力間夾角的關系,一、力的合成 1合力、分力 (1)合力與分力:當一個物體受到幾個力共同作用時,如果一個力的_跟這幾個力的共同效果相同,這一個力叫做那幾個力的_,那幾個力叫做這個力的_ (2)合力與分力的關系:等效替代關系,作用效果,合力,分力,2力的合成 (1)力的合成:求幾個力的_的過程 (2)力的合成遵循的法則平行四邊形定則 內(nèi)容:兩個力合成時, 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 兩個以

2、上的力的合成方法:先求出任意兩個力的合力,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,平行四邊形,對角線,所有的力,二、共點力 1共點力:幾個力如果都作用在_,或者它們的作用線_,這幾個力就叫做共點力 2力的合成的平行四邊形定則,只適用于_,同一點上,相交于同一點,共點力,一、合力與分力的關系 1正確理解合力與分力 (1)合力與幾個分力間是等效替代關系,受力分析時,分力與合力不能同時作為物體所受的力 (2)只有同一物體同時受到的力才能合成 2合力與分力間的大小關系 (1)兩力同向時合力最大:FF1F2,方向與兩力同向; (2)兩力方向相反時,合力最

3、小:F|F1F2|,方向與兩力中較大的力同向;,(3)兩力成某一角度時,如右圖所示,三角形AOC的每一條邊對應一個力,由幾何知識可知:兩邊之和大于第三邊,兩邊之差小于第三邊,即|F1-F2|FF1+F2.因此合力大小的范圍是: |F1-F2|FF1+F2. (4)夾角越大,合力就越小 (5)合力可以大于等于兩分力中的任何一個力,也可以小于等于兩分力中的任何一個力,(1)力的合成是唯一的; (2)只有同一物體所受的力才能合成; (3)不同性質(zhì)的力也可以合成,因為合力與分力是作用效果上的一種等效代替在實際研究幾個力的合力時,常采用平行四邊形定則,通過作圖法或解析法求出合力,下列關于合力與分力之間的

4、關系的說法正確的是() A合力就是分力的代數(shù)和 B合力總比某一分力大 C分力與合力的方向總是不一致的 D合力的大小可能等于某一分力的大小 【解析】合力是分力的矢量和,而不是代數(shù)和,所以A項錯誤;合力的大小介于兩分力代數(shù)和與兩分力代數(shù)差的絕對值之間,因此B項錯誤,D項正確;當兩分力方向相同時,合力與分力方向相同,C項錯誤 【答案】D,二、合力大小與方向的確定 1圖解法:從力的作用點起,依兩個分力的作用方向按同一標度作出兩個分力F1和F2,并把F1、F2作為鄰邊作出平行四邊形,這個平行四邊形的對角線的長度按同一標度表示合力的大小,對角線的方向就是合力的方向,通常可以用量角器直接量出合力F與某一分力

5、的夾角. 2計算法:可以根據(jù)平行四邊形法則作出示意圖,然后由幾何知識求解對角線,即為合力以下為求合力的幾種特殊情況: (1)相互垂直的兩個力的合成,如下圖甲所示,F(xiàn);若合力F與分力F1的夾角為,則tan F2/F1.,(2)夾角為、兩個等大的力的合成,如圖乙所示,作出的平行四邊形為菱形,利用其對角線互相垂直的特點可得到直角三角形,解直角三角形求得合力,合力F與每一個分力的夾角等于/2,特殊情況:夾角為120的兩個等大的力的合成,如下圖丙所示,,出的菱形分為兩個等邊三角形,所以合力與分力等大 推論:當F1F2F3,且三力夾角兩兩為120時,其合力F0. (3)合力F與一個分力F1互相垂直時的力的

6、合成,如圖丁所示,利用對角線與一個分力,以上三種特殊的合成在今后的學習中會經(jīng)常遇到,應該熟練掌握,2.兩個大小恒定的共點力,合力的最大值為a,合力的最小值為b.當兩個共點力互相垂直時,合力大小為(),【答案】D,思考與討論 根據(jù)力的平行四邊形定則作圖,可以看出,兩個力F1,F(xiàn)2的合力F的大小和方向隨著F1,F(xiàn)2的夾角而變化當夾角分別等于0和180時,怎樣確定合力F的大小與方向?,【點撥】當F1,F(xiàn)2的夾角等于0時,在表示F1的有向線段的末端沿F1的方向作表示F2的有向線段,使F1和F2首尾相連,如圖甲所示,則兩條有向線段的長度之和表示F1,F(xiàn)2的合力大小合力方向與其中任意一個分力方向相同當F1

7、,F(xiàn)2的夾角等于180時,在表示F1的有向線段的首端沿F1的反方向作表示F2的有向線段,使F1,F(xiàn)2首首相接,如圖乙所示兩線段的長度之差表示F1,F(xiàn)2的合力大小,合力的方向與其中較大的分力方向相同,大小分別為5 N,7 N,9 N的三個力合成,其合力F大小的范圍為() A3 NF20 NB2 NF21 N C0F20 N D0F21 N 【解析】求三個力的合力大小的范圍,則先確定兩個力合力的大小范圍,由平行四邊形定則,5 N和7 N的合力最大為12 N,最小為2 N,則這個合力大小可能為9 N,而若它的方向與9 N的方向相反,這兩個力合成后的合力可能為0,若它的大小為12 N,且方向與9 N力

8、的方向相同時,合力的大小可能是21 N,故正確答案為D. 【答案】D,1)F1,F(xiàn)2兩力合力大小的取值范圍為|F1F2|F|F1F2|. (2)多個力合成時,先求出任意兩個力的合力,再求出這個合力與第三個力的合力,直到把所有的力都合成進去,最后得到的結果就是這些力的合力,1-1:如右圖所示,有兩個共點力,一個是F1=40 N,一個是F2,它們的合力是F=100 N,則F2的大小可能是() A20 NB40 N C80 N D160 N 【解析】兩個共點力的合力大小的取值范圍是|F1F2|FF1F2.根據(jù)以上關系,可以求得F2大小的取值范圍是60 NF2140 N故只有選項C正確 【答案】C,如

9、下圖甲所示,物體受到大小相等的兩個拉力的作用,每個拉力都是2 000 N,夾角為50.請分別用力的圖示法和計算法求出這兩個拉力的合力(cos 250.906),【解析】解法一作圖法:按作圖法取0.5 cm長表示500 N的力,O點表示力的作用點,作出平行四邊形,如圖乙所示,量出對角線長為3.6 cm,故合力F的大小為500 N3 600 N,合力的方向沿兩分力F1和F2的夾角的平分線 解法二計算法:如圖丙所示,直角三角形OAD中,OD表示合力F的一半,AOD25,由直角三角形知識得F/2F1cos 25,則F2F1cos 2522 0000.906 N3624 N. 合力F的方向與F1的方向的

10、夾角25,如圖丙所示,1)求解矢量時要注意不僅要求出其大小,還要求出其方向其方向經(jīng)常用它與已知矢量的夾角表示(2)比較兩種解法:分析可知應用計算法求解較為精確,作圖法的精確度相對差些,但在測量誤差允許范圍內(nèi),所得的結果還是一致的(3)用作圖法求合力時,要采用統(tǒng)一的標度,要標出箭頭且實線、虛線要分明,大小均為10 N的兩個共點力,當其夾角為120時,合力的大小為多少?若再增加一個大小為12 N的力,三個力共點且在一個平面內(nèi),并且互成120角,則這三個力的合力大小為多少? 【解析】,我們可依據(jù)題給條件作出平行四邊形,如右圖所示,由示意圖可看出每一個力與合力間的夾角為60,根據(jù)幾何知識可知,代表合力

11、F的線段與代表F1、F2的線段長度是相等的,因此合力大小應為10 N當再加一個12 N的力,且與F1、F2夾角均為120 時,由圖分析可知,這個力應與F1、F2的合力F在一條直線上,且方向相反,故可將三個力的合力看成是12 N的力與力F合成的結果,即三個力的合力大小為2 N.,在求幾個力的合成時,依據(jù)題意作出平行四邊形,根據(jù)幾何關系解決問題是基本的思路和方法,3-1:如右圖所示,六個力的合力為N若去掉1 N的那個力,則其余五個力的合力為N,合力的方向是. 【解析】因為這六個力中,各有三對力方向相反,故先將任意兩個方向相反的力合成,然后再求合力 由圖可以看出,任意兩個方向相反的力的合力都為3 N,且互成120,所以這六個力的合力為零 因為這六個力的合力為零,所以,任意五個力的合力一定與第六個力大小相等,方向相反由此得,去掉1 N的那個力后,其余五個力的合力為1 N,方向與1 N的力的方向相反 【答案】01 N與1 N的力的方向相反,如右圖所示,一木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個力即F1,F(xiàn)2和摩擦力的作用,木塊處于靜止狀態(tài),其中F1=10 N,F(xiàn)2=2 N若撤去力F1,則木塊在水平方向受到的合力為() A10 N,方向向左B6 N,方向向右 C2 N,方向向右 D零,【解析】

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