全程学习方略学年高中物理力的合成(精讲优练课型)课件鲁科版必修.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,4,章力 与 平 衡,第,1,节力 的 合 成,一、共点力的合成,1.,共点力：同时作用在物体上的,_,或者它们的作用线相交于,_,的几个力。,2.,合力：作用效果与几个共点力共同作用产生的,_,相同的力。,3.,力的合成：求几个共点力的,_,的过程。,同一点,同一点,效果,合力,【判一判】,(1),作用在同一物体上的几个力一定是共点,力。,(,),(2),作用在物体上同一点的力才是共点,力。,(,),(3),两个共点力共同作用的效果与其合力作,用的效果相同。,(,),提示：,(1),。如果作用在同一物体上的几个力不作用在同一点，且其作用线也不交于同一点，则这几个力不是共点力。,(2),。作用在物体上同一点的力是共点力，但共点力还包括虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点的力。,(3),。几个分力的共同作用效果和合力的作用效果相同。,二、共点力合成的平行四边形定则,1.,平行四边形定则：两个共点力合成时，以表示这两个力,F,1,和,F,2,的线,段为邻边作平行四边形，其合力,F,的,_,和,_,就可以用这两个邻,边之间的,_,来表示。,2.,三个或更多的外力的合成方法：先求出其中两个力的合力，再求出,这个合力与第三个力的合力，直到把,_,都合成为止，最后得,到这些力的合力。,大小,方向,对角线,所有外力,【判一判】,(1),合力一定大于分力。,(,),(2),多个共点力求合力时平行四边形定则也适用。,(,),(3),合力与分力是一对平衡力。,(,),提示：,(1),。当两个力的方向相反时，合力可以小于分力。,(2),。求多个力的合力，可以先求出任意两个力的合力，再求跟第三个力的合力，依次类推直到最后，平行四边形定则同样适用。,(3),。合力是分力的共同作用效果，不存在平衡力的关系。,一、共点力的平行四边形定则,思考探究：,如图甲所示，两弹簧拉水平面上的木块。如图乙所示用两个弹簧将橡皮筋拉到,O,点。如图丙所示，用一个弹簧将橡皮筋拉到,O,点。,(1),回顾初中学过的知识，如何求图甲中,F,1,和,F,2,的合力,?,如果,F,1,和,F,2,的方向相同呢,?,(2),在图乙、丙的实验中，是如何保证共点力,F,1,、,F,2,与合力,F,的作用效果是相同的,?,猜想求共点力的合力符合什么规律,?,提示：,(1),两个力反向时两个力的合力等于两个力的数值之差，方向与大的力同向；两个力同向时，两个力的合力等于两个力的数值之和。,(2),实验中，两次将结点拉到同一个位置,O,处，即两次使橡皮筋的形变情况相同，我们就认为,F,1,、,F,2,与合力,F,的作用效果是相同的。猜想求共点力的合力可能符合平行四边形定则。,【归纳总结】,1.,合力与分力的三性：,2.,力的合成的原则：,(1),平行四边形定则：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。,(2),三角形定则：把两个矢量的首尾顺次连接起来，第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量。如图，把,F,2,向右平移到,AB,处，就得到三角形定则。,(,注意两分力、合力,F,的位置和方向关系,),3.,二力合成与三力合成的比较：,【典例示范】(福州高一检测)关于共点力、合力、分力等概念及其关系，下列说法正确的是(),A.作用在同一物体上的几个力就是共点力,B.作用在同一物体上的两个力，如果这两个力是一对平衡力，则这两个力是共点力,C.两个分力F1、F2不一定是同一个物体受到的力,D.两个分力F1、F2与合力F是物体同时受到的三个力,【解题探究】,(1),共点力的特点：几个力同时作用在物体上的,_,，或者它们,的,_,相交于同一点。,(2),一对平衡力的特点：,两个力作用在,_,。,作用线共线。,两个力的大小,_,，方向,_,。,(3),合力与分力的关系有三性：等效性、,_,、瞬时性。,同一点,作用线,同一物体上,相等,相反,同体性,【正确解答】,选,B,。作用在同一物体上的几个力，作用点不一定相同，作用线也不一定会相交于一点，所以不一定是共点力，,A,错；作用在同一物体上的两个力如果是一对平衡力，两力的作用线一定共线，所以它们一定是共点力，,B,正确；两个分力,F,1,、,F,2,具有同体性，一定是同时作用在同一物体上的，作用在不同物体上的两个力不能求合力，也不能称其为分力，故,C,错；合力是对原来几个分力的等效替代，不是真实存在的，因此不是物体实际的受力，故,D,错。,【规律方法】,合力与分力的关系,(1),合力是分力的一种“等效替代”关系的力，是假设的，并不是真实存在的，也就是说找不到它的施力物体。,(2),一个物体不可能同时受分力与合力，也就是说合力与分力不能同时存在。,【过关训练】,1.(郑州高一检测)两个共点力F1与F2的合力大小为6N，则F1与F2的大小可能是(),1=2N，F21=4N，F2=8N,1=1N，F21=2N，F2=1N,【解析】,选,B,。两个共点力,F,1,与,F,2,的合力大小范围为,|F,1,-F,2,|F,F,1,+F,2,，,A,选项中,7NF11N,，,B,选项中,4NF12N,，,C,选项中,7NF9N,，,D,选项中,1NF3N,，,6N,在其范围之内的只有,B,选项，故,B,正确。,2.(深圳高一检测)有三个力，大小分别为13N、3N、29N。那么这三个力的合力最大值和最小值应该是(),，0N,，13N,【解析】,选,C,。当三个力同方向时，合力最大，为,45N,；任取其中两个力，如取,13N,、,3N,两个力，其合力范围为,10NF16N,，,29N,不在该范围之内，故合力不能为零，当,13N,、,3N,的两个力同向，与,29N,的力反向时，合力最小，最小值为,13N,，故,C,正确。,3.(泉州高一检测)架在A、B两根晾衣杆之间的均匀铁丝在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应，铁丝呈现如图所示的两种形状。下列说法中正确的是(),A.,夏季铁丝对晾衣杆的拉力较大,B.,冬季铁丝对晾衣杆的拉力较大,C.,夏季晾衣杆对地面的压力较大,D.,冬季晾衣杆对地面的压力较大,【解析】,选,B,。如题图所示，无论是冬季还是夏季，铁丝的重力,G,一定，即,F,合,一定，两分力,F,A,、,F,B,随它们间夹角,的增大而增大，故铁丝在冬季,(,角大,),对晾衣杆的拉力较大，,B,对，,A,错；晾衣杆对地面的压力等于总重力，,C,、,D,错。,【补偿训练】,两个大小分别为,F,1,和,F,2,(F,2,越大时，,F,越小,【解析】,选,A,。水桶处于静止状态，两人的合力与重力等大反向，故,2Fcos =G,，,F=,，所以当,为,120,时，,F=G,，,A,对，,B,错。当,=0,时，,F=,，,C,错。,越大时，,cos,越小，,F,越大，,D,错。,【补偿训练】(南通高一检测)作用在同一物体上的两个大小不等的力F1和F2，其合力为F，保持两个力的方向不变，则可以肯定(),1、F2同时增大为原来的2倍，F也增大为原来的2倍,1、F2同时减小为原来的 ，F减小为原来的,1、F2同时增大10N，F增大20N,1增大10N，F2减小10N，F就不变,【解析】,选,A,。保持两个力的方向不变，即两力夹角不变，若,F,1,、,F,2,同时增大为原来的,2,倍，由相似三角形知识可知，,F,增大为原来的,2,倍，,F,1,、,F,2,同时减小为原来的 ，,F,减小为原来的 ，,A,对，,B,错。力,是矢量，运算时满足平行四边形定则，而不满足代数运算法则，,C,、,D,错。,【拓展例题】,考查内容：力的合成在生活中的应用,【典例示范】,当颈椎肥大压迫神经时，需要用颈部牵拉器牵拉颈部，以缓解神经压迫症状。如图所示为颈部牵拉器牵拉颈椎肥大患者颈部的示意图。图中牵拉细绳为跨过,3,个小滑轮的同一根绳子，牵拉绳分别为水平、竖直方向，牵拉物,P,的质量一般为,3kg,，求牵拉器作用在患者头部的合力大小。,(g,取,10m/s,2,),(成都高一检测)有两个大小恒定的共点力，当两力同向,夹角为120的两个3N的力的合力为3N，沿角平分线方向，故所给六个力总合力为6N。,当两个力的方向相反时，合力可以小于分力。,量出对角线的长度为5个单位长度。,(1)共点力的特点：几个力同时作用在物体上的_，或者它们,(2)在图乙、丙的实验中，是如何保证共点力F1、F2与合力F的作用效果是相同的?猜想求共点力的合力符合什么规律?,边之间的_来表示。,三对共线的分力分别求合力，大小均为3N，方向如图所示。,三个或更多的外力的合成方法：先求出其中两个力的合力，再求出,提示：(1)两个力反向时两个力的合力等于两个力的数值之差，方向与大的力同向；,所以作出的平行四边形是菱形，可用计算法求,受到水平向右的绳的拉力F2=30N，,如果作用在同一物体上的几个力不作用在同一点，且其作用线也不交于同一点，则这几个力不是共点力。,第1节力 的 合 成,任取其中两个力，如取13N、3N两个力，其合力范围为10NF16N，29N不在该范围之内，故合力不能为零，当13N、3N的两个力同向，与29N的力反向时，合力最小，最小值为13N，故C正确。,【正确解答】,由于在同一根绳上拉力相等，都为,F=mg=30N,，,则头部受到向上的绳的拉力,F,1,=2F=60N,，,受到水平向右的绳的拉力,F,2,=30N,，,根据平行四边形定则，,合力,F,合,=,答案：,等效替代法求多力的合成,【案例体验】,如图所示，在同一平面内，大小分别为,1N,、,2N,、,3N,、,4N,、,5N,、,6N,的六个力共同作用于一点，其合力大小为,(,),【解析】,选,D,。三对共线的分力分别求合力，大小均为,3N,，方向如图所示。夹角为,120,的两个,3N,的力的合力为,3N,，沿角平分线方向，故所给六个力总合力为,6N,。,D,正确。,【方法技巧】,求解多个力的合力的三种方法,(1),先合成两条直线上的力，再利用平行四边形定则求总的合力。,(2),对于各力的大小和方向均已知的情况，可利用计算法求合力。,(3),对于各力的大小和方向以示意图的形式给出的情况，可用图解法定性分析合力的大小和方向，如图，,F,12,表示,F,1,和,F,2,的合力，,F,表示,F,12,和,F,3,的合力，也就是总的合力。,【补偿训练】(厦门高一检测)一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等)，则下列说法正确的是(),A.,三力的合力有最大值为,F,1,+F,2,+F,3,，方向不确定,B.,三力的合力有唯一值,3F,3,，方向与,F,3,同向,C.,三力的合力有唯一值,2F,3,，方向与,F,3,同向,D.,由题给条件无法求出合力大小,【解析】,选,B,。如图所示，以,F,1,和,F,2,为邻边作平行四边形，对角线必沿,F,3,方向，其大小,F,12,=2F,3,，再与,F,3,求合力，故,F=3F,3,，与,F,3,同向，所以只有,B,正确。,