高中物理課件力的合成.ppt

第三章,第 4 節(jié),新知預(yù)習(xí) 巧設(shè)計,名師課堂 一點通,創(chuàng)新演練 大沖關(guān),讀教材填要點,要點一,要點二,隨堂檢測 歸納小結(jié),課下作業(yè) 綜合提升,試身手夯基礎(chǔ),關(guān)鍵語句歸納,要點三,1能從力的作用效果上理解合力與分 力的概念，知道共點力的概念。 2掌握力的平行四邊形定則，會用作 圖法求共點力的合力。,3會用直角三角形的知識求共點力的 合力。 4知道合力與分力的大小關(guān)系及夾角 對合力的影響。,讀教材填要點,1合力與分力 (1)定義：一個力產(chǎn)生的效果跟原來幾個力的共同效果 ，這個力就叫做那幾個力的 ，原來的幾個力叫做 。 (2)關(guān)系：合力與分力之間是“ ”關(guān)系。,合力,分力,等效替代,相同,2力的合成 (1)定義：求幾個力的 的過程叫做力的合成。力的合成實際上就是要找一個力去代替幾個已知的力， 而不改變其作用效果，即合力和分力可以 。 (2)平行四邊形定則：兩個力合成時，以表示這兩個力的線段為鄰邊作 ，這兩個鄰邊之間的對角線就代表 ，這個法則叫做平行四邊形定則。,合力,相互替代,平行四邊形,合力的大小和方向,關(guān)鍵一點 (1)合力與分力滿足平行四邊形定則而不是算術(shù)法則，故合力可以大于、等于或小于分力。 (2)不僅力的合成遵循平行四邊形定則，一切矢量的運算都遵循這個定則。,3共點力 如果一個物體受到兩個或更多力的作用，而且這些力都共同作用在物體的 上，或者它們的 相交于同一點，這樣的一組力叫做共點力。共點力的合成遵循平行四邊形定則。,同一點,延長線,試身手夯基礎(chǔ),1關(guān)于共點力，下列說法中正確的是 ( ) A作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等， 方向相反，這兩個力是共點力 B作用在一個物體上的兩個力，如果是一對平衡 力，則這兩個力是共點力,C作用在一個物體上的幾個力，如果它們的作用點 在同一點上，則這幾個力是共點力 D作用在一個物體上的幾個力，如果它們力的作用 線匯交于同一點，則這幾個力是共點力,解析：共點力是幾個力作用于一點或力的作用線交于一點的力。作用在同一物體上大小相等方向相反的兩個力不一定在同一條直線上，即不一定是共點力。如果受兩個力且平衡的物體，所受的力一定是共點力，故A錯誤，B、C、D正確。 答案：BCD,圖 341,2引體向上是體育課上常做的一種體 育運動，人的雙手抓住單杠使身體 在空中做上、下運動，可以有效鍛 煉人的上肢及胸部多處肌肉，很多 同學(xué)很喜歡這一運動。 如圖341所示，在做引體向上 運動時，雙臂平行時用力大還是雙 臂張開較大角度時用力大？,答案：雙臂平行時省力，根據(jù)平行四邊形定則可知，合力一定時(等于人的重力)，兩臂分力的大小隨雙臂間夾角的增大而增大，當(dāng)雙臂平行時，夾角最小，兩臂用力最小。,1實驗?zāi)康?驗證互成角度的兩個力合成時的平行四邊形定則。,2實驗原理 根據(jù)等效替代法，使一個力的作用效果和兩個力的共同作用效果相同。將橡皮條一端固定，另一端用兩個力F1、F2使其伸長一定長度，再用一個力F作用于橡皮條的同一點，使其伸長同樣的長度，則F與F1和F2的作用效果相同。所以F就是F1、F2的合力，作出力F的圖示。再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1、F2的合力F的圖示，比較F和F的大小和方向是否相同。,3實驗器材 方木板一塊、白紙、彈簧測力計(兩只)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(幾個)、細芯鉛筆。,4實驗步驟 (1)用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。 (2)用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套。,圖342,(3)用兩只彈簧測力計分別鉤住細繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置O，如圖342所示，記錄兩彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2，用鉛筆描下O點的位置及此時兩細繩套的方向。,(4)只用一只彈簧測力計通過細繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)F和細繩的方向。 (5)改變兩個力F1與F2的大小和夾角再重復(fù)實驗兩次。,5數(shù)據(jù)處理 (1)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細繩的方向畫直線，按選定的標(biāo)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。,(2)用刻度尺從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的F的方向作出這只彈簧測力計的拉力F的圖示。 (3)比較F和平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同。,6注意事項 (1)正確使用彈簧測力計： 使用前要檢查指針是否指在零刻度線上，否則應(yīng)校正零位(無法校正的要記錄下零誤差)。還需用鉤碼檢查是否存在示值誤差，若存在，應(yīng)加以校正。 實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是：將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤水平對拉過程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另換或調(diào)校，直至相同為止。,使用彈簧測力計測力時，讀數(shù)應(yīng)盡量大些，但不能超出它的測量范圍。 被測力的方向應(yīng)與彈簧測力計軸線方向一致，拉動時彈簧及掛鉤不可與外殼相碰以避免產(chǎn)生摩擦。 讀數(shù)時應(yīng)正對、平視刻度。,(2)規(guī)范實驗操作： 不要直接以橡皮條端點為結(jié)點，可用一段細繩連接兩細繩套，以三繩交點為結(jié)點，應(yīng)使結(jié)點小些，以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點O的位置。 在同一次實驗中，將橡皮條拉長時結(jié)點O的位置一定要相同。 不要用老化的橡皮條，檢查方法是用一個彈簧測力計拉橡皮條，要反復(fù)做幾次，使橡皮條拉到相同的長度看彈簧測力計讀數(shù)有無變化。,細繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向。不要直接沿細繩套的方向畫直線，應(yīng)在細繩套末端用鉛筆畫一個點，去掉細繩套后，再將所標(biāo)點與O點連一直線確定力的方向。 在同一次實驗中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些。,7誤差分析 (1)誤差來源：除彈簧測力計本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等。 (2)減小誤差的辦法： 實驗過程中讀數(shù)時眼睛一定要正視彈簧測力計的刻度，要根據(jù)彈簧測力計的精度正確讀數(shù)和記錄。,作圖時用刻度尺借助于三角板，使表示兩力的對邊一定要平行。因兩個分力F1、F2間的夾角越大，用平行四邊形定則作出的合力F的誤差F就越大，所以，實驗中不要把取得太大，但也不宜太小，以60120之間為宜。,1將橡皮條的一端固定在A點，另一端拴上兩根細繩，每根細繩分別連著一個量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測力計。沿著兩個不同的方向拉彈簧測力計。當(dāng)橡皮條的活動端拉到O點時，兩根細繩相互垂直，如圖343所示。這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出。,圖343,(1)由圖可讀得水平和豎直拉力的大小分別為_ N和_ N。 (2)在本題的虛線方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。 審題指導(dǎo) 本題主要考查學(xué)生對基本儀器的讀數(shù)情況以及數(shù)據(jù)的處理方法和分析比較能力。讀彈簧測力計示數(shù)時，應(yīng)注意首先找零刻度，尤其是豎直放置的那個彈簧測力計是倒置，應(yīng)注意它的讀數(shù)方法。,解析 由題圖可以看出水平彈簧測力計的讀數(shù)是3.50 N，豎直彈簧測力計的讀數(shù)是2.5 N。在方格紙上畫這兩個力及它們的合力時要使線段長短表示力的大小，標(biāo)度應(yīng)統(tǒng)一。,答案 (1)3.50 2.50 (2)如圖所示,1對合力和分力的進一步理解 (1)由于合力對物體的作用效果與幾個分力的作用效果相同，所以可用合力等效替代那幾個分力。 (2)合力與分力的等效替代是可逆的，也可以用幾個分力來替代一個合力。,(3)只有同一物體同時受到的力才能合成。 (4)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替換。 (5)受力分析中合力與分力不能同時出現(xiàn)。,2合力與分力的大小關(guān)系 (1)兩個力的合成： 最大值：當(dāng)兩個力同向時，合力F最大，F(xiàn)maxF1F2，合力與分力方向相同。 最小值：當(dāng)兩個力反向時，合力F最小，F(xiàn)min|F1F2|，合力與分力中較大的力方向相同。 合力范圍：互成角度的兩個共點力的合力大小范圍是|F1F2|FF1F2。,(2)三個力的合成： 最大值：三個力同向時，合力F最大，F(xiàn)maxF1F2F3。 最小值：當(dāng)其中兩個較小分力的和F1F2大于等于第三個分力F3時，合力F最小值為零；當(dāng)其中兩個較小分力之和F1F2F3時，合力最小值FminF3(F1F2)。,名師點睛 (1)兩個分力F1、F2的大小確定時，它們的夾角越小，合力越大，夾角越大，合力越小。 (2)三個力合成時，如果某個力介于其他兩個力的合力的范圍之內(nèi)，則這三個力的合力的最小值必定為零。,2關(guān)于合力與分力的說法中，正確的是 ( ) A合力與分力同時作用在物體上 B分力同時作用于物體時共同產(chǎn)生的效果與合力單獨作用時產(chǎn)生的效果是相同的 C合力可能大于分力，也可能小于分力 D當(dāng)兩分力大小不變時，增大兩分力間的夾角，則合力一定減小,審題指導(dǎo) 解答本題時需要把握以下兩點： (1)合力與分力作用效果相同，且作用在同一物體上； (2)合力與分力遵循平行四邊形定則。,解析 合力與分力的作用效果相同，它們并不是同時作用在物體上，選項A錯誤，B正確；當(dāng)兩分力大小不變時，由平行四邊形定則可知，分力間的夾角越大，合力越小，合力可能大于分力(如兩分力間的夾角為銳角時)，也可能小于分力(如兩分力間的夾角大于120時)，選項C、D正確。 答案 BCD,(1)合力與分力是等效替代關(guān)系，若兩者分別作用在同一個物體上時，其作用效果相同，并不是指物體同時受到合力和分力的作用。 (2)合力與分力的大小關(guān)系可利用平行四邊形定則畫出示意圖分析，合力的大小可能大于每個分力，也可能小于每個分力，還可以與某個分力相等。,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(biāo)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(biāo)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。,圖344,推論：當(dāng)F1F2F3且三力夾角兩兩為120時，其合力F0。,圖 345 圖346,名師點睛 (1)求合力時既要求出其大小又要求出其方向。 (2)作圖法與計算法均為矢量運算的通用方法。,3在電線桿的兩側(cè)常用鋼絲繩把它固定在地面上(如圖347所示)。如果鋼絲繩與水平地面的夾角AB60，每根鋼絲繩的拉力都是300 N，求兩根鋼絲繩作用在電線桿上的合力。,圖347,如果用作圖法求合力，要統(tǒng)一標(biāo)度，比例要適當(dāng)，虛、實線要分清。應(yīng)用計算法求合力時，應(yīng)利用幾何知識求解合力的大小和方向。,點 擊 下 圖 進 入,1求幾個力的合力的過程