高中物理專題3.4力的合成課件基礎(chǔ)版新人教版必修

1、第三章 相互作用 3.4 力的合成 一個力產(chǎn)生的效果跟幾個力共同產(chǎn)生的一個力產(chǎn)生的效果跟幾個力共同產(chǎn)生的效果相同效果相同，這個力叫做那幾個力的合力，原來的幾個力叫做分力。這個力叫做那幾個力的合力，原來的幾個力叫做分力。 在實際問題中，我們就可以用這個力來代替那幾在實際問題中，我們就可以用這個力來代替那幾個力，這就是力的個力，這就是力的等效代替等效代替。而不是物體又多受了一。而不是物體又多受了一個合力。個合力。知識點一、合力與分力知識點一、合力與分力(1)等效性：合力的作用效果與分力的共同作用效果相同，它們在效果上可以相互替代。(2)同體性：各個分力是作用在同一物體上的，分力與合力為同一物體，作

2、用在不同物體上的力不能求合力。(3)瞬時性：各個分力與合力具有瞬時對應關(guān)系，某個分力變化了，合力也同時發(fā)生變化。合力合力與分力的相關(guān)性與分力的相關(guān)性答案：答案：ac【針對訓練】（多選）如圖，一個大人單獨提起一桶水和兩個小孩共同提起同一桶水，則下列說法正確的是()a大人的拉力可以看作兩個小孩拉力的合力b大人拉力一定等于兩個小孩拉力大小之和c兩個小孩兩手臂夾角越大，則拉力越小d兩個小孩兩手臂夾角越大，則拉力越大解析：大人的拉力與兩小孩的拉力效果相同，a正確；由共點力的合成法則知合力一定，夾角越大，分力越大，故b、c錯，d正確。答案：ad1實驗目的(1)驗證兩個力合成時的平行四邊形定則。(2)通過驗

3、證力的平行四邊形定則，培養(yǎng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論的能力。2實驗原理若某個力f的作用效果與兩個力f1、f2的共同作用效果都能使橡皮條伸長到同一點，則f為f1和f2的合力，作出f的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出f1和f2的合力f的圖示，比較f、f，分析在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否大小相等、方向相同。即可驗證平行四邊形定則。知識點二、實驗：驗證力的平行四邊形定則知識點二、實驗：驗證力的平行四邊形定則3實驗器材方木板、白紙、彈簧測力計(兩個)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(若干)、鉛筆。4實驗步驟(1)釘白紙：用圖釘把白紙固定在水平桌面上的方木板上。(2)拴繩套：用圖釘把橡皮條的

4、一端固定在板上的a點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套。(3)兩個力拉： 通過細繩用兩個彈簧秤互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點伸長到o點(如下圖所示)。用鉛筆記下o點的位置，畫下兩條細繩的方向，并記下兩個測力計的讀數(shù)。(4)一個力拉：只用一個測力計，通過細繩把橡皮條上的結(jié)點拉到同樣的位置o。 記下測力計的讀數(shù)和細繩的方向。(5)重復：改變f1和f2的夾角和大小，再做兩次。5數(shù)據(jù)處理(1)理論值：在白紙上按比例從o點開始作出兩個彈簧測力計的拉力f1和f2的圖示，利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力f。(2)測量值：按同樣的比例用刻度尺從o點起作出一個彈簧測力計拉橡皮條時拉力f的圖示。(3

5、)相比較：比較f與用平行四邊形定則求得的合力f在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。6操作技巧及注意事項(1)正確使用彈簧測力計彈簧測力計的選取方法：將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤水平對拉，若兩只彈簧測力計在對拉過程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應另換，直至相同為止。彈簧測力計不能在超出它的測量范圍的情況下使用。使用前要檢查指針是否在零刻度線上，否則應校正零位。被測力的方向應與彈簧測力計軸線方向一致，拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦。讀數(shù)時應正對、平視刻度。6操作技巧及注意事項(2)實驗注意事項不要直接以橡皮條端點為結(jié)點，可拴一短細繩連兩細繩套，以三繩交點為結(jié)點，應使結(jié)點小些，以便準確地記錄結(jié)點o的位

6、置?；コ山嵌葍蓚€力的合力的變化，看橡皮條結(jié)點o的位置變化，而在每次實驗中橡皮條結(jié)點的位置一定不能改變。經(jīng)驗得知兩個分力f1、f2間夾角越大，用平行四邊形作圖得出的合力f的誤差也越大，所以實驗中不要把角取得太大，一般以不大于90為最佳。橡皮條、細繩、測力計應在同一平面內(nèi)，測力計的掛鉤應避免與紙面摩擦。6操作技巧及注意事項(2)實驗注意事項拉橡皮條的細線要長些，標記每條細線方向的方法是使視線通過細線垂直于紙面，在細線下面的紙上用鉛筆點出兩個定點的位置，并使這兩個點的距離要盡量遠些。作圖要用尖鉛筆，圖的比例要盡量大些，要用嚴格的幾何方法作出平行四邊形，圖旁要畫出表示力的比例線段，且注明每個力的大小和

7、方向。【例題2】某學習小組在“探究力的平行四邊形定則”的實驗中： (1)其中的兩個實驗步驟分別是： a在水平放置的方木板上固定一張白紙，用圖釘把橡皮條的一端固定在方木板上，另一端拴上兩個繩套，通過細繩同時用兩個彈簧測力計(彈簧測力計與方木板平面平行)互成角度地拉橡皮條，使它與細繩的結(jié)點到達某一位置o點，在白紙上用鉛筆記下o點的位置和讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)f1和f2b只用一只彈簧測力計，通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與兩個彈簧測力計拉時相同，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)f和記下細繩的方向。請指出以上步驟中的錯誤或疏漏：a中是_，b中是_。(2)該學習小組糾正了(1)中的問題后，某次實驗中兩個彈簧測

8、力計的拉力f1、f2已在圖中畫出，圖中的方格每邊長度表示2n，o點是橡皮條的結(jié)點，請用直角三角板嚴格作出合力f的圖示，并求出合力的大小為_n。(3)乙圖是某同學在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果作出的力的示意圖，f和f中_是f1和f2合力的實際測量值。(3)圖中f是根據(jù)平行四邊形法則做出的合力，實際測量值應該是f?！踞槍τ柧殹繉⑾鹌そ畹囊欢斯潭ㄔ赼點，另一端拴上兩根細繩，兩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，當橡皮筋的活動端拉到o點時，兩根細繩相互垂直，如下圖所示，這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出。(1)由圖中可讀得兩個相互垂直的拉力大小分別是_ n和_ n。(只需讀到0.1

9、n)(2)在本題的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。答案：(1)由圖讀出水平測力計示數(shù)為4.0 n，豎直測力計示數(shù)為2.5 n(2)作圖如下圖所示1. 定義：求幾個力的合力的過程或方法，叫做力的合成。定義：求幾個力的合力的過程或方法，叫做力的合成。思考與討論：（課本思考與討論：（課本62頁）頁）f1f2 在圖中，假如這桶水的重量是在圖中，假如這桶水的重量是 200 n，這兩個孩子合力的大小一定也是這兩個孩子合力的大小一定也是 200 n 。那么那么 ，連個孩子用力的大小分別是，連個孩子用力的大小分別是f1 和和f2， f1 和和 f2這兩個數(shù)值相加正好等于這兩個數(shù)值相加正好等于

10、200 n嗎？嗎？如果不等，怎樣求合力？如果不等，怎樣求合力？知識點三、力的合成知識點三、力的合成1作圖法(1)用作圖法求作用在同一點的兩個互成角度的力的合力的程序選取同一標度，用力的圖示，從力的作用點起，分別作出兩個分力f1、f2的圖示；以表示f1、f2的線段為鄰邊作出平行四邊形，從而得到兩分力f1、f2所夾的平行四邊形的對角線，即表示合力f；求求合力的方法合力的方法1作圖法用刻度尺量出該對角線的長度，根據(jù)選取的標度計算合力的大??；再量出對角線與某一分力的夾角，表示合力的方向；當分力的個數(shù)多于兩個時，可先作出任意兩個分力的合力，再將這個合力依次與其他分力合成，最終求出所有分力的合力。求求合力

11、的方法合力的方法作圖法求合力注意事項分力、合力的作用點相同，切忌弄錯表示合力的對角線；分力、合力的比例要一致，力的標度要適當；虛線、實線要分清，表示分力和合力的兩條鄰邊和對角線畫實線，并加上箭頭，平行四邊形的另兩條邊畫虛線；求合力時既要求出合力的大小，還要求出合力的方向，不要忘了用量角器量出合力與某一分力間的夾角 特別特別提醒提醒求求合力的方法合力的方法求求合力的方法合力的方法合力合力與兩個分力的關(guān)系與兩個分力的關(guān)系1. 0時，即時，即 f1、f2 共線同方向：共線同方向： f合合 f1 f2 合力方向與兩個力的方向相同合力方向與兩個力的方向相同2. 180時，即時，即 f1 、 f2共線反方

12、向：共線反方向： f合合 f1 f2 合力方向與分力合力方向與分力 f1 、 f2中較中較大的方向相同。大的方向相同。3. 夾角夾角 越大，合力就越小越大，合力就越?。?f合合隨隨 f1 和和 f2 的夾角增大而減小的夾角增大而減小4. 合力的取值范圍：合力的取值范圍： f1 f2 f合合 f1 f2 5. f合合可能大于、等于、小于可能大于、等于、小于 f1 、 f2 若兩個以上的力作用在一個物體上若兩個以上的力作用在一個物體上時，如何求合力？時，如何求合力？ 先求出兩個力的合力，再求出這個合力先求出兩個力的合力，再求出這個合力跟第三個力的合力，直到把所有的力都合成跟第三個力的合力，直到把所

13、有的力都合成進去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。進去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。兩個以上的力的合成兩個以上的力的合成f1f2f3f4f12f123f1234逐次合成多個力的合力逐次合成多個力的合力(1)作圖時，合力、分力要共點，實線、虛線要分清，標度要唯一且適當。(2)作圖法和計算法均為矢量運算的通用方法。特別特別提醒提醒【例題3】力力 f1 45 n，方向水平向右。力方向水平向右。力 f2 60 n，方向豎直向上。求這兩個力的合力方向豎直向上。求這兩個力的合力 f 的大小和方向。的大小和方向。f1f2f15 no解：方法一：（作圖法）解：方法一：（作圖法）取取6 mm長的線段表示長的

14、線段表示 15 n的力，作出力的力，作出力的平行四邊形，如圖所示。的平行四邊形，如圖所示。合力大小合力大小 f 15 n (30/6) = 75 n合力方向：與合力方向：與f1（或與水平方向）的夾（或與水平方向）的夾角為角為53。方法二：（計算法）方法二：（計算法）作出力的示意圖，進行計算求解。作出力的示意圖，進行計算求解。221275 nfff【針對訓練】設(shè)有5個力作用于a點，這5個力的大小和方向相當于正六邊形的兩條鄰邊和三條對角線，如圖所示，已知f120n，則這5個力的合力大小為_n，方向_。答案：120與f3相同解析：根據(jù)圓內(nèi)接正六邊形的幾何關(guān)系知道：解析：根據(jù)圓內(nèi)接正六邊形的幾何關(guān)系知

15、道：f1和和f4，f2和和f5的合力均與的合力均與f3重合，所以它們的大小、方向均與重合，所以它們的大小、方向均與f3相同，相同，f1，f2，f3，f4，f5這五個力的合力等于三倍的這五個力的合力等于三倍的f3，而而f32f1，故這五個力的合力的大小為，故這五個力的合力的大小為6f1，即，即120n，方，方向與向與f3相同。相同。 如果一個物體受兩個或多個力作用，這些力都作用如果一個物體受兩個或多個力作用，這些力都作用在物體上的同一點，或者雖不作用在同一點上，但它們在物體上的同一點，或者雖不作用在同一點上，但它們的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力。的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力。f2f1f1f2力的合成的平行四邊形法則，只適用于共點力。力的合成的平行四邊形法則，只適用于共點力。f1f2f知識點四、共點力知識點四、共點力1. 合力與分力的關(guān)系是合力與分力的關(guān)系是“等效替代等效替代”。2. 平行四邊形定則：以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四平行四邊形定則：以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。邊形，