【同步導(dǎo)學(xué)】高中物理課件 4.1怎樣求合力課件 滬科必修1

4．1怎樣求合力1．合力與分力：當(dāng)一個物體受到幾個力的共同

作用時，我們常常可以求出這樣一個力，這個力

產(chǎn)生的______跟原來幾個力的______相同，這個

力就叫做那幾個力的______，原來的幾個力叫做

______．2．求幾個力的合力的過程或求合力的方法，叫

做__________．效果效果合力分力力的合成3．平行四邊形定則：兩個力合成時，以表示這兩個

力的線段為______作平行四邊形，這兩個鄰邊之間

的________就代表合力的______和______，這個法

則叫做平行四邊形定則．4．矢量：在物理學(xué)中，把既有大小又有______，并

且按________________進(jìn)行合成的物理量稱為矢量．5．標(biāo)量：只有______、沒有方向的物理量叫標(biāo)量．鄰邊對角線大小方向方向平行四邊形定則大小(2)應(yīng)用作圖法時，必須各力選定同一標(biāo)度，并且合力、分力比例適當(dāng)，虛線、實線分清．(3)作圖法簡單、直觀，但不夠精確．(4)作圖法是物理學(xué)中的常用方法之一．●

難點突破實驗探究求合力的方法．我們知道了合力與分力的概念，若有兩個力F1、F2的合力為F，則F的大小是否等于兩個分力F1、F2的和？合力的大小一定比任何一個分力都大嗎？(1)實驗方案①先將橡皮筋一端固定，另一端用兩個力F1、F2使其沿某一方向伸長一定長度；再用一個力F作用于橡皮筋的同一點，使其沿同一方向伸長到同樣的長度，那么，F(xiàn)與F1、F2的效果就相同．②若記下F1、F2的大小和方向，畫出各個力的圖示，就可研究F與F1、F2的關(guān)系了．(2)學(xué)生做實驗①用圖釘把白紙固定于方木板上，把橡皮筋的一端固定．②在橡皮筋的另一端系上細(xì)繩，用兩個彈簧秤互成某一角度地通過細(xì)繩把橡皮筋拉到某一點O，用鉛筆記下O點的位置，記下兩彈簧秤的讀數(shù)F1、F2和兩條細(xì)繩的方向．③用一個彈簧秤將同一條橡皮筋拉到O點，記下彈簧秤的讀數(shù)F和細(xì)繩的方向．●

疑點辨析(1)合力與分力的關(guān)系．由平行四邊形可知，F(xiàn)1、F2的夾角變化時，F(xiàn)的大小和方向也發(fā)生變化．①兩分力同向時，合力最大：F＝F1＋F2.②兩分力反向時，合力最?。篎＝|F1－F2|，其方向與較大的一個分力方向相同．③合力的取值范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.④夾角θ越大，合力就越?。莺狭赡艽笥?、小于或等于某一分力．(2)三個力的合成成①最大值：三個個分力同向時時，合力F最大Fmax＝F1＋F2＋F3.②最小值：當(dāng)兩兩個較小分力力之和F1＋F2大于等于第三三個較大分力力F3時，合力F最小值為0，即Fmin＝0.當(dāng)兩個較小分分力之和F1＋F2小于第三個較較大分力F3時，合力F最小值Fmin＝F3－(F1＋F2)．③合力F范圍：Fmin≤F≤Fmax.二、矢量●疑點辨析由于矢量既有有大小，又有有方向，并且且按平行四邊邊形定則進(jìn)行行合成，可以以見矢量的效效果既與大小小有關(guān)，還與與方向有關(guān)，，因此，兩個個矢量相等的的條件是：大大小相同，方方向相同．一一個物理量如如果是標(biāo)量，，其大小不變變，則該物理理量就不變；；一個物理量量如果是矢量量，其大小、、方向有一個個變化或者兩兩個都變化，，則該物理量量就發(fā)生了變變化．如前面面學(xué)習(xí)的速度度，加速度都都是矢量，速速度大小方向向都不變的才才是勻速運(yùn)動動，加速度大大小、方向都都不變的運(yùn)動動才是勻加速速運(yùn)動．【答案】CD【規(guī)律總結(jié)】在兩個分力力F1、F2大小一定的的情況下，，改變F1、F2兩個分力之之間的夾角角θ，合力會發(fā)發(fā)生改變．．①當(dāng)θ角減小時，，合力F增大．②當(dāng)θ＝0°時，F(xiàn)最大，F(xiàn)＝F1＋F2.③當(dāng)θ角增大時，，合力F減小．④當(dāng)θ＝180°時，合力最最小，F(xiàn)＝|F1－F2|，方向與較較大的分力力方向相同同．總結(jié)以上幾幾點，得出出二力合成成的合力大大小的取值值范圍是：：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.對于三個力力的合力范范圍的問題題，應(yīng)先求求兩個力的的合力范圍圍，再用這這個合力與與第三個力力比較，就就可能確定定三個力合合力的范圍圍．三力合合成，F(xiàn)1、F2和F3同向共線時時合力最大大．當(dāng)任意意兩者之和和大于第三三者時，合合力最小為為零．【解析】可以先將任任意兩個力力求合力，，比如將6N和7N的力求合力力，合力的的范圍是1N到13N，因此如果果將這個合合力再和12N的力合成，，合力的范范圍應(yīng)該是是0N到25N，所以B、D是正確的．．【答案】BD作圖法：自O(shè)點引兩條有有向線段OC和OD，夾角為60°.設(shè)定每單位位長度表示示100N．則OC和OD的長度都是是3個單位長度度，作出平平行四邊形形OCED，其對角線線OE就表示兩個個拉力F1、F2的合力F，量得OE長為5.2個單位長度度，所以合合力F＝100×5.2N＝520N．用量角器器量得∠COE＝∠DOE＝30°，所以合力力方向豎直直向下．(如上圖所示示)【答案】519.6N【答案】20N合力的方向向為東偏南南37°角【指點迷津】受標(biāo)量運(yùn)算算形成的思思維定勢的的影響，有有的同學(xué)總總認(rèn)為“合力應(yīng)該大大于分力，，或至少大大于其中一一個分力”，這是錯誤誤的．合力力和分力的的關(guān)系是等等效替代關(guān)關(guān)系，它們們之間遵循循平行四邊邊形定則，，不再是“1＋1等于2”的關(guān)系．例例如，兩個個1N的力，方向向相反時，，合力為零零，此時合合力比兩個個分力都小?。聦嵣希虾狭Φ拇笮⌒∨c各分力力的大小的的關(guān)系，是是由它們之之間的方向向夾角所決決定的，夾夾角不同它它們之間的的量值關(guān)系系也就不同同．【答案】D(2)解析法：對對于特殊方方向的力的的合成，可可利用公式式具體計算算．①當(dāng)F1與F2在同一直線線上時，選選定一個正正方向，與與正方向相相同的力為為正，與正正方向相反反的力為負(fù)負(fù)，即可將將矢量運(yùn)算算轉(zhuǎn)化為代代數(shù)運(yùn)算來來求合力．．②當(dāng)分力F1與F2的夾角為直直角時，由由平行四邊邊形定則可可知，其合合力為以兩兩分力為鄰鄰邊的矩形形的對角線線，如圖甲甲所示．甲乙乙丙丁丁已知共面的的三個力F1＝20N、F2＝30N、F3＝40N作用于物體體的同一點點上，三個個力之間的的夾角都是是120°，求合力的的大小和方方向．【解析】解法一：對三個力進(jìn)進(jìn)行如下圖圖所示的等等效替換．．1．一運(yùn)動員員雙手對稱稱地握住單單杠，使身身體懸空．．設(shè)每只手手臂所受的的拉力都是是T，它們的合合力是F，若兩臂之之間的夾角角增大了，，則()A．T和F都增增大大B．T和F都減減小小C．T增大大，，F(xiàn)不變變D．T不變變，，F(xiàn)增大大【解析析】運(yùn)動動員員處處于于平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)，，兩兩手手臂臂的的合合力力F等于于運(yùn)運(yùn)動動員員的的重重力力，，當(dāng)當(dāng)兩兩臂臂之之間間的的夾夾角角增增大大時時，，合合力力不不變變，，分分力力T增大大，，C正確確．．【答案案】C【答案案】D3．當(dāng)當(dāng)兩兩個個力力夾夾角角為為180°°時，，兩兩力力的的合合力力為為2N；當(dāng)當(dāng)這這兩兩個個力力的的夾夾角角為為90°°時，，其其合合力力為為10N，則則下下列列說說法法中中正正確確的的是是()A．此此合合力力大大小小的的變變化化范范圍圍在在2N和14N之間間B．此此合合力力大大小小的的變變化化范范圍圍在在2N和10N之間C．兩力的的大小分分別是2N和8ND．兩力的的大小分分別是6N和8N【答案】AD【答案】C②將x1、x2、x3按一定比比例圖示示出來，，以x1、x2為鄰邊作作平行四四邊形，，求出其其對角線線OC′，比較OC′與OC的長度(即x3的長度)相等，且且在一條條直線上上，則達(dá)達(dá)到目的的，若OC′與OC有一微小小夾角θ，則有誤誤差(如圖所示示)．③測出這三三根橡皮皮條的長長度L1、L2、L3，分別算算出它們們的伸長長量x1＝L1－L0，x2＝L2－L0，x3＝L3－L0.④將三根橡橡皮條的的一端都都拴在一一個圖釘釘O上，將這這三根橡橡皮條的的另一端端分別拴拴上圖釘釘A、B、C，注意此此時四個個圖釘均均未固定定在板上上．⑤用刻度尺尺測出橡橡皮條的的自由長長度L0，注意從從圖釘腳腳之間測測起．(1)請你確定定該研究究小組的的實驗步步驟的順順序是________．(2)對于本實實驗下列列論述中中正確的的是________．A．實驗中中用到了了圖釘O受到三個個共面共共點力而而靜止，，任意兩兩個力的的合力與與第三個個力大小小相等、、方向相相反的原原理，使使合力和和分力在在一次實實驗中全全部出現(xiàn)現(xiàn)，從而而簡化了了實驗的的過程B．實驗中中用到了了胡克定定律，簡簡化了力力的測量量，可以以不用彈彈簧秤就就完成實實驗C．由于實實驗中總總有0C′與OC的微小夾夾角θ，故實驗驗有誤差差，該方方法不可可取D．三根橡橡皮條不不能做到到粗細(xì)、、長短完完全相同同，是該該實驗的的主要誤誤差來源源之一【解析】(1)該實驗的的過程中中應(yīng)該首首先將三三根橡皮皮條拴在在圖釘上上，這樣樣便于測測橡皮條條的原長長，之后后就要固固定兩個個圖釘拉拉第三個個圖釘?shù)降竭m當(dāng)?shù)牡奈恢眠M(jìn)進(jìn)行實驗驗，把第第三個圖圖釘也固固定后就就可測每每根橡皮皮條的長長度并計計算出伸伸長量，，最后按按照胡克克定律轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成力力作出力力的圖示示進(jìn)行實實驗研究究，所以以正確的