【同步導(dǎo)學(xué)】高中物理課件 5.1力的合成課件 魯科必修1

第1節(jié)力的合成1．知道什么是共點(diǎn)力、力的合成、合力．2．理解力的平行四邊形定則．3．會(huì)用作圖法求共點(diǎn)力的合力．4．能通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合成遵循平行四邊形定則．1．某同學(xué)從學(xué)校先向東行走300m，然后又向南行走400m到了書(shū)店，那么該同學(xué)從學(xué)校走到書(shū)店的位移是700m嗎？【答案】

不是．由勾股定理可知從學(xué)校走到書(shū)店的位移不是700m，而是500m.2．在下圖中，一個(gè)成年人或兩個(gè)孩子均能提起相同質(zhì)量的一桶水，那么該成年人用的力與兩個(gè)孩子用的力作用效果是否相同？二者能否等效替換？【答案】二者的作用效果均是把一桶水提起，能夠等效替換．1．什么是合力和分力？2．什么是力的合成？3．什么是共點(diǎn)力？4．力的合成遵循的法則是什么？一、共點(diǎn)力的合成1．合力、分力(1)合力與分力：當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用

時(shí)，如果一個(gè)力的__________跟這幾個(gè)力的共同

_____相同，這一個(gè)力叫做那幾個(gè)力的_____，那

幾個(gè)力叫做這個(gè)力的_____．(2)合力與分力的關(guān)系：等效替代關(guān)系．2．力的合成(1)力的合成：求幾個(gè)力的______的過(guò)程．作用效果效果合力分力合力(2)力的合成遵循的法則——平行四邊形定則．①內(nèi)容：兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線

段為鄰邊作____________，這兩個(gè)鄰邊之間的

________表示合力的大小和方向．②兩個(gè)以上的力的合成方法：先求出任意兩個(gè)

力的合力，再求出這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力，

直到把__________都合成進(jìn)去，最后得到的結(jié)

果就是這些力的合力．平行四邊形對(duì)角線所有的力(1)幾個(gè)力作用在物體上相當(dāng)于一個(gè)很大力的作用，這是不是就是力的合成？(2)兩個(gè)小孩的力可以等效為一個(gè)大人的力，在什么條件下可以等效？(3)兩個(gè)小孩的力是不是就是這個(gè)大人的力，為什么？【提示】(1)中所說(shuō)的幾個(gè)個(gè)力的作用效效果相當(dāng)于一一個(gè)很大的力力，這就是力力的合成思想想；(2)兩個(gè)小孩的力力的作用效果果和一個(gè)大人人的力產(chǎn)生的的效果相同，，那么兩個(gè)小小孩的力就可可以等效為一一個(gè)大人的力力；(3)兩個(gè)小孩的力力產(chǎn)生的效果果和一個(gè)大人人的力相同，，但是兩個(gè)小小孩的力和這這個(gè)大人的力力施力物體不不同，它們不不是同一個(gè)力力，力的合成成時(shí)只是說(shuō)效效果相同，一一定要注意這這種區(qū)別．二、共點(diǎn)力合合成的平行四四邊形定則1．同一直線上上兩個(gè)力的合合成法則同一直線上的的兩個(gè)共點(diǎn)力力F1、F2，兩者同方向向時(shí)，其合力大小為為_(kāi)_______，方向?yàn)開(kāi)_____________．兩者反方向時(shí)時(shí)，其合力大大小為_(kāi)________，方向?yàn)镕1和F2中較大的方向向．F1＋F2兩個(gè)力的方向|F1－F2|2．不在同一直直線上兩個(gè)力力的合成法則則——平行四邊形定則(1)內(nèi)容：兩個(gè)力力合成時(shí)，以以表示這兩個(gè)個(gè)力的線段為鄰邊作_____________，這兩個(gè)鄰邊邊之間的________表示合力的大大小和方向．．(2)兩個(gè)以上的力力的合成方法法：先求出任任意兩個(gè)力的合力，再再求出這個(gè)合合力與第三個(gè)個(gè)力的合力，，直到把所有______都合成進(jìn)去，，最后得到的的結(jié)果就是這些力力的合力．平行四邊形對(duì)角線外力2.兩分力大小一一定的情況下下，分力間夾夾角變化時(shí)，，合力如何變變化？【提示】在兩分力大小小一定的情況況下，合力隨隨著分力間夾夾角的減小而而增大，隨著著分力間夾角角的增大而減減?。?、合力與分分力的關(guān)系1．正確理解合合力與分力(1)合力與幾個(gè)分分力間是相互互替代關(guān)系，，受力分析時(shí)時(shí)，分力與合合力不能同時(shí)時(shí)作為物體所所受的力．(2)只有同一物體體同時(shí)受到的的力才能合成成．2．合力與分力力間的大小關(guān)關(guān)系(1)兩力同向時(shí)合合力最大：F＝F1＋F2，方向與兩力力同向；(3)兩力成某一角角度θ時(shí)，如右圖所所示，三角形形AOC的每一條邊對(duì)對(duì)應(yīng)一個(gè)力，，由幾何知識(shí)識(shí)可知：兩邊邊之和大于第第三邊，兩邊邊之差小于第第三邊，即|F1－F2|<F<F1＋F2.因此合力大小小的范圍是：：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.(4)夾角θ越大，合力就就越小．(5)合力可以大于于等于兩分力力中的任何一一個(gè)力，也可可以小于等于于兩分力中的的任何一個(gè)力力．(1)力的合成是唯唯一的；(2)只有同一物體體所受的力才才能合成；(3)不同性質(zhì)的力力也可以合成成，因?yàn)楹狭αεc分力是作作用效果上的的一種等效代代替．在實(shí)際際研究幾個(gè)力力的合力時(shí)，，常采用平行行四邊形定則則，通過(guò)作圖圖法或解析法法求出合力．．1.下列關(guān)于合力力與分力之間間的關(guān)系的說(shuō)說(shuō)法正確的是是()A．合力就是分分力的代數(shù)和和B．合力總比某某一分力大C．分力與合力力的方向總是是不一致的D．合力的大小小可能等于某某一分力的大大小【解析】合力是分力的的矢量和，而而不是代數(shù)和和，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；合力力的大小介于于兩分力代數(shù)數(shù)和與兩分力力代數(shù)差的絕絕對(duì)值之間，，因此B項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確；當(dāng)兩兩分力方向相相同時(shí)，合力力與分力方向向相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤．【答案】D二、合力大小小與方向的確確定1．圖解法：從從力的作用點(diǎn)點(diǎn)起，依兩個(gè)個(gè)分力的作用用方向按同一一標(biāo)度作出兩兩個(gè)分力F1和F2，并把F1、F2作為鄰邊作出出平行四邊形形，這個(gè)平行行四邊形的對(duì)對(duì)角線的長(zhǎng)度度按同一標(biāo)度度表示合力的的大小，對(duì)角角線的方向就就是合力的方方向，通?？煽梢杂昧拷瞧髌髦苯恿砍龊虾狭與某一分力的的夾角φ.【答案】D【解析】求三個(gè)力的合合力大小的范范圍，則先確確定兩個(gè)力合合力的大小范范圍，由平行行四邊形定則則，5N和7N的合力最大為為12N，最小為2N，則這個(gè)合力力大小可能為為9N，而若它的方方向與9N的方向相反，，這兩個(gè)力合合成后的合力力可能為0，若它的大小小為12N，且方向與9N力的方向相同同時(shí)，合力的的大小可能是是21N，故正確答案案為D.【答案】D【解析】?jī)蓚€(gè)共點(diǎn)力的的合力大小的的取值范圍是是|F1－F2|≤F≤F1＋F2.根據(jù)以上關(guān)系系，可以求得得F2大小的取值范范圍是60N≤F2≤140N．故只有選項(xiàng)項(xiàng)C正確．【答案】C當(dāng)再加一個(gè)12N的力，且與F1、F2夾角均為120°時(shí)，由圖分析析可知，這個(gè)個(gè)力應(yīng)與F1、F2的合力F在一條直線上上，且方向相相反，故可將將三個(gè)力的合合力看成是12N的力與力F合成的結(jié)果，，即三個(gè)力的的合力大小為為2N.在求幾個(gè)力的的合成時(shí)，依依據(jù)題意作出出平行四邊形形，根據(jù)幾何何關(guān)系解決問(wèn)問(wèn)題是基本的的思路和方法法．【解析】因?yàn)檫@六個(gè)力力中，各有三三對(duì)力方向相相反，故先將將任意兩個(gè)方方向相反的力力合成，然后后再求合力．．由圖可以看出出，任意兩個(gè)個(gè)方向相反的的力的合力都都為3N，且互成120°，所以這六個(gè)個(gè)力的合力為為零．因?yàn)檫@六個(gè)力力的合力為零零，所以，任任意五個(gè)力的的合力一定與與第六個(gè)力大大小相等，方方向相反．由由此得，去掉掉1N的那個(gè)力后，，其余五個(gè)力力的合力為1N，方向與1N的力的方向相相反．【答案】01N與1N的力的方向相相反共點(diǎn)的兩個(gè)力力(F1、F2)的合力的取值值范圍是|F1－F2|≤F合≤F1＋F2.若第三個(gè)共點(diǎn)點(diǎn)力的大小在在這一范圍內(nèi)內(nèi)，那么這三三個(gè)力的合力力可以為零．．必須指出，，矢量的正負(fù)負(fù)號(hào)是用來(lái)表表示矢量的方方向的，比較較兩個(gè)矢量的的大小應(yīng)比較較這兩個(gè)矢量量的絕對(duì)值，，而不應(yīng)比較較這兩個(gè)力的的代數(shù)值．大小為4N、7N和9N的三個(gè)共點(diǎn)力力，它們的最最大合力是多多大？最小合合力是多大？？【錯(cuò)解】當(dāng)三個(gè)力同方方向時(shí)，合力力最大，此時(shí)時(shí)，F(xiàn)合＝20N．當(dāng)4N、7N的兩個(gè)力同向向且與9N的力方向相反反時(shí)，合力最最小，此時(shí)F合＝2N.【正解】當(dāng)三個(gè)力同方方向時(shí)，合力力最大，合力力最大值為F＝F1＋F2＋F3＝20N.由于這三個(gè)力力中任意兩個(gè)個(gè)力的合力的的代數(shù)差(即最小值)都小于第三個(gè)個(gè)力，所以這這三個(gè)力的合合力的最小值值為零．【錯(cuò)因分析】在錯(cuò)解中，求求三個(gè)共點(diǎn)力力的最小合力力時(shí)，由于思思維定勢(shì)的副副作用，仍和和求最大合力力一樣，把三三個(gè)力限定在在一條直線上上考慮，從而而導(dǎo)致錯(cuò)誤．．1．下列關(guān)于合合力和分力之之間的關(guān)系的的說(shuō)法中正確確的是()A．合力就是分分力的代數(shù)和和B．合力總比某某一分力大C．分力與合力力的方向總是是不一致的D．合力的大小小可能等于某某一分力的大大小【解析】合力是分力的的矢量知，而而不是代數(shù)和和，A錯(cuò)誤；合力的的大小在兩分分力的代數(shù)和和與兩分力代代數(shù)差的絕對(duì)對(duì)值之間，B錯(cuò)誤，D正確；當(dāng)兩分分力方向相同同時(shí)，合力與與分力方向相相同，C錯(cuò)誤．故正確確答案為D.【答案】D【答案】B3．一個(gè)重為20N的物體置于光光滑的水平面面上，當(dāng)用一一個(gè)F＝5N的力豎直向上上拉該物體時(shí)時(shí)，如右圖所所示，物體受受到的合力為為()A．15NB．25NC．20ND．0【解析】由于物體的重重力大于拉力力，則地面對(duì)對(duì)物體有支持持力，且物體體仍然靜止．．因?yàn)槲矬w靜靜止，所以豎豎直向上的拉拉力和支持力力的合力與重重力的合力為為零．故只有有選項(xiàng)D正確．【答案】D【解析】由圖可知F1＝F2＝F，F(xiàn)3＝