《2020版新教材高中物理4.1.1力的合成课件鲁科版必修1201910171189(数理化网).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020版新教材高中物理4.1.1力的合成课件鲁科版必修1201910171189(数理化网).ppt（59页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第4章 力 与 平 衡 第1节 科学探究：力的合成 第1课时 力 的 合 成,一、共点力的合成 1.共点力： 如果几个力同时作用在物体上的_或它们 的作用线相交于_，那么这几个力称为 共点力。(均选填“同一点”或“不同点”),同一点,同一点,2.合力和分力：如果一个力作用在物体上产生的 _跟原来几个力的共同_相 同，这个力就叫作那几个力的_，原来的那 几个力叫作_。 3.力的合成：求几个共点力的_的过程。,作用效果,作用效果,合力,分力,合力,二、平行四边形定则 1.平行四边形定则：以表示互成角度的共点力的有向 线段为邻边作_，则两边所夹的_这条 有向线段就表示该共点力的合力的大小和方向。,平
2、行四边形,对角线,2.标矢性： (1)相加时遵循平行四边形定则的物理量称为 _，如_、_、_ (2)相加时遵循代数相加法则的叫_， 如_、_、_,矢量,位移,速度,加速度,标量,时间,路程,速率,3.三个及三个以上力的合成方法： (1)先用_定则求出任意两个力的合力； (2)再用_定则求这个合力与第三个力的合力； (3)直到把_都合成为止，最后得到这些力的合力。,平行四边形,平行四边形,所有的外力,一 共点力、合力、分力 1.共点力： (1)作用在同一个物体上的同一点的力。 (2)不是作用在物体的同一点，但作用线相交于同一点的力。,2.二力合成与三力合成的比较：,3.合力与分力的三性：,【思考
3、讨论】 滑滑梯是现在小孩子非常喜欢的一项运动(如图甲)，有人分析小孩子沿滑梯下滑时受到重力、下滑力、对滑梯的压力的作用(如图乙)，这个人的分析对吗？,(物理观念),提示：合力和分力只是作用效果相同，并不是同时作用在物体上。,【典例示范】 (多选)一物体置于光滑面上,同时受到两个大小分别为10 N和2 N的水平力作用,则该物体所受这两个作用力的合力可能是 世纪金榜导学号 ( ) A.2 N B. 8 N C.12 N D.20 N,【审题关键】,【解析】选B、C。若二力方向相同，则合力大小为F=F1+F2=10 N+2 N=12 N，为最大值；若二力方向相反，则合力大小为F=F2-F1=10 N
4、-2 N=8 N，为最小值；故两力的合力大小的范围为8 NF12 N。从选项中得只有选项B和选项C在此范围内，所以B、C正确。,【误区警示】 关于合力、分力的注意事项 (1)在力的合成中分力是实际存在的，每一个分力都有对应的施力物体，而合力没有与之对应的施力物体。 (2)合力为各分力的矢量和，合力不一定比分力大。它可能比分力大，也可能比分力小，还有可能和分力大小相等。,【母题追问】 1.(多选)在【典例示范】情境中，把“光滑面”改为“粗糙面”，则该物体所受的这两个作用力的合力可能是 ( ) (物理观念) A.2 N B.8 N C.12 N D.20 N,【解析】选B、C。无论接触面是光滑的还
5、是粗糙的， 分力不变，合力也不变，这两个力的合力范围仍为 8 N，12 N，故仍为8 N、12 N，B、C正确。,2.(多选)在【典例示范】情境中，再加一个5 N的水平力，则该物体所受作用力的合力可能是 ( )(科学思维) A.2 N B.8 N C.12 N D.20 N,【解析】选B、C。三力合成，先将其中的两个力合成，再与第三个力合成，合成时，三力同向合力最大，Fmax=F1+F2+F3=10 N+2 N+5 N=17 N，两个力合成的合力有个范围，用与第三个力最接近的数值与第三个力合成求最小合力Fmin=3 N，B、C正确。,【补偿训练】 1.(多选)如图所示，某同学用同一弹簧测力计按
6、图甲、乙两种方式测量某小桶的重力，甲图中系小桶的轻绳较长，下列说法中正确的是 ( ),A.甲图中弹簧测力计的示数比乙图中的大 B.两图中弹簧测力计的示数一样大 C.甲图中绳的拉力比乙图中的大 D.乙图中绳的拉力比甲图中的大,【解析】选B、D。由题意可知，弹簧测力计是测量小桶的重力，而与绳子的长短无关，故A错误，B正确；合力一定，当两绳的夹角越大时，分力也越大，甲图中绳的拉力之间的夹角小于乙图中的夹角，则甲图中绳的拉力比乙图中的小，故C错误，D正确。,2.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
7、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FA、FB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。,二 求合力的计算方法 1.作图法： 作图法就是根据平行四边形定则作出标准的平行四边形，然后根据图形用测量工具确定出合力的大小、方向，具体操作流程如下：,2.计算法： 根据平行四边形定则作出示意图，结合三角函数有关知识，求解平行四边形的对角线，即为合力，以下为计算法求合力的三种情况
8、。,【思考讨论】 当两个力等大且夹角为120时，其合力与这两个力恰好相等。要使合力大于或者小于这两个分力，夹角需要满足什么条件？ (科学思维),提示：由F=2F1cos 得夹角越大，合力F越小；当夹角越小，合力F越大。所以要使合力大于分力，只要夹角小于120即可；要使合力小于分力，只要夹角大于120即可。,【典例示范】 桌面上静止放置着一本字典，两个同学一人用4.5 N的力水平向北推书，一人用6.0 N的力水平向东推书。求这两个同学对书的合力是多少？ 世纪金榜导学号,【解析】 (1)作图法,选择某一标度，例如用0.5 cm的线段表示1.5 N， 作出力的平行四边形，如图所示，表示F1的线段长
9、1.5 cm，表示F2的线段长2 cm。用刻度尺量得对角 线的长度为2.5 cm，所以合力的大小F=1.5 =7.5 N。,(2)计算法由于F1、F2一个向北，一个向东， 即二力相互垂直， 所以： F= = N=7.5 N。 答案：7.5 N,【误区警示】 作图法求合力的注意事项 (1)作图时要先确定力的标度，同一图上的各个力必须采用同一标度； (2)严格采用作图工具作图，并用测量工具测出对应力的大小及方向；,(3)作图时，表示分力和合力的有向线段共点且要画成实线，与分力平行的对边要画成虚线，表示力的线段上要画上刻度和箭头。,【素养训练】 1.如图所示，水平横梁一端A插在墙壁内，另一端装有一小
10、滑轮B。一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10 kg的重物，CBA=30，则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 N/kg) ( ),A.50 N B.60 N C.120 N D.100 N,【解析】选D。轻绳跨过滑轮，BC段、BD段拉力F1=F2=mg=100 N，夹角为120，根据平行四边形定则，二力合成如图所示。由于F1=F2，所以平行四边形为菱形，又因为DBE=60，所以BED为等边三角形，所以F1、F2的合力F=F1=F2=100 N，即绳子对滑轮的作用力大小为100 N，选项D正确。,2.如图所示，两个人共同用力将一个牌匾拉上墙头。其中一人用了450 N
11、的拉力，另一个人用了600 N的拉力，如果这两个人所用拉力的夹角是90，求他们的合力。(试用两种方法求合力),【解析】解法一：作图法 如图所示，用图示中的线段表示150 N的力，用一个点O代表牌匾，依题意作出力的平行四边形。用刻度尺量出平行四边形的对角线长为图示线段的5倍，故合力大小为F=1505 N=750 N，用量角器量出合力F与F1的夹角=53。,解法二：计算法 设F1=450 N，F2=600 N，合力为F。 由于F1与F2间的夹角为90，根据勾股定理，得 F= N=750 N， 合力F与F1的夹角的正切tan = 所以=53。 答案：750 N，方向与较小拉力的夹角为53。,【补偿训
12、练】 1.如图所示，轻绳上端固定在天花板上的O点，下端悬挂一个重为10 N的物体A，B是固定的表面光滑的小圆柱体。当A 静止时，轻绳与天花板的夹角为30 ，B受到绳的压力是 ( ),A.5 N B.10 N C.5 N D.10 N,【解析】选B。以与小圆柱体接触的那一小段绳子为研究对象，受两个大小相等的拉力以及支持力 ，如图所示：由于F1=F2=10 N，且夹角为120，故F=10 N，因而绳对圆柱体的压力为10 N，所以选B。,2.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 ( ) A.F1、F2同时增大为原来的2倍，F也增大为原来的2倍
13、B.F1、F2同时减小为原来的 ，F减小为原来的 C.F1、F2同时增大10 N，F增大20 N D.F1增大10 N，F2减小10 N，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F1、F2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，F1、F2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】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3 kg，求牵拉器作用在患者头部的合力大小。(g取10 m/s2),【解析】由于在同一根绳上拉力相等，都为 F=mg=30 N， 则头部受到向上的绳的拉力F1=2F=60 N， 受到水平向右的绳的拉力F2=30 N， 根据平行四边形定则， 合力F合= = N67.1 N。 答案：67.1 N,【课堂回眸】,