《学业水平考试高中物理必修一浙江专用人教课件第三章相互作用第4课时》由会员分享，可在线阅读，更多相关《学业水平考试高中物理必修一浙江专用人教课件第三章相互作用第4课时（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4课时力的合成,研究学考明确要求,知识点一力的合成 基 础 梳 理 1.合力与分力 (1)定义:如果一个力F产生的_跟原来几个力共同作用效果_,我们就称F为那几个力的合力，原来的几个力叫做_。 (2)合力与分力的相互关系 等效性：合力与分力产生的_，可以等效替代。 同体性：各个分力是作用在_物体上的。作用在不同物体上的力不能求合力。,效果,相同,分力,效果相同,同一,2.力的合成 (1)定义：求_的过程叫做力的合成。 (2)力的合成遵守_定则。(如图1所示),几个力的合力,平行四边形,图1,3.合力与两分力的大小关系 两分力大小不变时，合力F随夹角的增大而_，随的减小而_。 (1)F的最大值
2、：当0时，Fmax_； (2)F的最小值：当180时，Fmin_； (3)合力大小的范围：|F1F2|FF1F2。,减小,增大,F1F2,|F1F2|,注意合力F既可以大于、也可以等于或小于原来的任意一个分力。,思考如图2所示，一个成年人提起一桶水，使水桶保持静止，用力为F；两个孩子共同提起同样的一桶水并使之保持静止，用力分别为F1和F2 。该成年人用的力与两个孩子的力作用效果是否相同？二者能否等效替代？F与F1、F2是什么关系？,图2,答案作用效果相同，能等效替代。F与F1、F2是合力与分力的关系，F是 F1和F2的合力，F1和F2是F的两个分力。,典 例 精 析 【例1】 互成角度的两个共
3、点力，有关它们的合力与分力关系的下列说法中，正确的是() A.合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力 B.合力的大小随分力夹角的增大而增大 C.合力的大小一定大于任意一个分力 D.合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力,解析 根据力的平行四边形定则，平行四边形的对角线表示合力，两个邻边表示分力，合力与分力的大小关系，反映在平行四边形中是对角线和两个邻边的长短关系。根据力的平行四边形定则可知，两个共点力的合力大小可能大于分力，也可能小于分力，所以合力可能大于大的分力，也可能小于小的分力，合力的大小随两分力夹角的增大而减小。故正确答案为D。 答案D,技巧点拨(1)合力与分力的关系由平行四
4、边形定则可知，F1、F2的夹角变化时，F的大小和方向发生变化。 两分力同向时，合力最大，FF1F2。 两分力反向时，合力最小，F|F1F2 |，其方向与较大的一个分力方向相同。 合力的取值范围：| F1F2 |FF1F2。 夹角越大，合力就越小。 合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力。 合力在效果上是和各分力的共同作用等效的。 (2)解答选择题时应注意 当选项中出现“一定”“可能”等词语时，只要举一反例否定“一定”，或举一正例说明“可能”即可。,即 学 即 练 1.关于两个大小不变的力F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是() A.合力F一定与F1、F2其中之一作用产生的效果相同 B
5、.两力F1、F2一定是同一个物体受到的力 C.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力 D.F大小随F1、F2间夹角的增大而增大 解析只有同一个物体受到的力才能合成，分别作用在不同物体上的力不能合成。合力是对原来几个分力的等效替代，两力可以是不同性质的力,但合力与分力不能同时存在。所以,B正确,A、C错误;合力随两分力间夹角的增大而减小,D错误。 答案B,典 例 精 析 【例2】 物体只受两个力F1和F2的作用，F130 N，方向水平向左，F240 N，方向竖直向下。求这两个力的合力F。,解析解法一图解法 取单位长度为10 N的力，则分别取3个单位长度、4个单位长度，自O点引两条有向线段OF1
6、和OF2分别表示力F1、F2。以OF1和OF2为两个邻边，作平行四边形如图所示，则对角线OF就是所求的合力F。量出对角线的长度为5个单位长度，则合力的大小F510 N50 N。用量角器量出合力F与分力F1的夹角为53，方向斜向左下。,答案50 N，与F1的夹角为53斜向左下,技巧点拨求合力的两种方法 (1)作图法：根据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形，然后用测量工具测量出合力的大小、方向，具体操作流程如下：,(2)计算法： 两分力共线时： 同向：则合力大小FF1F2，方向与F1和F2的方向相同。 反向：则合力大小F|F1F2|，方向与F1和F2中较大的方向相同。,两分力不共线时：可以先根
7、据平行四边形定则作出分力及合力的示意图，然后由几何知识求解对角线，即为合力。 以下为求合力的两种常见特殊情况：,即 学 即 练 2.两个大小相等的共点力F1、F2，当它们之间的夹角为90时合力的大小为20 N，则当它们之间夹角为120时，合力的大小为(),答案B,知识点二探究求合力的方法 基 础 梳 理 1.实验原理 一个力F的作用效果与两个共点力F1和F2的共同作用效果都是把橡皮条结点拉伸到某点，则F为F1和F2的合力，作出F的图示，再根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F的图示，比较F与F在实验误差允许范围内是否_，即得到互成角度的两个力合成遵从平行四边形定则。 2.实验器材 方木板
8、、白纸、图钉若干、细芯铅笔、橡皮条一段、细绳套两个、弹簧测力计两个、_、_。,大小相等、方向相同,三角板,刻度尺,3.实验过程 (1)仪器的安装：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。并用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套，如图3所示。,图3,(2)操作与记录： 两力拉：用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数。 一力拉：只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。 (3)作图与分析： 理论值：,图
9、 4,在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力计同时拉时弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。 测量值：按同样的比例用刻度尺 从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力F的图示。 相比较：比较F与用平行四边形定则求得的合力F在实验误差允许的范围内是否相等。 (4)重复做实验：改变两个分力F1和F2的大小和夹角，再重复实验两次，比较每次的F与F在实验误差允许的范围内是否相等。,4.误差分析 (1)弹簧测力计本身的误差。 (2)读数和作图的偶然误差。 (3)两分力F1、F2间的夹角(太大或太小，也会带来较大误差。 5.注意事项 (1)结点 定位O点时要力求
10、准确； 同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持位置不变。,(2)拉力 用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向； 应使橡皮条、弹簧测力计和细绳套位于与纸面平行的同一平面内； 两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小。 (3)作图 在同一次实验中，选定的比例要相同； 严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力。,典 例 精 析 【例3】 在“验证力的平行四边形定则”实验中，某同学用图钉把白纸固定在水平放置的木板上，将橡皮条的一端固定在板上一点，两个细绳套系在橡皮条的另一端。用两个弹簧测力计分别拉住两个细绳套，互成角度地施加拉力，使橡皮条伸长，结点到达纸面上某一位置，如图5所示
11、。请将以下的实验操作和处理补充完整：,图5,(1)用铅笔描下结点位置，记为O。 (2)记录两个弹簧测力计的示数F1和F2，沿每条细绳(套)的方向用铅笔分别描出几个点，用刻度尺把相应的点连成线。 (3)只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点仍拉到位置O，记录弹簧测力计的示数F3， 。 (4)按照力的图示要求，作出拉力F1、F2、F3。 (5)根据力的平行四边形定则作出F1和F2的合力F。 (6)比较 的一致程度，若有较大差异，对其原因进行分析，并作出相应的改进后再次进行实验。,解析根据弹簧测力计的相应示数及记录的点，作出F3的图示，再根据力的平行四边形定则作出力F1、F2的合力F的图示。比
12、较F和F3的大小和方向是否相同，从而验证力的平行四边形定则。 答案(3)沿此时细绳(套)的方向用铅笔描出几个点，用刻度尺把这些点连成直线(6)F和F3,技巧点拨每次实验保证结点位置不变，是为了使合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同，这是物理学中等效替代的思想方法。由于力不仅有大小，还有方向，所以两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同，不满足合力与分力的关系，则不能验证力的平行四边形定则。,即 学 即 练 3.如图6甲所示，在竖直平面内，将小圆环挂在橡皮条的下端，橡皮条长度为GE。用两根弹簧测力计拉动小圆环到O点，小圆环受到作用力F1、F2和橡皮条的拉力F0，如图乙所示。
13、,图6,(1)如图乙，此时要记录下拉力F1、F2的大小，并在白纸上记下 ，以及O点的位置； (2)实验中，不必要的是() A.选用轻质小圆环 B.弹簧测力计在使用前应校零 C.撤去F1、F2，改用一个力拉住小圆环，仍使它处于O点 D.用两根弹簧测力计拉动小圆环时，要保持两弹簧测力计相互垂直 (3)图丙中F是用一个弹簧测力计拉小圆环时，在白纸上根据实验结果画出的图示。F与F中，方向一定沿GO方向的是 。,解析(1)力是矢量，既有大小，又有方向，因此除了需要记录拉力F1、F2的大小，还要记录这两个力的方向； (2)本实验的目的是探究求合力的方法，因此应在任意情况下的两个力与合力关系，D错误；选用轻
14、质小圆环是为了减小水平方向偏移的误差，合力与分力之间是等效替代的关系，撤去F1、F2，改用一个力拉小圆环，仍使它处于O点，以确保等效，弹簧测力计在使用前校零是为了使力的大小读数准确，A、B、C是必要的。 (3)当用一个弹簧测力计拉小圆环时，因圆环为轻质小圆环，故弹簧测力计的拉力与橡皮条的拉力平衡，其方向一定与橡皮条的拉力方向相反，即一定沿GO方向的是F。 答案(1)两个力的方向(2)D(3)F,知识点三 共点力 基 础 梳 理 1.定义 定义：如果几个力都作用在物体的同一点上，或者虽不作用在同一点，但它们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。 2.可视为共点力的情况通常有以下几种 (1)几
15、个力同时作用于同一点(即力的作用点相重合)，如图7甲所示。 (2)同时作用在同一物体上的几个力，虽然作用点并不重合，但是这几个力的作用线的正向或反向延长线能够相交于同一点，如图乙所示。,(3)当一个物体可以被视为质点时，作用在物体上的几个力就可以认为是共点力，如图丙所示。,图7,3.共点力的合成,思考判断下列三种说法是否正确 (1)共点力一定作用于物体上的同一点。() (2)共点力一定作用于同一物体上。() (3)作用于同一物体上的所有的力都是共点力。() 答案,典 例 精 析 【例4】 物体同时受到同一平面内的三个共点力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是() A.5 N，7 N，8 N
16、B.5 N，2 N，3 N C.1 N，5 N，10 N D.10 N，10 N，10 N 解析A、B、C、D中前两力的合力范围分别是2 NF合1 12 N、3 NF合27 N、4 NF合36 N、0F合420 N，则只有C中的第三个力不在其他两力的合力范围之内，所以只有C的合力不可能为零。 答案C,技巧点拨三个共点力F1、F2、F3的合力是否可为零的判断方法：看是否满足条件|F1F2|F3F1F2，若满足，则合力可为零；若不满足，则合力不可能为零。,即 学 即 练 4.三个共点力大小分别为5 N、10 N和14 N，则合力的最小值和最大值各是多少？ 解析先求5 N和10 N的合力，它们的合力范围是5 N到15 N之间；再把14 N的力跟刚刚求出的合力进行合成。当5 N和10 N的合力为14 N且方向与原来的那个14 N的力的方向相反时合力最小，Fmin0
