《2018-2019学年高中物理第三章相互作用3.4力的合成课件1新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年高中物理第三章相互作用3.4力的合成课件1新人教版（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、4 力 的 合 成,一、合力与分力 当一个物体受到几个力的共同作用时,我们常常可以求 出这样一个力,这个力产生的_跟原来几个力的共同 效果相同,这个力就叫作那几个力的_,原来的几个 力叫作_。,效果,合力,分力,二、力的合成,1.定义:求_的过程叫作力的合成。 2.平行四边形定则:两个力合成时,以表示这两个力的 有向线段为_作平行四边形,这两个邻边之间的 _就代表合力的大小和方向。 如图所示,_表示F1与F2的合力。,几个力的合力,邻边,对角线,F,3.多力合成的方法:先求出_的合力,再求出 这个合力与_的合力,直到把所有的力都合成 进去,最后得到的结果就是这些力的合力。,任意两个力,第三个力
2、,三、共点力 1.定义:作用在物体的_或者延长线_ 的一组力。 2.力的合成适用范围:力的合成遵从平行四边形定则, 只适用于_。,同一点上,交于一点,共点力,【思考辨析】 (1)合力与分力同时作用在一个物体上。 ( ) (2)由作出的力的平行四边形定则可知,合力可能小于分力。 ( ) (3)共点力一定作用于物体上的同一点。 ( ),(4)作用于同一物体上的所有的力都是共点力。 ( ) (5)作用于不同物体上的两个力,只要作用线交于一点,就可以进行力的合成。 ( ),提示:(1)。合力与分力是等效替代关系,不会同时作用在一个物体上。 (2)。由作出的力的平行四边形定则可以看出,对角线可能比平行四
3、边形的边长长,也可能短,即合力可能大于分力,也可能小于分力,甚至等于分力。 (3)。共点力不一定作用于物体上的同一点,也可能是共点力的作用线交于一点。,(4)。共点力一定作用于同一物体上,但作用于同一物体上的力不一定是共点力,如作用于同一物体上的平行力就不一定是共点力。 (5)。共点力必须是作用在同一个物体上的力,而只有共点力才能进行力的合成。,一 合力与分力的关系 【典例】两个力F1和F2间的夹角为,两个力的合力为F。以下说法正确的是 导学号28974076( ) A.若F1和F2大小不变,角越小,合力F就越小 B.合力F可能比任何一个分力都小,C.合力F总比任何一个分力都大 D.如果夹角不
4、变,F1大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大,【正确解答】选B。若F1和F2大小不变,角越小,合力F越大,故A错误;由力的合成方法可知,两个力合力的范围|F1-F2|FF1+F2,所以合力有可能大于任一分力,也可能小于任一分力,还可能与两个分力都相等,故B正确,C错误;如果夹角不变,F1大小不变,F2增大,合力可能增大,可能减小,如图所示,故D错误。,【核心归纳】 1.合力与分力的三个性质:,2.合力与分力的大小关系: 两分力大小不变时,合力F随两分力夹角的增大而减小,随的减小而增大。 (1)两分力同向(=0)时,合力最大,F=F1+F2,合力与分力同向。,(2)两分力反向(=180)时,
5、合力最小,F=|F1-F2|,合力的方向与较大的一个分力的方向相同。 (3)合力的取值范围:|F1-F2|FF1+F2。,【特别提醒】(1)两分力同向(或反向)时F=F1+F2(F=|F1-F2|),可看作平行四边形定则在=0(和=180)时的特例。 (2)合力可以比两个分力都大,可以比两个分力都小,也可以介于两个分力之间或者与其中一个分力相等。,【过关训练】 如图所示,为两个共点力的合力F随两分力的夹角变化的图象,则这两个分力的大小分别为 ( ) A.1 N和4 N B.2 N和3 N C.1 N和5 N D.2 N和4 N,【解析】选B。两个分力之和为最大值,两个分力之差为最小值,即F1+
6、F2=5 N,F1-F2=1 N。解得F1=3 N,F2= 2 N,B正确。,【补偿训练】 1.如图所示,有两个共点力,一个是F1=40 N,一个是F2,它们的合力是F=100 N,则F2的大小可能是 ( ) A.20 N B.40 N C.80 N D.160 N,【解析】选C。两个共点力的合力大小的取值范围是|F1-F2|FF1+F2。根据以上关系,可以求得F2大小的取值范围是60 NF2140 N,故只有选项C正确。,2.同时作用在某物体上的两个方向相反的力,大小分别为8 N和10 N,在10 N的力逐步减小到零的过程中,两个力的合力的大小 ( ) A.先减小后增大 B.先增大后减小 C
7、.一直减小 D.一直增大,【解析】选A。当10 N的力减小到8 N时,两力的合力最小为0,原10 N的力再减小,两力的合力又将逐渐增大,减小到零时,两力的合力最大为8 N,故A正确。,二 求合力的方法 考查角度1 作图法求合力 【典例1】(2018德州高一检测)2018年1月1日通车的 港珠澳大桥是一座跨海大桥,连接香港大屿山、澳门半 岛和广东省珠海市,全长为49.968公里,主体工程“海 中桥隧”长35.578公里,其中海底隧道长约6.75公里,桥梁长约29公里。桥梁采用斜拉索式,如图假设斜拉桥中对钢索与竖直方向的夹角都是30,每根钢索中的拉力都是3104 N,那么它们对塔柱形成的合力有多大
8、?方向如何? 导学号28974077,【正确解答】把两根钢索的拉力看成 沿钢索方向的两个分力,以它们为邻 边画出一个平行四边形,其对角线就 表示它们的合力。由对称性可知,合 力方向一定沿塔柱竖直向下。下面用作图法求这个合力的大小:自O点引两根有向线段OA和OB,它们跟竖直方,向的夹角都为30。取单位长度为1104 N,则OA和OB的长度都是3个单位长度。量得对角线OC长为5.2个单位长度,所以合力的大小为F=5.21104 N=5.2 104 N。 答案:5.2104 N 竖直向下,【核心归纳】 作图法求合力的步骤,【特别提醒】作图法求合力注意的问题 (1)作图时要先确定力的标度,同一图上的各
9、个力必须采用同一标度。 (2)严格采用作图工具作图,并用测量工具测出力的大小及方向。 (3)作图时表示分力和合力的有向线段要画成实线,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。,考查角度2 计算法求合力 【典例2】如图所示,水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮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) 导学号28974078( ),A.50 N B.60 N C.120 N D.100 N,【正确解答】选D。轻绳跨过滑轮, BC段、BD段拉力F1=F2=mg=10
10、0 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DBG=60,所以BGD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。,【核心归纳】 1.计算法: (1)可先根据平行四边形定则做出分力及合力的示意图。 (2)根据几何知识求解对角线,即为合力。,2.两种特殊情况下合力的计算,【特别提醒】计算法求合力时常用到的几何知识 (1)应用直角三角形中的边角关系求解。 (2)应用等边三角形的特点求解。 (3)应用相似三角形的知识求解。,【过关训练】 (2018龙岩高一检测)如图所示,
11、 两个人共同用力将一个牌匾拉上 墙头。其中一人用了450 N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,求它们的合力。(试用两种方法求合力) 导学号28974079,【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= =750 N, 合力F与F1的夹
12、角的正切tan = 1.33, 所以=53。 答案:750 N,方向与较小拉力的夹角为53。,【补偿训练】 物体受两个大小都等于10 N的拉力作用,且这两个拉力间的夹角为90,求这两个力的合力的大小和方向。,【解析】方法一(作图法):选取1 cm表示5 N,作出两个力的图示,再以这两力的图示为邻边作平行四边形,如图所示。,用刻度尺量出对角线的长度约为2.8 cm, 则合力大小为F= 5 N=14.0 N。 用量角器测出合力F的方向与F1夹角为45。 方法二(计算法):作出力的合成的平行四边形示意图 如图所示。,则该平行四边形为正方形,由几何知识得合力 F= F1=10 N14.0 N, 合力F的方向与F1夹角为45。 答案:14.0 N 方向与F1夹角为45,【拓展例题】考查内容:多力合成 【典例】如图所示,在同一平面内,大小分别为1 N、 2 N、3 N、4 N、5 N、6 N的六个力共同作用于一点,其合力大小为 ( ) A.0 B.1 N C.2 N D.3 N,【正确解答】选A。先分别求1 N和4 N、2 N和5 N、 3 N和6 N的合力,大小都为3 N,且三个合力互成120角,如图所示:,根据平行四边形定则知,图中三个力的合力为零,即题中所给六个力的最终合力为零。故A正确,B、C、D错误。,
