《高中物理 3.4力的合成19课件 新人教版必修1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 3.4力的合成19课件 新人教版必修1（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第4节节 力的合成力的合成 1知知识识记 2一一 合力与分力合力与分力1.概念概念:当一个物体受到几个力的共同作用时当一个物体受到几个力的共同作用时,我们常常可以我们常常可以求出这样一个力求出这样一个力,这个力产生的效果跟原来几个力的共同效这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果果相同相同,这个力就叫做那几个力的合力这个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做分原来的几个力叫做分力力.2.关系关系:合力与分力之间是一种合力与分力之间是一种“等效替代等效替代”关系关系.二力的合成二力的合成1.力的合成力的合成:求几个力的求几个力的合力合力的的过程程.2.力的合成遵循的法力的合成遵循的法则平行四平
2、行四边形定形定则(1)内容内容:两力合成两力合成时,以表示以表示这两个力的两个力的线段段为邻边作作平行四平行四边形形,这两个两个邻边之之间的的对角角线就表示合力的大小和方向就表示合力的大小和方向.(2)两个以上的力的合成方法两个以上的力的合成方法:先求出任意两个力的合力先求出任意两个力的合力,再求再求出出这个合力与第三个力的合力个合力与第三个力的合力,直到把直到把所有的力所有的力都合成都合成进去去,最后得到的最后得到的结果就是果就是这些力的合力些力的合力. 315分分钟随堂随堂验收收 41.关于合力的下列关于合力的下列说法中正确的是法中正确的是( )A.几个力的合力就是几个力的合力就是这几个力
3、的代数和几个力的代数和B.几个力的合力一定大于几个力的合力一定大于这几个力的任何一个力几个力的任何一个力C.几个力的合力可能小于几个力的合力可能小于这几个力中最小的力几个力中最小的力D.几个力的合力可能大于几个力的合力可能大于这几个力中最大的力几个力中最大的力答案答案:CD解析解析:力的合成是矢量合成而不是代数和力的合成是矢量合成而不是代数和,故故A错.设两个力分两个力分别为3 N和和4 N,则合力范合力范围1 NF合合7 N,所以合力可能小于所以合力可能小于较小的分力小的分力,也可能大于也可能大于较大的分力大的分力,故故CD对 B错. 52.物体受两个共点力物体受两个共点力F1和和F2作用作
4、用,其大小分其大小分别是是F1=6 N,F2=10 N,则无无论这两个力之两个力之间的的夹角角为何何值,它它们的合力的合力不可能是不可能是( )A.5 N B.10 NC.16 N D.18 N答案答案:D解析解析:两个力的最小两个力的最小值为F2-F1=4 N,最大最大值为F1+F2=16 N.所所以合力不可能是以合力不可能是18 N. 63.如如图3-4-2所示所示,以下物体受力中哪一以下物体受力中哪一组是共点力是共点力( ) 7A.如如图(a),斜靠在斜靠在竖直光滑直光滑墙壁上的木棒壁上的木棒B.如如图(b),两两竖直直悬绳拉着的木棒拉着的木棒C.如如图(c),两端挂在天花板上的两端挂在
5、天花板上的铁链D.如如图(d),沿光滑斜面下滑的小木沿光滑斜面下滑的小木块答案答案:CD 8解析解析:A选项中中,木棒所受四个力没有共同作用点木棒所受四个力没有共同作用点,且力的作用且力的作用线也不能相交于一点也不能相交于一点,故不是共点力故不是共点力,只是其中只是其中B端受到的支端受到的支持力持力FN2和摩擦力和摩擦力Ff共点共点.B选项中中,木棒所受拉力木棒所受拉力F1 F2及重力及重力G均均为竖直方向直方向,是三个是三个平行的力平行的力,其作用其作用线不共点不共点.C选项中中,铁链的的A B两端点受天花板的拉力两端点受天花板的拉力,这两个力的作两个力的作用用线交于一点交于一点,由平衡知由
6、平衡知识得得,铁链所受重力的作用所受重力的作用线也必也必过这一点一点,这三个力是共点力三个力是共点力.D选项中中,小木小木块可忽略其大小可忽略其大小,下滑下滑过程中所受支持力和重程中所受支持力和重力是作用于同一点的力力是作用于同一点的力(通常把通常把这些力作用到物体重心上些力作用到物体重心上). 94.两个大小和方向都确定的共点力两个大小和方向都确定的共点力,其合力的其合力的( )A.大小和方向都确定大小和方向都确定B.大小确定大小确定,方向不确定方向不确定C.大小不确定大小不确定,方向确定方向确定D.大小和方向都不确定大小和方向都不确定答案答案:A 105.两个共点力的大小都是两个共点力的大
7、小都是50 N,如果要使如果要使这两个力的合力大两个力的合力大小也是小也是50 N,那么那么这两个力之两个力之间的的夹角角应为( )A.30 B.45C.90 D.120答案答案:D解析解析:作出平行四作出平行四边形如形如图3-4-3所示所示.若若F合合=F1=F2=50 N,由几何知由几何知识可知可知1=60,2=60.所以所以夹角角=1+2=120. 1145分分钟课时作作业 12一一选择题1.关于共点力关于共点力,下列下列说法中正确的是法中正确的是( )A.作用在一个物体上的两个力作用在一个物体上的两个力,如果大小相等如果大小相等,方向相反方向相反,则这两个力是共点力两个力是共点力B.作
8、用在一个物体上的两个力作用在一个物体上的两个力,如果是一如果是一对平衡力平衡力,则这两力两力是共点力是共点力C.作用在一个物体的几个力作用在一个物体的几个力,如果它如果它们的作用点在同一点上的作用点在同一点上,则这几个力是共点力几个力是共点力D.作用在一个物体的几个力作用在一个物体的几个力,如果它如果它们的作用的作用线汇交于同一交于同一点点,则这几个力是共点力几个力是共点力答案答案:BCD 13解析解析:共点力指作用在同一物体的几个力作用点相同共点力指作用在同一物体的几个力作用点相同,或作用或作用线交于一点交于一点,故故CD对.一一对平衡力大小相等平衡力大小相等,方向相反方向相反,作用作用在同
9、一物体同一直在同一物体同一直线上上,所以可以所以可以认为是共点力是共点力,故故B对.A中中两个力的方向如果不在同一直两个力的方向如果不在同一直线上上,则两个力不是共点力两个力不是共点力. 142.如如图3-4-4所示所示,两个共点力两个共点力F1 F2的大小一定的大小一定,夹角角是是变化化的的,合力合力为F.在在角从角从0逐逐渐增大到增大到180的的过程中程中,合力合力F的的大小大小变化情况化情况为( )A.从最小逐从最小逐渐增加到最大增加到最大B.从最大逐从最大逐渐减小到零减小到零C.从最大逐从最大逐渐减小到最小减小到最小D.先增大后减小先增大后减小答案答案:C 15解析解析:在两分力大小一
10、定的情况下在两分力大小一定的情况下,合力随着分力合力随着分力间夹角的减角的减小而增大小而增大,夹角角为0时合力最大合力最大,合力随着分力合力随着分力间夹角的增角的增大而减小大而减小,夹角角为180时合力最小合力最小,所以所以选项C正确正确. 163.一物体同一物体同时受到同一平面内的三个力作用受到同一平面内的三个力作用,下列几下列几组力的力的合力可能合力可能为零的是零的是( )A.5 N 2 N 3 N B.1 N 5 N 10 NC.5 N 7 N 8 N D.1 N 11 N 11 N答案答案:ACD 17解析解析:由由5 N 2 N 3 N三个力合成三个力合成,可先可先让5 N 2 N两
11、个力先合两个力先合成成,合力范合力范围是是3 N到到7 N,然后再与然后再与3 N的力合成的力合成,则总的合的合力可能等于零力可能等于零.因因为5 N 2 N的两个力的合力可能等于的两个力的合力可能等于3 N,也可能与也可能与题中中给出的出的3 N的力方向相反的力方向相反.同理同理C D合成合成结果果也可能也可能为零零,只有只有B选项所列几个力的合力不可能所列几个力的合力不可能为零零.做此做此类题方法是从三个力中任意找出两个力求出它方法是从三个力中任意找出两个力求出它们的合力的的合力的范范围,用它用它们的合力所在范的合力所在范围去跟第三个力相比去跟第三个力相比,如果它如果它们的合力的范的合力的
12、范围包含第三个力包含第三个力,那么那么这三个力的合力就可能三个力的合力就可能为零零. 184.如如图3-4-5所示所示,力力F作用于物体的作用于物体的O点点,现要使作用在物体要使作用在物体上的合力沿上的合力沿OO方向方向,需再作用一个力需再作用一个力F1,则F1的大小可能的大小可能为( )A.F1=FsinB.F1=FtanC.F1=FD.F1Fsin答案答案:ABC 19解析解析:利用利用图解法分析解法分析较为方便方便.如如图3-4-6所示所示,当当F1与与OO方方向垂直向垂直时,有最小有最小值F1=Fsin;当当F1与与F垂直垂直时,F1=Ftan.事事实上上,F1Fsin是不可能的是不可
13、能的. 205.两个共点力的合力两个共点力的合力为F,如果保持两个力之如果保持两个力之间的的夹角角固定固定不不变,使其中一个力增大使其中一个力增大,则( )A.合力合力F一定增大一定增大B.合力合力F的大小可能不的大小可能不变C.合力合力F可能增大可能增大,也可能减小也可能减小D.当当090时,合力合力F一定减小一定减小答案答案:BC 21解析解析:若两力若两力夹角角为180 ,且且F1F2,F1=4 N,F2=6 N,F合合=2 N;若若F1增增为8 N,则F合合=2 N;若若F1增增为5 N,则F合合=1 N,可可见合力合力F大小可能不大小可能不变,也可能减小也可能减小. 当当0F2,则b
14、=F1-F2.由此得由此得 25当两个力互相垂直当两个力互相垂直时,两个力两个力夹角角为90,由勾股定理求得合由勾股定理求得合力的大小力的大小为 268.质量量为m的的长方体木方体木块静止在静止在倾角角为的斜面上的斜面上,斜面斜面对木木块的支持力和摩擦力的合力方向的支持力和摩擦力的合力方向应该是是( )A.沿斜面向下沿斜面向下B.垂直于斜面向上垂直于斜面向上C.沿斜面向上沿斜面向上D.竖直向上直向上答案答案:D解析解析:木木块受力如受力如图3-4-7所示所示,木木块受到的支持力受到的支持力F1摩擦力摩擦力F2的合力的合力F与木与木块受到的重力是一受到的重力是一对平衡力平衡力. 279.(200
15、9江江苏卷卷)用一根用一根长1 m的的轻质细绳将一副将一副质量量为1kg的画框的画框对称称悬挂在挂在墙壁上壁上,已知已知绳能承受的最大能承受的最大张力力为10N,为使使绳不断裂不断裂,画框上两个挂画框上两个挂钉的的间距最大距最大为(g取取10m/s2)( ) 28答案答案:A 29解析解析:熟熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律律,是解决本是解决本题的根本的根本.一个大小方向确定的力分解一个大小方向确定的力分解为两个两个等大的力等大的力时,合力在分力的角平分合力在分力的角平分线上上,且两分力的且两分力的夹角越角越大大,分力越大分力越大.题中当中
16、当绳子拉力达到子拉力达到F=10N的的时候候,绳子子间的的张角最大角最大,即两个挂即两个挂钉间的距离最大的距离最大;画框受到重力和画框受到重力和绳子子的拉力的拉力,三个力三个力为共点力共点力,绳子与子与竖直方向的直方向的夹角角为,绳子子长为L0=1 m,则有有mg=2Fcos ,两个挂两个挂钉的的间距离距离L=2 sin ,解得解得 m,A选项正确正确. 3010.(2009海南卷海南卷)两个大小分两个大小分别为F1和和F2(F2F1)的力作用在的力作用在同一同一质点上点上,它它们的合力的大小的合力的大小F满足足( )A.F2FF1C.F1-F2FF1+F2答案答案:C 31解析解析:共点的两
17、个力合成共点的两个力合成,同向时最大为同向时最大为F1+F2,反向时最小为反向时最小为F1-F2.二非二非选择题11.两个力合力的大小随两个力合力的大小随这两个力两个力夹角角变化的情况如化的情况如图3-4-9所示所示.由由图中提供的数据求出中提供的数据求出这两个力的大小两个力的大小.答案答案:4 N 3 N 32解析解析:由由题意知意知,F1 F2夹角角为时,F1 F2的合力的合力为1 N;夹角角为时,F1 F2的合力的合力为5 N,所以所以,F1-F2=1 N 5 N由由得得:F1=4 N,F2=3 N. 3312.如如图3-4-10所示所示,有五个力有五个力F1 F2 F3 F4 F5作用
18、于一点作用于一点O,构成一个正六构成一个正六边形的两形的两邻边和三条和三条对角角线.设F3=10 N,试求求这五个力的合力五个力的合力.答案答案:30 N,方向与方向与F3相同相同 34解析解析:依据正六依据正六边形的几何性形的几何性质及平行四及平行四边形定形定则,不不难看出看出,F1和和F4这两个力的合力大小一定与两个力的合力大小一定与F3相等相等,F2和和F5这两个两个力的合力大小也与力的合力大小也与F3相等相等,如如图3-4-11所示所示.这样,所求五个所求五个力的合力力的合力,就等效就等效为求三个方向相同大小相等且在同一直求三个方向相同大小相等且在同一直线上的三个力的合力上的三个力的合
19、力,即五个力的合力大小即五个力的合力大小为3F3=30 N,方方向与向与F3相同相同. 3513.如如图3-4-12所示所示,AB为半半圆的一条直径的一条直径,P点点为圆周上的一周上的一点点,在在P点作用了三个共点力点作用了三个共点力F1 F2 F3,求它求它们的合力的合力. 36答案答案:3F2,方向沿方向沿PO方向方向(或或F2方向方向 解析解析:由由题意可知意可知,三个共点力三个共点力F1 F2 F3的大小方向的大小方向,相互之相互之间的的夹角均不明确角均不明确,因此因此,运用力的合成公式求解运用力的合成公式求解,是不可能是不可能求得合力的求得合力的,这就必就必须运用几何方法求合力运用几何方法求合力,思考思考问题时,应着重分析着重分析圆的几何特点的几何特点.如如图3-4-13所示所示,将半将半圆补成完整成完整的的圆,延延长PO交交圆周于周于C点点,连接接AC BC,易知易知:四四边形形PACB为平行四平行四边形形.所以所以,F1 F3的合力的合力为2F2,则这三个力三个力的合力大小的合力大小为3F2,方向沿方向沿PO方向方向(或或F2方向方向). 37
