《滬科版必修1 4.1 怎樣求合力 課件（34張）.pptx》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《滬科版必修1 4.1 怎樣求合力 課件（34張）.pptx（34頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、第4章 學案1怎樣求合力 目標定位1 知道合力與分力的概念及力的合成的概念 2 理解平行四邊形定則是一切矢量合成的普遍法則 會用平行四邊形定則求合力 知道分力與合力間的大小關系 3 知道共點力的概念 會用作圖法 計算法求合力 內容索引 達標檢測 知識探究 知識探究 一 合力與分力 如圖1所示 用一個彈簧測力計A可把物體提起懸掛在空中 用兩個彈簧測力計B C也可以把該物體提起懸掛在空中 那么一個彈簧測力計的力與兩個彈簧測力計的力有什么關系 答案 答案作用效果相同 可以等效替代 圖1 1 合力與分力 當一個物體受到幾個力共同作用時 如果能用另外一個力它們 并且它的作用效果跟原來那幾個力的共同作用效

2、果 那么這個力就叫做那幾個力的 那幾個力叫做這個力的 2 合力與分力的關系 1 等效性 合力與分力產生的效果 可以 2 同體性 各個分力是作用在上的 作用在不同物體上的力不能求合力 相同 相同 代替 分力 等效替代 同一物體 合力 二 用平行四邊形定則求合力 1 如圖1中 彈簧測力計A的示數為F 彈簧測力計B C的示數分別為F1 F2 F1 F2的示數相加正好等于F嗎 答案 答案不等于 圖1 2 按教材提供的實驗探究方法做一做該實驗 并回答下列問題 1 兩次實驗要把橡皮筋的下端拉到同一位置 這體現了什么物理思想 答案 答案等效替代 2 嚴格按照力的圖示法作出兩分力F1 F2及它們的合力F 用虛

3、線把合力F的箭頭端分別與兩個分力的箭頭端連接 所成的圖形是什么 答案平行四邊形 3 用硬紙板剪成五個寬度相同的長條 其中四個兩兩長度分別相等 第五個較長些 然后用螺絲釘鉚住 AE與BC CD不要鉚住 如圖2所示 其中AB表示一個分力 AD表示另一個分力 AC表示合力 1 改變 BAD的大小 觀察兩分力間的夾角變化時合力如何變化 答案 答案合力隨著兩分力間夾角的增大而減小 隨著兩分力間夾角的減小而增大 圖2 2 合力一定大于其中一個分力嗎 答案 答案不一定 合力與分力的大小符合三角形三邊的關系 由幾何知識知 三角形兩邊之和大于第三邊 兩邊之差小于第三邊 因此合力大小的范圍為 F1 F2 F F1

4、 F2 例如 F1 5N F2 4N 合力1N F 9N 合力F的最小值為1N 比任何一個分力都小 1 力的合成遵守定則 如圖3所示 平行四邊形的兩鄰邊表示 表示合力的大小和方向 平行四邊形 對角線 兩分力 圖3 2 合力與兩分力的大小關系兩分力大小不變時 合力F隨夾角 的增大而 隨 的減小而 1 F的最大值 當 0時 Fmax 2 F的最小值 當 180 時 Fmin 3 合力大小的范圍 F1 F2 F F1 F2 減小 增大 F1 F2 F1 F2 注意合力F既可以大于 也可以等于或小于原來的任意一個分力 三 矢量和標量 1 矢量 在物理學中 把既有大小又有 并且按定則進行合成的物理量稱為

5、矢量 2 標量 只有大小 的物理量稱為標量 3 矢量和標量的區(qū)別兩者運算法則不同 矢量運算遵循 標量的合成按照算術法則相加 如質量分別為m1 3kg m2 4kg的兩個物體的總質量一定等于7kg 而F1 3N F2 4N的兩個力的合力 卻可以等于1 7N之間的任何一個值 方向 平行四邊形定則 平行四邊形 沒有方向 注意有方向的物理量不一定是矢量 如電流有方向 但電流的運算不遵循平行四邊形定則 所以電流是標量 四 計算合力大小的方法 1 圖解法 2 計算法可以根據平行四邊形定則作出力的示意圖 然后由幾何關系求解對角線 其長度即為合力大小 圖4 2 兩個等大的力的合成 平行四邊形為菱形 利用其對角

6、線互相垂直平分的特點可解得 圖5 若 120 則合力大小等于分力大小 如圖6所示 圖6 一 合力與分力的關系 典例精析 例1關于兩個大小不變的共點力F1 F2與其合力F的關系 下列說法中正確的A F大小隨F1 F2間夾角的增大而增大B F大小隨F1 F2間夾角的增大而減小C F大小一定比任何一個分力都大D F大小不能小于F1 F2中最小者 解析 答案 解析合力隨兩分力間夾角的增大而減小 合力大小的范圍為 F1 F2 F F1 F2 例如 當F1 5N F2 6N時 1N F 11N F可以比F1 F2中的最小者小 也可以比F1 F2中的最大者大 故只有選項B正確 例2大小分別是30N和25N的

7、兩個共點力 對于它們合力大小的判斷 下列說法正確的A 0 F 55NB 25N F 30NC 25N F 55ND 5N F 55N 解析 答案 解析合力的最小值Fmin 30N 25N 5N合力的最大值Fmax 30N 25N 55N所以選項D正確 二 求合力的方法 例3楊浦大橋是繼南浦大橋之后又一座跨越黃浦江的我國自行設計建造的雙塔雙索面迭合梁斜拉橋 如圖7甲所示 挺拔高聳的208米主塔似一把利劍直刺穹蒼 塔的兩側32對鋼索連接主梁 呈扇面展開 如巨型琴弦 正彈奏著巨龍騰飛的奏鳴曲 乙圖是斜拉橋鋼索的簡化圖 假設斜拉橋中某對鋼索與豎直方向的夾角都是30 每根鋼索中的拉力都是3 104N 那

8、么它們對塔柱形成的合力有多大 方向如何 解析 答案 圖7 答案5 2 104N方向豎直向下 解析把兩根鋼索的拉力看成沿鋼索方向的兩個分力 以它們?yōu)猷忂叜嫵鲆粋€平行四邊形 其對角線就表示它們的合力 由對稱性可知 合力方向一定沿塔柱豎直向下 下面用兩種方法計算這個合力的大小 解法一作圖法 如圖甲所示 自O點引兩根有向線段OA和OB 它們跟豎直方向的夾角都為30 取單位長度為1 104N 則OA和OB的長度都是3個單位長度 量得對角線OC長為5 2個單位長度 所以合力的大小為F 5 2 1 104N 5 2 104N 解法二計算法 如圖乙所示 根據這個平行四邊形是一個菱形的特點 如圖乙所示 連接AB

9、 交OC于D 則AB與OC互相垂直平分 即AB垂直于OC 在直角三角形AOD中 AOD 30 課堂要點小結 一 合力與分力1 力的合成遵守平行四邊形定則 2 合力與分力的大小關系 1 合力隨兩分力間夾角的增大而減小 隨夾角的減小而增大 合力大小的范圍為 F1 F2 F F1 F2 2 合力可以比其中任一個分力大 也可以比其中任一個分力小 還可以等于其中任一個分力 課堂要點小結 二 計算合力的方法1 作圖法 需嚴格作出力的圖示及平行四邊形 2 計算法 只需作出力的示意圖和力的平行四邊形 然后根據幾何關系或三角函數求解 三 矢量與標量矢量合成遵循平行四邊形定則 標量合成用算術法則相加 達標檢測 1

10、 合力與分力的關系 兩個共點力的大小分別為F1 15N F2 8N 它們的合力大小不可能等于A 9NB 25NC 8ND 21N 1 2 3 答案 4 解析 解析F1 F2的合力范圍是F1 F2 F F1 F2 故7N F 23N 不在此范圍的是25N 應選擇B項 2 矢量和標量 多選 關于矢量和標量 下列說法中正確的是A 矢量是既有大小又有方向的物理量B 標量是既有大小又有方向的物理量C 位移 10m比5m小D 10 比5 的溫度低 解析 答案 1 2 3 4 解析由矢量和標量的定義可知 A對 B錯 位移的正 負號只表示方向 不表示大小 其大小由數值的絕對值決定 因此 10m表示的位移比5m

11、表示的位移大 溫度的正 負號表示溫度的高低 10 比5 的溫度低 C錯 D對 3 求合力的方法 水平橫梁一端A插在墻壁內 另一端裝有一小滑輪B 一輕繩的一端C固定于墻壁上 另一端跨過滑輪后懸掛一質量為m 10kg的重物 CBA 30 如圖8所示 則滑輪受到繩子的作用力大小為 g取10N kg 解析 1 2 3 4 圖8 答案 解析懸掛重物的繩的張力是T mg 100N 小滑輪受到繩的作用力為沿BC BD繩兩拉力的合力 如圖所示 從圖中可看出 CBD 120 CBF DBF 60 即 CBF是等邊三角形 故F 100N 1 2 3 4 4 求合力的方法 物體只受兩個力F1和F2的作用 F1 30

12、N 方向水平向左 F2 40N 方向豎直向下 求這兩個力的合力F 1 2 3 4 解析 答案 答案50N 方向為與F1的夾角為53 斜向左下 解析解法一作圖法取單位長度為10N的力 則分別取3個單位長度 4個單位長度 自O點引兩條有向線段OF1和OF2分別表示力F1 F2 以OF1和OF2為兩個鄰邊作平行四邊形如圖所示 則對角線OF就是所求的合力F 量出對角線的長度為5個單位長度 則合力的大小F 5 10N 50N 用量角器量出合力F與分力F1的夾角 為53 方向斜向左下 1 2 3 4 解法二計算法實際上是先運用數學知識 再回到物理情景中 在如圖所示的平行四邊形中 OFF1為直角三角形 根據直角三角形的幾何關系 可以求得斜邊OF的長度和OF與OF1間的夾角 將其轉化為物理問題 就可以求出合力F的大小和方向 1 2 3 4 合力F與F1的夾角為53 方向斜向左下 本課結束