《2022-2023學(xué)年高一物理上學(xué)期第10周 第二章 力的合成學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022-2023學(xué)年高一物理上學(xué)期第10周 第二章 力的合成學(xué)案(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022-2023學(xué)年高一物理上學(xué)期第10周 第二章 力的合成學(xué)案
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1. 能從力的作用效果理解合力和分力的概念。
2. 進(jìn)一步理解矢量和標(biāo)量的概念,知道它們有不同的運(yùn)算規(guī)則。
3. 掌握力的平行四邊形定則,知道它是矢量合成的普遍規(guī)則。會(huì)用作圖法求共點(diǎn)力的合力。會(huì)用直角三角形知識(shí)計(jì)算合力。
4. 知道合力的大小與分力間夾角的關(guān)系。
5. 初步了解物理學(xué)研究方法之一——“等效法”。
學(xué)習(xí)重點(diǎn):平行四邊形定則。
學(xué)習(xí)難點(diǎn):平行四邊形定則的應(yīng)用。
主要內(nèi)容:一、合力和分力
如果一個(gè)力作用在物體上,它產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同
2、作用在物體上產(chǎn)生的效果相同,則這個(gè)力就叫那幾個(gè)力的合力,而那幾個(gè)力就叫這個(gè)力的分力。
合力和分力的關(guān)系:等效替代關(guān)系,并不同時(shí)作用于物體上,所以不能把合力和分力同時(shí)當(dāng)成物體受的力。
問(wèn)題:1. 一個(gè)物體受到幾個(gè)力(分力)作用的同時(shí),還受到合力的作用嗎?
2.合力與分力的等效替代是可逆的嗎?
二、共點(diǎn)力
幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn),或者幾個(gè)力作用在物體上的不同點(diǎn),但這幾個(gè)力的作用線延長(zhǎng)后相交于同一點(diǎn),這幾個(gè)力就叫共點(diǎn)力,所以,共點(diǎn)力不一定作用在同一點(diǎn)上,如圖所示的三個(gè)力F1、F2、F3均為共點(diǎn)力。
三、共點(diǎn)力合成實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
3、
四、力的合成的定則
1.平行四邊形定則
求兩個(gè)互成角度的力的合力,可以用表示這兩個(gè)力的線段作鄰邊,作平行四邊形,它的_______就表示合力的_______和_______.這叫做力的平行四邊形定則。
2.三角形定則
根據(jù)平行四邊形的對(duì)邊平行且相等,即平行四邊形是由兩個(gè)全等的三角形組成,平行四邊形定則可簡(jiǎn)化為三角形定則。若從O點(diǎn)出發(fā)先作出表示力F1的有向線段OA,再以A點(diǎn)出發(fā)作表示力F2的有向線段AC,連接OC,則有向線段OC即表示合力F的大小和方向。
五、共點(diǎn)力的合成
1.作圖法(圖解法):以力的圖示為基礎(chǔ),以表示兩個(gè)
4、力的有向線段為鄰邊嚴(yán)格作出平行四邊形,然后量出這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線的長(zhǎng)度,從與圖示標(biāo)度的比例關(guān)系求出合力的大小,再用量角器量出對(duì)角線與一個(gè)鄰邊的夾角,表示合力的方向。
注意:作圖時(shí)要先確定力的標(biāo)度,同一圖上的各個(gè)力必須采用同一標(biāo)度。表示
分力和合力的有向線段共點(diǎn)且要畫成實(shí)線,與分力平行的對(duì)邊要畫成虛線,力線段上要畫上刻度和箭頭。
2.計(jì)算法:先根據(jù)力的平行四邊形定則作出力的合成示意圖,然后運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)求合力大小和方向。
3.兩個(gè)以上共點(diǎn)力的合成
【例一】?jī)蓚€(gè)小孩拉一輛車子,一個(gè)小孩用的力是45N,另一個(gè)小孩用的力是60N,這兩個(gè)力的夾角是90°.求它們的合力.
5、
【例二】用作圖法求夾角分別為30°、60°、90°、120°、150°的兩個(gè)力的合力.再求它們的夾角是0°和180°時(shí)的合力.比較求得的結(jié)果,能不能得出下面的結(jié)論:①合力總是大于分力;②夾角在0°到180°之間時(shí),夾角越大,合力越?。?
問(wèn)題:1. 合力一定大小任何一個(gè)分力嗎?
2.平行四邊形定則也適用于其它矢量的合成嗎?
3.兩個(gè)大小一定的力F1、F2,當(dāng)它們間的夾角由00增大到1800的過(guò)程中,合力F的大小怎樣變化?
六、合力大小與二分力間的夾角的關(guān)系:
七、合力大
6、小與分力大小之間的關(guān)系:
【例三】三名同學(xué)一起玩游戲,用三根繩拴住同一物體,其中甲同學(xué)用100N向東拉,乙同學(xué)用400N的力向西拉,丙同學(xué)用400N的力向南拉。求物體所受的合力.
【例四】如圖,質(zhì)量為m的物體A靜止于傾角為θ的斜面上,試求斜面對(duì)A的支持力和摩擦力。
課堂訓(xùn)練:
1.互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力,有關(guān)它們的合力和分力關(guān)系的下列說(shuō)法中,正確的是( )
A.合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力.
B.合力的大小隨分力夾角的增大而增大.
C.合力的大小一定大于任意一個(gè)分力.
D.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分
7、力.
2.兩個(gè)共點(diǎn)力的大小均等于f,如果它們的合力大小也等于f,則這兩個(gè)共點(diǎn)力之間的夾角為?。? )
A.30° B.60°
C.90° D.120°
3.在電線桿的兩側(cè)常用鋼絲繩把它固定在地上.如果鋼絲繩與地面的夾角∠A=∠B=60°,每條鋼絲繩的拉力都是300N,求兩根鋼絲繩作用在電線桿上的合力.
4.兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力F1、F2,當(dāng)它們間的夾角為90°時(shí)合力大小為20N,則當(dāng)它們間夾角為120°時(shí),合力的大小為多少?
8、
課后作業(yè):
1.兩個(gè)共點(diǎn)力的合力與分力的關(guān)系是 ( )
A.合力大小一定等于兩個(gè)分力大小之和.
B.合力大小一定大于兩個(gè)分力大小之和.
C.合力大小可能比兩個(gè)分力的大小都大,可能都小,也可能比一個(gè)分力大,比另一個(gè)分力?。?
D.合力大小一定大于一個(gè)分力的大小,小于另一個(gè)分力的大?。?
2.作用在同一點(diǎn)的兩個(gè)力,大小分別為5N和2N,則它們的合力不可能是( )
A.5N B.4N C.2N D.9N
3.兩個(gè)共點(diǎn)力,一個(gè)是40N,另一個(gè)等于F,它們的合力是100N,則F的大小可能是( )
A.20N B.40N C.
9、80N D.160N
4.已知兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F的最大值為180N,合力F的最小值為20N,則這兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別是 ( )
A.110N,90N B.200N,160N
C.100N,80N D.90N,70N
5.三個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F1=5N,F(xiàn)2=10N,F(xiàn)3=20N,則它們的合力( )
A.不會(huì)大于35N B.最小值為5N
C.可能為0 D.可能為20N
*6.兩個(gè)共點(diǎn)力的合力為F,如果它們之間的夾角θ固定不變,而其中一個(gè)力增大,則( )
A.合力F一定增大
B.合
10、力F的大小可能不變
C.合力F可能增大,也可能減小
D.當(dāng)0°<θ<90°時(shí),合力F一定減小
*7.幾個(gè)共點(diǎn)力作用在一個(gè)物體上,使物體處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)其中某個(gè)力F1停止作用時(shí),以下判斷中正確的是( )
A.物體將向著F1的方向運(yùn)動(dòng).
B.物體將向著F1的反方向運(yùn)動(dòng).
C.物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài).
D.由于不知共點(diǎn)力的個(gè)數(shù),無(wú)法判斷物體的狀況.
8.在長(zhǎng)度、質(zhì)量、力、速度、溫度、比熱等物理量中,屬于矢量的有______,屬于標(biāo)量的有______.
*9.從正六邊形ABCDEF的一個(gè)頂點(diǎn)A向其余五個(gè)頂點(diǎn)作用著五個(gè)力F1、F2、F3、F4、F5,已知F1=f,且各個(gè)力的
11、大小跟對(duì)應(yīng)的邊長(zhǎng)成正比,求這五個(gè)力的合力大小和方向.
閱讀材料: 物體在什么地方比較重?
地球施向一個(gè)物體的吸引力(地球引力)要跟著這個(gè)物體從地面升高而減低。假如我們把一公斤重的砝碼提高到離地面6400公里,就是把這砝碼舉起到離地球中心兩倍地球半徑的距離,那么這個(gè)物體所受到的地球引力就會(huì)減弱到4分之一,如果在那里把這個(gè)砝碼放在彈簧秤上稱,就不再是1000克,而只是250克。根據(jù)萬(wàn)有引力定律,地球吸引一切物體,可以看做它的全部質(zhì)量都集中在它的中心(地心),而這個(gè)引力跟距離的平方成反比。在上面這個(gè)例子里,砝碼跟地心的距離已經(jīng)加到地面到地心的距離的兩倍,因此引力就要減到原來(lái)
12、的22分之一,就是4分之一。如果把砝碼移到離地面12,800公里,也就是離地心等于地球半徑的三倍,引力就要減到原來(lái)的32分之一,就是9分之一;1000克的砝碼,用彈簧秤來(lái)稱就只有111克了,依此類推。
這樣看來(lái),自然而然會(huì)產(chǎn)生一種想法,認(rèn)為物體越跟地球的核心(地心)接近,地球引力就會(huì)越大;也就是說(shuō),一個(gè)砝碼,在地下很深的地方應(yīng)該更重一些。但是,這個(gè)臆斷是不正確的;物體在地下越深,它的重量不但不是越大,反而越小了。這現(xiàn)象的解釋是這樣的:在地下很深的地方,吸引物體的地球物質(zhì)微粒已經(jīng)不只是在這個(gè)物體的一面,而是在它的各方面。請(qǐng)看圖20。從圖上可以看出,那個(gè)在地下很深地方的砝碼,一方面受到在它下面的地球物質(zhì)微粒向下方吸引,另外一方面又受到在它上面的微粒向上方吸引。這兒我們不難證明,這些引力相互作用的結(jié)果,實(shí)際發(fā)生吸引作用的只是半徑等于從地心到物體之間的距離的那個(gè)球體。因此,如果物體逐漸深入到地球內(nèi)部,它的重量會(huì)很快減低。一到地心,重量就會(huì)完全失去,變成一個(gè)沒(méi)有重量的物體。因?yàn)?,在那時(shí)候物體四周的地球物質(zhì)微粒對(duì)它所施的引力各方面完全相等了?!?
所以,物體只是當(dāng)它在地面上的時(shí)候才有最大的重量,至于升到高空或深入地球,都只會(huì)使它的重量減少。