高中物理 第三章 第5節(jié) 力的分解課件 新人教版必修1.ppt

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5 力的合成,第三章 相互作用,學(xué)習(xí)目標(biāo),知識(shí)探究,典例精析,達(dá)標(biāo)檢測(cè),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(huì)用平行四邊形定則求合力，知道分力與合力間的大小關(guān)系. 3.知道共點(diǎn)力的概念，會(huì)用作圖法、計(jì)算法求合力.,一、力的合成,(1)如圖1甲所示，把物塊掛在一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的下面，穩(wěn)定時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F；如圖乙所示，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)(方向不同)拉住同一物塊，穩(wěn)定時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分別為F1、F2.F與F1、F2有什么關(guān)系？F1、F2兩個(gè)數(shù)值相加正好等于F嗎？,,知識(shí)探究,,,導(dǎo)學(xué)探究,圖1,甲 乙,答案 作用效果相同，可以等效替代 不等于,,答案,(2)做一做：按課本“實(shí)驗(yàn)”提供的“探究求合力的方法”，回答下列問題： ①兩次實(shí)驗(yàn)要把小圓環(huán)拉到同一位置，這體現(xiàn)了什么物理思想？ ②嚴(yán)格按照力的圖示法作出兩分力F1、F2及它們的合力F.用虛線把合力F的箭頭端分別與兩個(gè)分力的箭頭端連接，所成的圖形是什么？,答案 ①等效替代 ②平行四邊形,,答案,對(duì)力的合成的理解 (1)合力與分力 當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力的共同作用時(shí)，我們常常可以求出這樣一個(gè)力，這個(gè)力產(chǎn)生的 跟原來幾個(gè)力的共同效果 ，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的 ，原來的幾個(gè)力叫做 . (2)力的合成的方法——平行四邊形定則： 求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力F1、F2的合力，可以把F1、F2的線段作為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線即表示合力的大小和方向.,,,知識(shí)梳理,效果,相同,合力,分力,,答案,關(guān)于合力的下述說法中正確的是( ) A.合力的性質(zhì)與原來分力性質(zhì)相同 B.合力與原來的分力間的關(guān)系是等效替代關(guān)系 C.合力總比分力大 D.合力總比一個(gè)分力大，比另一個(gè)分力小,,,即學(xué)即用,解析 在力的合成中，合力并不是一個(gè)真實(shí)存在的力，找不到合力的施力者，合力與分力的概念是建立在效果相同即所謂的等效的基礎(chǔ)上的，因此，合力也就沒有性質(zhì)的問題.合力這個(gè)“合”字的意義不是代數(shù)中的“和”，合力F既可以大于、也可以等于或小于原來的任意一個(gè)分力，一般地，|F1－F2|≤F≤F1＋F2.故正確選項(xiàng)為B.,B,,解析答案,二、共點(diǎn)力及其平衡,(1)共點(diǎn)力一定作用在同一點(diǎn)嗎？,,,導(dǎo)學(xué)探究,答案 不一定，有可能是延長(zhǎng)線(或反向延長(zhǎng)線)交于一點(diǎn).,(2)物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力有什么關(guān)系？物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，這三個(gè)力有什么關(guān)系？,答案 兩個(gè)力等大反向，合力為零；三個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，其中兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向.,,答案,共點(diǎn)力及其平衡 (1)共點(diǎn)力：如果幾個(gè)力共同作用在 上，或者雖不作用在同一點(diǎn)上，但它們的 ，這樣的一組力叫做共點(diǎn)力.力的合成的平行四邊形定則，只適用于共點(diǎn)力. (2)平衡狀態(tài)：物體處于 或 的狀態(tài).物體處于平衡狀態(tài)時(shí)F合＝ .,,,知識(shí)梳理,同一點(diǎn),延長(zhǎng)線交于一點(diǎn),靜止,勻速直線運(yùn)動(dòng),0,,答案,關(guān)于共點(diǎn)力，下列說法中錯(cuò)誤的是( ) A.作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果大小相等，方向相反，則這兩個(gè)力一 定是共點(diǎn)力 B.作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果是一對(duì)平衡力，則這兩個(gè)力是共點(diǎn)力 C.作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，如果它們的作用點(diǎn)在同一點(diǎn)上，則這幾個(gè) 力是共點(diǎn)力 D.作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，如果它們的作用線交于同一點(diǎn)，則這幾個(gè) 力是共點(diǎn)力,,,即學(xué)即用,,解析答案,返回,解析 共點(diǎn)力是指同時(shí)作用在物體上的同一點(diǎn)或作用線相交于同一點(diǎn)的幾個(gè)力，故A錯(cuò)誤，B、C、D正確. 答案 A,,返回,例1 關(guān)于兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力F1、F2與其合力F的關(guān)系，下列說法中正確的是( ) 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大小一定小于F1、F2中最大者 D.F大小不能小于F1、F2中最小者,一、合力與分力的關(guān)系,,典例精析,,總結(jié)提升,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(dāng)F1＝5 N、F2＝6 N時(shí)，1 N≤F≤11 N，F(xiàn)可比F1、F2中的最小者小，也可以比F1、F2中的最大者大，故選項(xiàng)B正確.,B,總結(jié)提升,,合力與分力的大小關(guān)系 合力F既可以大于、也可以等于或小于原來的任意一個(gè)分力. 兩分力大小不變時(shí)，合力F隨夾角α的增大而減小，隨α的減小而增大. (1)F的最大值：當(dāng)α＝0時(shí)，F(xiàn)max＝F1＋F2； (2)F的最小值：當(dāng)α＝180時(shí)，F(xiàn)min＝|F1－F2|； (3)合力大小的取值范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.,例2 在電線桿的兩側(cè)常用鋼絲繩把它固定在地上，如圖2所示.如果鋼絲繩與地面的夾角∠A＝∠B＝60，每條鋼絲繩的拉力都是300 N，分別用作圖法和計(jì)算法求兩根鋼絲繩作用在電線桿上的合力.(保留三位有效數(shù)字),二、兩力合成的基本方法,,歸納總結(jié),解析答案,圖2,解析 解法一：作圖法 如圖甲所示，自O(shè)點(diǎn)引兩條有向線段OC和OD，夾角為60.設(shè)定每單位長(zhǎng)度表示100 N，則OC和OD的長(zhǎng)度都是3個(gè)單位長(zhǎng)度，作出平行四邊形OCED，其對(duì)角線OE就表示兩個(gè)拉力F1、F2的合力F，量得OE長(zhǎng)約為5.2個(gè)單位長(zhǎng)度，所以合力F≈1005.2 N＝520 N. 用量角器量得∠COE＝∠DOE＝30，所以合力方向豎直向下.,甲,,歸納總結(jié),解析答案,解法二：計(jì)算法 先畫出力的平行四邊形，如圖乙所示，其對(duì)角線OE就表示兩個(gè)拉力F1、F2的合力F，由于OC＝OD，因此得到的是菱形，再連接CD，兩對(duì)角線垂直且平分，∠COO′＝30.在三角形OCO′中OO′＝OCcos 30.,乙,,歸納總結(jié),歸納總結(jié),,1.作圖法(如圖3所示),圖3,,歸納總結(jié),,2.計(jì)算法 (1)兩分力共線時(shí)： ①若F1、F2兩力同向，則合力F＝F1＋F2，方向與兩力同向. ②若F1、F2兩力反向，則合力F＝|F1－F2|，方向與兩力中較大的同向. (2)兩分力不共線時(shí)： 可以根據(jù)平行四邊形定則作出力的示意圖，然后由幾何關(guān)系求解對(duì)角線，其長(zhǎng)度即為合力大小.以下為兩種特殊情況.,,歸納總結(jié),,,歸納總結(jié),圖4,,圖5,若α＝120，則合力大小等于分力大小 (如圖6所示).,圖6,例3 小娟、小明兩人共提一桶水勻速前行，如圖7所示，已知兩人手臂上的拉力大小相等且為F，兩人手臂間的夾角為θ，水和水桶的總重力為G，則下列說法中正確的是( ),三、共點(diǎn)力及其平衡,,總結(jié)提升,解析答案,圖7,返回,,,總結(jié)提升,θ越大，在合力一定時(shí)，分力越大，故D錯(cuò). 答案 C,總結(jié)提升,,共點(diǎn)力平衡的幾條重要推論： (1)二力平衡：如果物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必定大小相等、方向相反. (2)三力平衡：①物體在三個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，任意兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向.②三個(gè)力可以構(gòu)成首尾相連的矢量三角形. (3)多力平衡：物體受N個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)時(shí)，其中任意一個(gè)力與剩余N－1個(gè)力的合力一定等大反向.,,返回,1.兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F1＝15 N，F(xiàn)2＝8 N，它們的合力大小不可能等于( ) A.9 N B.25 N C.8 N D.21 N,,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,4,解析 F1、F2的合力范圍是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，故7 N≤F≤23 N，不在此范圍的是25 N，應(yīng)選擇B項(xiàng).,B,,解析答案,2.如圖所示，三個(gè)大小相等的力F，作用于同一點(diǎn)O，則合力最小的是( ),1,2,3,4,C,,答案,3.(多選)如圖8所示，兩根等長(zhǎng)的輕繩將日光燈懸掛在天花板上，兩繩與豎直方向的夾角都為45，日光燈保持水平，所受重力為G.則( ),1,2,3,4,圖8,A.兩繩對(duì)日光燈拉力的合力大小為G B.兩繩的拉力和重力不是共點(diǎn)力,,解析答案,解析 如圖，兩繩拉力的作用線與重力作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，這三個(gè)力為共點(diǎn)力，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；,1,2,3,4,由于日光燈在兩繩拉力和重力作用下處于平衡狀態(tài)，所以兩繩的拉力的合力與重力G等大反向，A選項(xiàng)正確；,答案 AC,4.物體只受兩個(gè)力F1和F2的作用，F(xiàn)1＝30 N，方向水平向左，F(xiàn)2＝40 N，方向豎直向下，求這兩個(gè)力的合力F.,,解析答案,1,2,3,4,返回,解析 解法一 作圖法 設(shè)定每單位長(zhǎng)度表示10 N，則分別取3個(gè)單位長(zhǎng)度、4個(gè)單位長(zhǎng)度，自O(shè)點(diǎn)引兩條有向線段OF1和OF2分別表示力F1、F2.以O(shè)F1和OF2為兩個(gè)鄰邊作平行四邊形如圖所示，,1,2,3,4,則對(duì)角線OF就是所求的合力F.量出對(duì)角線的長(zhǎng)度為5個(gè)單位長(zhǎng)度，則合力的大小F＝510 N＝50 N.用量角器量出合力F與分力F1的夾角θ為53，方向斜向左下.,,解析答案,解法二 計(jì)算法,,1,2,3,4,返回,答案 50 N，方向?yàn)榕cF1的夾角成53角斜向左下方,