三章第四節(jié)《 力的合成》課件（含詳細解答）新人教版選修1

1、4．力的合成,兩人同拉一輛車如下圖所示，每人都用100牛的力拉，車受到的拉力一定是200牛嗎？,1．在大多數(shù)實際問題里，物體不只受到一個力，而是同時受到幾個力．一個物體受到幾個力共同作用的時候，我們常常可以求出這樣一個力，這個力產(chǎn)生的效果跟 作用產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的．求幾個力的合力叫做．,原來幾個力共同作用,合力,力的合成,2．上圖甲表示橡皮條GE在兩個力的共同作用下，沿著直線GC伸長了這樣的長度．圖

2、乙表示撤去F1和F2，用 F作用在橡皮條上，使橡皮條沿著相同的直線伸長 長度．力F對橡皮條產(chǎn)生的效果跟 共同產(chǎn)生的效果，所以力F F1和F2的合力．合力F跟力F1和F2有什么關系呢？在力F1和F2的方向上各作線段 ，根據(jù)選定的標度，使它們的長度分別表示力 的大小(圖丙)．以OA和OB為鄰邊作 .量出

3、這個平行四邊形的對角線的長度，可以看出，根據(jù)同樣的標度，合力F的大小和方向可以用表示出來．,EO,一個力,F1和F2,OA和OB,F1和F2,平行四邊形OACB,OC,對角線OC,相同的,相同,等于,力,3．幾個力如果都作用在，或者它們的作用線，這幾個力叫做共點力．4．力的合成的平行四邊形定則，只適用于．,物體的同一點,相交于同一點,共點力,(1)合力與分力：①如果一個力產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同

4、，這個力叫做那幾個力的合力，而那幾個力就是這個力的分力．②合力與分力之間的關系是一種等效代替的關系．一個力的作用效果可以與多個力的作用效果相同，即一個力可以由幾個力來代替，反過來，多個力也可以由一個力來代替．③合力是幾個分力的共同效果，并不是單獨存在的力．因此受力分析中不能同時出現(xiàn)．,(2)力的合成：求幾個力的合力叫力的合成①力的合成是惟一的．②只有同一物體所受的力方能合成．③不同性質(zhì)的力也可以合成，因為合力與分力是作用效果

5、上的一種等效代替.,(1)實驗步驟①用圖釘把白紙固定在水平桌面上的方木板上．②用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套．③通過細繩用兩個彈簧秤互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點伸長到O點(如下圖所示)．,④用鉛筆記下O點的位置，畫下兩條細繩的方向，并記下兩個測力計的讀數(shù)．⑤在紙上按比例作出兩個力F1、F2的圖示，用平行四邊形定則求出合力F.⑥只用一個測力計，通過細繩把橡皮條上的結(jié)點拉到同樣的位置O，

6、記下測力計的讀數(shù)和細繩的方向，按同樣的比例作出這個力F′的圖示，比較F′與用平行四邊形定則求得的合力F，比較合力大小是否相等，方向是否相同．,⑦改變F1和F2的夾角和大小，再做兩次．結(jié)論：F和對角線F′在誤差范圍內(nèi)重合，說明兩個力合成時，用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，則平行四邊形的對角線所代表的力與合力的大小和方向是相同的．(2)操作技巧及注意事項a．正確使用彈簧測力計①彈簧測力計的選取方法：將兩只彈簧測力計調(diào)零后互鉤

7、水平對拉，若兩只彈簧測力計在對拉過程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應另換，直至相同為止．②彈簧測力計不能在超出它的測量范圍的情況下使用．,③使用前要檢查指針是否在零刻度線上，否則應校正零位．④被測力的方向應與彈簧測力計軸線方向一致，拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦．⑤讀數(shù)時應正對、平視刻度．b．實驗注意事項①不要直接以橡皮條端點為結(jié)點，可拴一短細繩連兩細繩套，以三繩交點為結(jié)點，應使結(jié)點小些，以便準確地記錄結(jié)點O的位置．②互

8、成角度兩個力的合力的變化，看橡皮條結(jié)點O的位置變化，而在每次實驗中橡皮條結(jié)點的位置一定不能改變．,③經(jīng)驗得知兩個分力F1、F2間夾角θ越大，用平行四邊形作圖得出的合力F的誤差也越大，所以實驗中不要把θ角取得太大，一般以不大于90°為最佳．橡皮條、細繩、測力計應在同一平面內(nèi)，測力計的掛鉤應避免與紙面摩擦．④拉橡皮條的細線要長些，標記每條細線方向的方法是使視線通過細線垂直于紙面，在細線下面的紙上用鉛筆點出兩個定點的位置，并使這兩

9、個點的距離要盡量遠些．⑤作圖要用尖鉛筆，圖的比例要盡量大些，要用嚴格的幾何方法作出平行四邊形，圖旁要畫出表示力的比例線段，且注明每個力的大小和方向．,每次實驗都必須保證結(jié)點的位置保持不變，這體現(xiàn)了怎樣的物理思想方法？若兩次橡皮條的伸長長度相同但結(jié)點位置不同，能否驗證平行四邊形定則？答案：每次實驗保證結(jié)點位置保持不變，是為了使合力的作用效果與兩個分力共同作用的效果相同，這是物理學中等效替換的思想方法．由于力不僅有大小，還具有方向，所以

10、兩次橡皮條的伸長長度相同但結(jié)點位置不同，說明兩次效果不同，不滿足合力與分力的關系，不能驗證平行四邊形定則.,(1)兩個力合成時，以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向(如下圖所示)．這個法則叫做平行四邊形定則．,(2)由平行四邊形可知，F(xiàn)1、F2的夾角變化時，F(xiàn)的大小和方向變化．a(chǎn)．兩分力同向時，合力最大，F(xiàn)＝F1＋F2.b．兩分力反向時，合力最小，F(xiàn)＝|F1－F2|，其方向與較大的一個

11、分力方向相同．c．合力的取值范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.d．夾角θ越大，合力就越?。甧．合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力．,如圖，一個大人單獨提起一桶水和兩個小孩共同提起同一桶水，則下列說法正確的是(　　),A．大人的拉力可以看作兩個小孩拉力的合力B．大人拉力一定等于兩個小孩拉力大小之和C．兩個小孩兩手臂夾角θ越大，則拉力越小D．兩個小孩兩手臂夾角θ越大，則拉力越大答案：AD,(1)共點力：幾個力如果都作

12、用在物體的同一點，或它們的作用線相交于同一點，這幾個力就叫做共點力．如下圖所示的兩種情況三個力都是共點力．(2)力的作用線：沿力的方向所做的直線就是力的作用線.,(1)作圖法：①從力的作用點起，依兩個力的方向按同一標度作出兩個力F1和F2的圖示，并構(gòu)成平行四邊形，這個平行四邊形的對角線的長度按同樣的比例表示了合力F的大小，對角線的方向就是合力的方向，通?？捎昧拷瞧髦苯恿砍龊狭與某個力的夾角．②作圖法簡單、直觀，但不夠精確

13、．(2)計算法：先作出力的合成的示意圖，然后運用數(shù)學知識，如解直角三角形、正、余弦定理等，進行計算．,特別提醒：(1)作圖時，合力、分力要共點，實線、虛線要分清，標度要惟一且適當．(2)作圖法和計算法均為矢量運算的通用方法．,關于合力與其兩個分力的關系，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．合力的大小隨兩分力夾角的增大而增大C．合力的大小一定大于任意一個分力D．合力的大小可能大于大的分力，也可能小

14、于小的分力解析：根據(jù)平行四邊形定則可知：兩個共點力的合力的大小不一定大于小的分力，如下圖甲，也不一定小于大的分力，如下圖乙；合力的大小也不隨夾角的增大而增大如下圖丙；并且也不一定大于任意一個分力．,答案：D點評：分力與合力是一種等效替代的關系，合力的大小一般不等于兩個分力的大小之和，合力的大小可能大于每個分力的大小，也可能小于每一個分力的大小，還可以與某一個分力大小相等，這些都可以用畫平行四邊形來驗證，故平行四邊形定則是我們認識分力

15、與合力大小關系的根本工具．,兩個共點力的合力為F，如果它們之間的夾角θ固定不變，使其中一個力增大，則 (　　)A．合力F一定增大B．合力F的大小可能不變C．合力F可能增大，也可能減小D．當0°<θ<90°時，合力F一定減小答案：BC,解析：設兩共點力Fa、Fb之間的夾角θ為鈍角，由右圖所示的平行四邊形可知，當Fa逐漸增大為Fa1、Fa2

16、、Fa3時，其合力由原來的F1變?yōu)镕2、F3、F4，它們可能小于F1、可能等于F1，也可能大于F1，所以A項錯，B、C兩項正確．同理知，當0°<θ<90°時，則隨著其中的一個力增大，合力一定也增大，D項錯.,在電線桿的兩側(cè)常用鋼絲繩把它固定在地上(如下圖所示)．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，求兩根鋼絲繩作用在電線桿上的合力．,解析：由圖可知，兩根鋼絲

17、繩的拉力F1、F2之間的夾角為60°，可根據(jù)平行四邊形定則用作圖法和解三角形法求出電線桿受到的合力．,方法一　作圖法．自O點引兩條有向線段OC和OD，夾角為60°.設定每單位長度表示100 N，則OC和OD的長度都是3個單位長度，作出平行四邊形OCED，其對角線OE就表示兩個拉力F1、F2的合力F，量得OE長為5.2個單位長度，所以合力F＝100×5.2 N＝520 N．用量角器量得∠COE＝∠DOE＝30

18、°，所以合力方向豎直向下．,答案：519.6 N或520 N點評：用作圖法求合力時，應注意同一題中必須統(tǒng)一標度，且要嚴格按照尺規(guī)作圖去做．,(遼寧沈陽二中09－10學年高一上學期期中)如圖所示，AB為半圓的一條直徑，O為圓心，P點為圓周上的一點，在P點作用了三個共點力F1、F2、F3，則它們的合力為F2的________倍．答案：3,某同學在做“互成角度的兩個力的合成”實驗時，利用坐標紙記下了橡皮筋的結(jié)點位置O點

19、以及兩只彈簧測力計拉力的大小，如圖所示．(1)試在圖中作出無實驗誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力．,(2)有關此實驗，下列敘述正確的是________．A．兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大B．橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計的拉力是分力C．兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉到同一位置O.這樣做的目的是保證兩次彈簧測力計拉力的效果相同D．若只增大某一只彈簧測力計的拉力大小而要保證橡皮筋結(jié)點位置不變，

20、只需調(diào)整另一只彈簧測力計拉力的大小即可,解析：(1)用平行四邊形定則作圖，即以F1、F2為兩鄰邊作平行四邊形，對角線就表示合力F.(標上箭頭表明方向)如下圖,(2)兩分力可以同時大于合力，故A正確；結(jié)點受三個力作用處于平衡狀態(tài)，其中兩彈簧測力計的拉力的合力與第三個力——橡皮筋的拉力等大反向，是一對平衡力，而橡皮筋的拉力不是合力，故B錯；只有保證結(jié)點在同一位置才能說明作用效果相同，故C對；若兩個分力的大小都改變而方向都不變，則合力必改變，

21、結(jié)點的位置必改變，故D錯．,(南京市08－09學年高一上學期期末)如圖為“探究求合力的方法”實驗示意圖，在水平放置的木板上墊一張白紙，把橡皮條的一端固定在木板上的P點，另一端拴兩根細線，通過細線同時用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點達到某一位置O點，此時細線Ob與橡皮條PO垂直．現(xiàn)使b彈簧秤從圖示位置開始緩慢地沿順時針轉(zhuǎn)動90°的過程中，并保持O點的位置和a彈簧秤的拉伸方向不變，則在此過程中，關于a、b兩彈簧秤示數(shù)的變化情

22、況正確的是(　　),A．a(chǎn)示數(shù)增大，b示數(shù)先增大后減小B．a(chǎn)示數(shù)減小，b示數(shù)先減小后增大C．a(chǎn)示數(shù)增大，b示數(shù)增大D．a(chǎn)示數(shù)減小，b示數(shù)減小答案：B,在日常生活中有時會碰到這種情況，當載重卡車陷于泥坑中時，汽車駕駛員按圖所示的方法，用鋼索把載重卡車和大樹拴緊，在鋼索的中央用較小的垂直于鋼索的側(cè)向力就可以將載重卡車拉出泥坑，你能否用學過的知識對這一方法作出解釋？,解析：設側(cè)向力F作用于鋼索的O點，則O點將沿力的方向發(fā)生

23、很小的移動，因此AOB不在一直線上，成一個非常接近180°的角度，而且鋼索也被拉緊，這樣鋼索在B端對卡車有一個沿BO方向的拉力FB，由于AOB是同一根鋼索，故鋼索相當于樹和車給O點兩個作用力FOA、FOB，且FOA＝FOB，F(xiàn)OA、FOB的合力等于F，由于∠AOB接近于180°，即使F較小，F(xiàn)OB也可以非常大，故能將卡車拉出泥坑．,點評：要善于將物理知識應用到實踐中去，學以致用，來解決一些實際問題，本題也可以用力的分

24、解知識解答．本題的創(chuàng)新之處在于解法的新穎和設問的新穎兩個方面．,如圖，泰山索道包括泰山中天門索道、后石塢索道、桃花源索道，三條索道以岱頂為中心，構(gòu)成了連接中天門景區(qū)、后石塢景區(qū)和桃花峪景區(qū)的泰山空中交通網(wǎng)，對于空中索道來說是盡量繃直好呢？還是讓它稍松馳一些？如果你是工程技術人員，應怎樣處理？答案：索道應稍松弛一些,解析：根據(jù)合力與分力的關系知：當合力一定時若兩分力夾角越大，則分力越大，如果索道夾角接近180°，則分