高一物理课件 第1部分 第5章 第1节《力的合成》

欢迎进入物理课堂 第5章 第1节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一 知识点二 考向一 考向二 考向三 随堂基础巩固 课时跟踪训练 第1部分 1 共点力并不只是几个力作用在同一点的情况 若几个力的作用线或作用线的反向延长线交于一点的情况也是共点力 2 合力与分力之间的关系是一种等效替代关系 合力是其所有分力的共同效果 并不是单独存在的力 3 合力与分力的计算满足力的平行四边形定则 合力是平行四边形的对角线 两分力是平行四边形的邻边 合力不一定大于分力 自学教材 1 共点力如果几个力同时作用在物体上的 或者它们的相交于同一点 我们就把这几个力叫做共点力 2 合力几个共点力共同作用所产生的可以用一个力来代替 这个力叫做那几个力的合力 3 力的合成求几个力的叫做力的合成 同一点 作用线 效果 合力 4 同一直线上二力的合成 同一直线上方向相同的两个力的合力的大小等于这两个力的大小之 方向与这两个力方向 同一直线上方向相反的两个力的合力的大小等于这两个力的大小之 方向与的那个力的方向相同 和 相同 差 较大 重点诠释 合力与分力的关系 等效性 合力与分力在作用效果上是等效的 可相互替代 同体性 合力与它的分力是相对于同一个物体而言的 作用在不同物体上的力不能求合力 同时性 合力与分力具有同时存在的关系且当某一个分力发生变化时 其合力也随之发生变化 合力与其几个分力的等效替代是可逆的 也可用那几个力来等效替代合力 合力与其几个分力对物体的作用效果相同 但不能理解为物体在受几个分力作用的同时还受到了合力的作用 受力分析时分力与合力不能同时出现 1 将两个力F1和F2合成F 则下列说法正确的是 A F1 F2和F是同时作用在同一物体上的三个力B F1 F2和F是同种性质的力C F的作用效果与F1 F2同时作用的总效果相同D F1和F2可能是作用在两个不同物体上的力 解析 F1和F2的合力为F 则说明F1与F2共同作用效果与F的作用效果相同 即F可以替代F1和F2 F1和F2也可替代F 并不是又多出了一个力 理解它们应注意 1 F1和F2可以是不同性质的力 2 F1与F2必须作用在同一个物体上 故选C 答案 C 自学教材 1 平行四边形定则两个共点力合成时 以表示这两个力的线段为邻边作 这两个邻边之间的表示合力的大小和方向 如图5 1 1所示 图5 1 1 平行四边形 对角线 2 两个以上的力的合成方法先求出任意两个力的 再求出这个合力与第三个力的合力 直到把都合成进去 最后得到的结果就是这些力的合力 合力 所有外力 重点诠释 实验与探究 验证平行四边形定则1 实验原理 等效替代法如图5 1 2所示 对于结点B来说 力F的作用效果与F1 F2共同作用的效果是一样的 且F也能够与橡皮筋对它的拉力F0平衡 所以F等于F1 F2的合力 图5 1 2 2 实验器材方木板 白纸 弹簧测力计 2只 橡皮条 细绳 两根 量角器 刻度尺 图钉 若干 3 实验过程阅读课本 P82 4 验证平行四边形定则的实验注意事项数据处理及误差分析 1 实验注意事项 同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法 将两只弹簧测力计钩好后对拉 若两只弹簧测力计在对拉的过程中 读数相同 则可选 若不同 应另换 直至相同为止 实验时 弹簧测力计要与板面平行 在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮筋形变不超过弹性限度的条件下 应使拉力尽量大一些 以减小误差 画力的图示时 应该选定恰当的标度 尽量使图画得大一些 但不要画出纸外 要严格按力的图示和几何作图法的要求作出合力 在同一次实验中 橡皮筋拉长结点所到的位置O点一定要相同 由作图法得到的F和实际测量得到的F 可能不完全重合 在误差允许范围内即可 2 数据处理 作F 用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细线方向画直线 按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示 并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形 过O点画平行四边形的对角线 此对角线即为合力F的图示 作F 用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的方向作出只用一只弹簧测力计时的拉力F 的图示 比较 比较力F 与平行四边形定则求出的合力F的大小和方向是否相同 3 误差分析 存在误差的原因 弹簧测力计本身的误差 读数误差 作图误差等 减小误差的方法 a 实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度 要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录 b 作图时用刻度尺借助于三角板 使表示两个力的对边一定要平行 2 验证力的平行四边形定则 的实验情况如图5 1 3甲所示 其中A为固定橡皮筋的图钉 O为橡皮筋与细绳的结点 OB和OC为细绳 图乙是在白纸上根据实验结果画出的图 图5 1 3 1 图乙中的F与F 两力中 方向一定沿AO方向的是 2 本实验采用的科学方法是 A 理想实验法B 等效替代法C 控制变量法D 建立物理模型法解析 验证力的平行四边形定则 的实验采用了等效替代法 实验中用一个弹簧测力计拉时肯定沿AO方向 而根据平行四边形定则画出来的合力应该说肯定有误差 答案 1 F 2 B 例1 关于合力与分力 下列说法正确的是 A 合力与分力是物体同时受到的力B 合力比分力大C 合力是各分力共同作用时产生效果的等效替代D 两物体间的一对相互作用力的合力为零 思路点拨 解答此题时应注意以下关键点 1 理解合力与分力概念时抓住 等效 替代 四个字 2 理解合力概念 合力不等于 力之和 力的合成遵循平行四边形定则 3 有相互作用力的受力物体是相互作用的两个物体 解析 物体受两个力 可用其合力等效替代 物体受某个力可用其两个分力替代 不可重复分析 A错 力的合成遵守平行四边形定则 而不是代数法则 合力可大于分力 也可小于其分力 B错 合力与分力的概念就是依据其作用效果的等效替代提出的 C对 只有同一物体所受的力可以根据效果等效替代 两物体相互作用力作用于两个物体不能合成 D错 答案 C 借题发挥 1 合力与分力的 等效 指的是合力的作用效果跟物体受到的两个 或多个 力的作用效果相同 强调的是作用效果相同 而不是增加了新的作用 2 合力的范围 关于两个力的合力 下列说法正确的是 A 两个力的合力一定大于每个分力B 两个力的合力不可能小于较小的那个分力C 两个力的合力一定小于或等于两个分力D 当两个力大小相等时 它们的合力可能等于分力大小 解析 设分力F1与分力F2的夹角为 根据力的平行四边形定则 合力F对应以F1 F2为邻边的平行四边形中F1 F2所夹的对角线 如图所示 当 0 时 F F1 F2 当 180 时 F F1 F2 以上分别为合力F的最大值和最小值 当F1 F2且夹角 180 时 合力F 0 小于任何一个分力 当F1 F2且夹角 120 时 合力F F1 F2 选项D正确 答案 D 例2 物体受到两个力F1和F2 F1 30N 方向水平向左 F2 40N 方向竖直向下 求这两个力的合力F 思路点拨 答案 大小50N 方向与F1成53 角 借题发挥 求合力的方法 1 作图法 要选择统一标度 严格作出力的图示及平行四边形 用统一标度去度量作出的平行四边形的对角线 求出合力的大小 再量出对角线与某一邻边的夹角 求出合力的方向 2 计算法 作出力的合成的示意图 将求解合力的物理问题转变成几何问题 充分利用数学知识来解决该问题 例如 直角三角形中的勾股定理 三角函数的定义 正弦定理和余弦定理等 1 上题中若F1 F2 20N 夹角为60 则二力的合力是多大 解析 1 用3mm的线段代表5N 作出F1 F2的线段长12mm 并标明方向如图所示 2 以F1 F2为邻边作平行四边形 连接两邻边所夹的对角线 3 用刻度尺量出表示合力的对角线长度为21mm 合力的大小为35N 4 合力的方向沿F1 F2夹角的平分线 答案 35N 34 6N 方向沿两分力夹角的平分线或与任一分力夹角为30 例3 在 验证平行四边形定则 的实验中 有位同学把橡皮筋的一端固定在木板上 用两个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点 以下操作中正确的是 A 同一次实验过程中 O点位置允许变动B 实验中 弹簧测力计必须保持与木板平行 读数时视线要正对弹簧测力计刻度C 橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上D 实验中 把橡皮筋的另一端拉到O点时 两个弹簧测力计之间夹角取90 以便算出合力大小 思路点拨 根据该实验的原理和设计方案分析各操作的要领 解析 实验中两个分力与合力的作用效果通过结点O的位置体现 因此O点的位置不能变动 A错 弹簧测力计应与木板平行 使读数与绳的作用力相等 读数时视线正对刻度线以减小读数误差 B正确 两力合成时其合力不一定在两力的角平分线上 不必让橡皮筋与两绳夹角的平分线在同一直线上 C错 两力的合力应用平行四边形定则求解 两力成的任意夹角都适用 不一定成90 D错 答案 B 2 上题中 若实验过程中每根细绳分别连着一个量程为5N 分度值为0 1N的弹簧测力计 沿着两个不同的方向拉弹簧测力计 当橡皮筋的活动端拉到O点时 两根细绳相互垂直 如图5 1 4所示 这时弹簧测力计的示数可从图中读出 图5 1 4 1 由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为 N和 N 只需读到0 1N 2 在方格纸 如图5 1 5 上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力 图5 1 5 解析 1 弹簧测力计的分度值为0 1N 因此 竖直向下弹簧测力计读数为2 5N 水平向右的弹簧测力计的读数为4 0N 2 选方格纸中一个小方格的边长表示0 5N 求出的合力如图所示 答案 见解析 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全