高一物理沪科版必修1 第4章 4.1《怎样求合力》课件

欢迎进入物理课堂 理解教材新知 第4章 随堂基础巩固 课时跟踪训练 知识点一 知识点二 把握热点考向 考向一 考向二 应用创新演练 4 1 考向三 1 合力与分力之间的关系是一种等效替代的关系 分力的共同作用效果与合力的作用效果相同 2 合力与分力的计算满足平行四边形定则 合力是平行四边形的对角线 两分力是平行四边形的邻边 3 合力与分力的大小关系是任意的 合力不一定大于分力 4 矢量是既有大小又有方向的物理量 其运算遵从平行四边形定则 标量只有大小 没有方向 其运算按算术法则进行 自学教材 1 合力与分力 1 定义 当一个物体受到几个力共同作用时 如果能用另外一个力代替它们并且它的作用效果跟原来那几个力的共同作用效果 那么这个力就叫做那几个力的 那几个力叫做这个力的 相同 合力 分力 2 合力与分力的关系 关系 2 力的合成求几个力的的过程 等效替代 合力 3 力的合成法则 1 遵循法则 定则 2 方法 以表示这两个力的线段为作平行四边形 这两个邻边之间的表示合力的大小和方向 平行四边形 邻边 对角线 重点诠释 1 对合力与分力关系的理解 1 等效替代关系 由于合力对物体的作用效果与几个分力共同的作用效果相同 所以可用合力等效替代那几个分力 也可以用几个分力来替代合力 2 瞬时对应关系 进行合成的几个分力应该是同时并且作用在同一个物体上的作用力 各个分力和合力具有瞬时对应关系 某个分力发生变化时 其合力也随之发生变化 3 合力大小与分力夹角关系 合力的 合 不是 和 合力的大小不一定等于分力大小的代数和 也不一定比分力大 合力可以大于分力 也可以等于分力 还可以小于分力 两个大小一定的分力进行合成时 合力的大小与两分力夹角 的关系是 0 180 越大 合力越小 4 方向关系 合力与两个分力遵循平行四边形定则 所以合力的方向可能与其中一个分力的方向相同 也可能与其中一个分力的方向相反 还可以成一定夹角 0 180 2 合力的大小 1 两个力的合成 两力同向时合力最大 F F1 F2 方向与两力同向 两力方向相反时 合力最小 F F1 F2 方向与两力中较大的力同向 两力成某一角度 时 如图4 1 1所示 AOC的每一条边对应一个力 由几何知识知道 两边之和大于第三边 两边之差小于第三边 即 F1 F2 F F1 F2 因此合力大小的范围是 F1 F2 F F1 F2 图4 1 1 2 三个力的合成 最大值 三个分力同向时 合力F最大 Fmax F1 F2 F3 最小值 当两个较小分力之和 F1 F2 大于等于第三个较大分力F3时 合力F最小值为0 即Fmin 0 当两个较小分力之和 F1 F2 小于第三个较大分力F3时 合力F最小值Fmin F3 F1 F2 合力F范围 Fmin F Fmax 1 关于合力与分力 下列说法正确的是 A 合力与分力是等效的B 合力与分力的性质相同C 合力与分力同时作用在物体上D 合力与分力的性质不影响作用效果 解析 合力与分力是等效替代关系 合力产生的效果与分力共同作用时的效果是相同的 因而合力与分力不是同时作用在物体上的 也不涉及力的性质的问题 故A D正确 B C错误 答案 AD 自学教材 1 共点力指作用在物体上的或者相交于一点的几个力 2 适用范围力的合成的平行四边形定则只适用于 同一点 延长线 共点力 3 矢量和标量 有 无 平行四边形定则 算术法则 重点诠释 求共点力的合力一般有以下两种方法1 作图法作图法就是根据平行四边形定则作出标准的平行四边形 然后根据图形用测量工具确定出合力的大小 方向 具体操作流程如下 图4 1 2 答案 B 例1 关于两个大小不变的共点力与其合力的关系 下列说法正确的是 A 合力随两力间夹角的减小而增大B 合力随两力间夹角的增大而增大C 合力一定大于分力中的最大者D 合力不可能小于分力中的最小者 思路点拨 作出力的平行四边形 从平行四边形的边长关系判断合力与分力的大小关系 解析 作出力的平行四边形 如图所示 由图可知 合力随两力间的夹角的减小而增大 随夹角增大而减小 合力可能大于最大分力 也可能小于最小分力 合力最大值为两分力大小之和 最小值为两分力大小之差 故A对 B C D错 答案 A 借题发挥 合力与分力之间遵循的是平行四边形定则 从平行四边形的边长关系看 合力可以大于 等于或小于任何一个分力 当合力与分力中的某一条件发生变化时 可通过作平行四边形的方法判断其他物理量的变化情况 1 两个力的合力为F 如果它们之间的夹角 固定不变 使其中一个力增大 则 A 合力F一定增大B 合力F的大小可能不变C 合力F的大小可能增大 也可能减小D 当 90 时 合力F一定减小 解析 设两力Fa Fb之间的夹角为钝角 由图所示的平行四边形可知 当Fa逐渐增大为Fa1 Fa2 Fa3时 其合力由原来的F变为F1 F2 F3 它们可能小于F 可能等于F 也可能大于F 故B C正确 A错误 若Fa Fb之间的夹角 90 同理可以判断出D错误 答案 BC 例2 在研究两个共点力的合成的实验中得到如图4 1 3所示的合力F与两个分力的夹角 的关系图 求 1 两个分力的大小各是多少 2 此合力的变化范围是多少 图4 1 3 思路点拨 从图像中读出两分力在一定夹角下合力的值 对应列出合力与分力的关系式 然后 联立关系式求出两分力的大小 2 F1 F2的合力最大值为F1 F2 14N 最小值为F1 F2 2N故合力的范围是2N F 14N 答案 1 8N6N 2 2N F 14N 借题发挥 1 两个力合力的大小范围是 F1 F2 F F1 F2 2 对于有三个力F1 F2 F3的合力的取值范围要看第三个力F3是否满足 F1 F2 F3 F1 F2 如果满足 则三个力的合力取值范围为0 F合 F1 F2 F3 2 有三个力 一个力是12N 一个力是6N 一个力是7N 则关于这三个力的合力 下列说法正确的是 A 合力的最小值为1NB 合力的最小值为0NC 合力不可能为20ND 合力不可能为30N 解析 可以先将任意两个力求合力 比如将6N和7N的力求合力 合力的范围是1N到13N 因此如果将这个合力再和12N的力合成 合力的范围应该是0N到25N 所以选项B D是正确的 答案 BD 例3 如图4 1 4所示 为使电线杆稳定 在杆上加了两根拉线CA和CB 若每根拉线的拉力都是300N 两根拉线与地面间的夹角均为60 角 求拉线拉力的合力大小和方向 图4 1 4 思路点拨 由题中已知的两分力的大小和方向 根据平行四边形定则 可分别利用作图法和计算法求解两分力的合力 用量角器量得 DCA DCB 30 所以合力方向竖直向下 如图甲所示 答案 520N方向竖直向下 借题发挥 作图法和计算法各有优缺点 作图法便于理解矢量的概念 形象直观 但不够精确 会出现误差 计算法是先用平行四边形定则作图 再通过几何知识用数学方法求出合力 作图时 尽量通过添加辅助线从而得到一些特殊的三角形 如直角三角形 等边三角形 等腰三角形等 这样便于计算 在本例中 若受地理位置的限制 两根拉线不能关于电线杆对称固定设置 如果CA拉线不变 拉力仍为300N 但CB拉线与水平面夹角为30 为保证两拉线的合力方向仍沿电线杆 那么CB拉线上的拉力为多大 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