高中物理 第4章 力与平衡 第1节 力的合成（第1课时）力的合成课件 鲁科版必修1.ppt

第4章力与平衡 第1节力的合成 第1课时力的合成 填一填 练一练 一 共点力的合成 见课本第80页 1 共点力 如果几个力同时作用在物体上的同一点 或者它们的作用线相交于同一点 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效果可以用一个力来代替 物理学中就把这个力叫做那几个力的合力 3 力的合成 求几个力的合力叫做力的合成 二 共点力合成的平行四边形定则 见课本第81 82页 1 平行四边形定则 如果以表示原来两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形 那么 其合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线来表示 这就是共点力合成的平行四边形定则 2 三个或多个外力的合成方法 用平行四边形定则先求出其中两个力的合力 然后再用平行四边形定则求这个合力与第三个力的合力 直到把所有外力都合成为止 最后得到这些力的总合力 填一填 练一练 如图所示 下列情况下日光灯所受的拉力T1 T2及重力G一定不是共点力的是 A 甲情况下B 乙情况下C 丙情况下D 甲 乙 丙三种情况下解析 题图乙中三个力的作用线不能相交于同一点 所以不是共点力 甲 丙情况是共点力 选B 答案 B 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 合力与分力的关系如图中 一个成年人或两个孩子均能提起相同质量的一桶水 那么该成年人用的力与两个孩子用的力作用效果是否相同 二者能否等效替换 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 1 合力与分力的相关性 1 等效性 合力产生的效果与它的分力共同产生的效果相同 这是进行力的合成必须遵守的原则 2 唯一性 不管有几个力共同作用在物体上 有且只有一个力的作用效果与之相同 如果那几个分力个数确定 每个分力的大小 方向都保持不变 则合力的大小 方向也是确定的 并且是唯一的 3 同体性 各个分力是作用在同一物体上的 作用在不同物体上的力不能求合力 4 瞬时性 各个分力与合力具有瞬时对应关系 某个分力变化了 合力也同时发生变化 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 2 合力与分力间的大小关系当两个分力F1 F2大小一定时 1 两个分力同向时合力最大 F F1 F2 方向与两个分力同向 2 两个分力方向相反时 合力最小 F F1 F2 方向与两个分力中较大的力同向 3 两个分力成某一角度 时 如图所示 三角形AOC的每一条边对应一个力 由几何知识可知 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 4 夹角 越大 合力越小 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 例题1 导学号93960059 多选 关于共点力 合力 分力等概念及其关系 下列说法正确的是 A 作用在同一物体上的几个力就是共点力B 作用在同一物体上的两个力 如果这两个力是一对平衡力 则这两个力是共点力C 两个分力F1 F2一定是同一个物体受到的力D 两个分力F1 F2与合力F是物体同时受到的三个力 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 解析 作用在同一物体上的几个力 作用点不一定相同 作用线也不一定会相交于一点 所以不一定是共点力 选项A错误 作用在同一物体上的两个力如果是一对平衡力 两力的作用线一定共线 所以它们一定是共点力 选项B正确 两个分力F1 F2具有同体性 一定是同时作用在同一物体上的 作用在不同物体上的两个力不能求合力 也不能称其为分力 故选项C正确 合力是对原来几个分力的等效替代 不是真实存在的 因此不是物体实际的受力 故选项D错误 答案 BC 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 变式训练1 多选 以下关于分力和合力的关系的叙述中 正确的是 A 合力和它的两个分力同时作用于物体上B 合力的大小等于两个分力大小的代数和C 合力可能小于它的任一个分力D 合力的大小可能等于某一个分力的大小 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 解析 分力与合力是等效替代关系 替代 即指不是同时存在 故选项A错误 合力与分力满足平行四边形定则 则由平行四边形定则知 F1 F2 F F1 F2 一般F F1 F2 只有当两分力同向时才满足F F1 F2 故选项B错误 合力可以小于它的两个分力 如图甲所示 合力大小也可能等于某个分力的大小 如图乙所示 故C D正确 答案 CD 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 合力的求解方法如图所示 两个人共同用力将一个牌匾拉上墙头 其中一人用了450N的拉力 另一人用了600N的拉力 如果这两个人所用拉力的夹角是90 试求它们的合力 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 1 作图法作图法就是用作图工具根据平行四边形定则作出平行四边形 然后用测量工具测量出合力的大小 方向 具体操作流程如下 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 2 计算法可以根据平行四边形定则作出力的示意图 然后由几何知识求解对角线的大小 方向 即为合力 以下为求合力的三种常见情况 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 3 三角形法如图所示 力的平行四边形定则 也可以用力的矢量三角形表示 图甲可用图乙的力的三角形定则表示 即将各分力依次 首 尾 相接 合力即为起于一个力的 首 止于另一个力的 尾 的有向线段 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 例题2 导学号93960060杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的我国自行设计建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥 如图所示 假设斜拉桥中 某对钢索与竖直方向的夹角都是30 每根钢索中的拉力都是3 104N 那么这对钢索对塔柱形成的合力有多大 方向如何 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析 1 作图法 自O点引两条有向线段OA和OB 它们跟竖直方向间的夹角都为30 取单位长度为1 104N 则OA和OB的长度都是3个单位长度 量得对角线OC长约为5 2个单位长度 如图甲所示 所以合力的大小为F 5 2 1 104N 5 2 104N 方向沿两钢索拉力方向间的角平分线 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 2 计算法 根据力的平行四边形是一个菱形的特点 如图乙所示 连接AB 交OC于D 则AB与OC互相垂直平分 即AB OC 且AD DB OD DC 考虑直角三角形AOD 其中 AOD 30 而OD OC 所以合力的大小为F 2 F1cos30 2 3 104 N 5 2 104N 方向沿两钢索拉力方向间的角平分线 答案 5 2 104N 方向沿两钢索拉力方向间的角平分线 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 变式训练2水平横梁一端插在墙壁内 另一端装小滑轮B 轻绳的一端C固定在墙壁上 另一端跨过滑轮后悬挂一质量m 10kg的重物 CBA 30 如图所示 则滑轮受到绳子的作用力为 g取10N kg 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 解析 以滑轮为研究对象 悬挂重物的绳的拉力是F mg 100N 故小滑轮受到绳的作用力沿BC BD方向 大小都是100N 如图所示 可得出 CBD 120 CBE DBE 得 CBE DBE 60 即 CBE是等边三角形 故F 100N 故选C 答案 C 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 探究一 探究二 问题导引 名师精讲 典例剖析 12345 1 两个共点力F1和F2 其合力为F 则下列说法中正确的是 A 合力一定大于F1或F2B 增大F1和F2间的夹角 合力一定减小C F1 F2都增大时 合力F一定增大D 合力F有可能大于F1或F2 也可能小于F1或F2 还可能与F1或F2相等解析 两个共点力F1和F2与其合力F间的关系满足平行四边形定则 所以合力F有可能大于F1或F2 也可能小于F1或F2 还可能与F1或F2都相等 选项A错误 选项D正确 合力大小由F1和F2的大小及夹角共同决定 只是增大F1和F2间的夹角时 由于F1 F2的大小变化情况不知道 因此合力的变化情况不能确定 同理 F1 F2都增大时 合力F不一定增大 选项B C都不正确 答案 D 12345 2 有两个共点力 大小分别是30N和40N 则这两个力合力的大小可能是 A 0B 50NC 80ND 110N解析 30N和40N的两个共点力的合力范围是10N F 70N 在此范围的合力只有选项B 答案 B 12345 3 某同学在单杠上做引体向上 在图中的四个选项中双臂用力最小的是 解析 根据两个分力大小一定时 夹角增大 合力减小可知 双臂拉力的合力一定 等于同学自身的重力 双臂的夹角越大 所需拉力越大 故双臂平行时 双臂的拉力最小 各等于重力的一半 故B正确 答案 B 12345 4 如图所示 在同一平面内 大小分别为1N 2N 3N 4N 5N 6N的六个力共同作用于一点 其合力大小为 A 0B 1NC 3ND 6N 12345 解析 三对共线的分力分别求合力 大小均为3N 方向如图所示 夹角为120 的两个3N的力的合力为3N 方向沿角平分线 故所给六个力总合力为6N 选项D正确 答案 D 12345 5 选做题 如图所示 一条小船在河中向正东方向行驶 船上挂起一风帆 帆受侧向风作用 风力大小F1为100N 方向为东偏南30 为了使船受到的合力能恰沿正东方向 岸上一人用一根绳子拉船 绳子取向与河岸垂直 求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小 12345