2013-2014学年高中物理人教版必修一第三章高中物理人教版必修一第4节《力的合成》课件.ppt

1、力的合成第4节学习目标：学习目标：1.掌握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律。2.初步学会运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的合成。3.会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力。重点1.理解合力与分力的等效替代关系。2.通过实验探究得出力的平行四边形定则。3.力的平行四边形定则的理解和应用。难点1.对物体进行简单的受力分析.通过作图法确定合力。2.合力与分力间的等效替代关系。重点难点一、力的合成提出问题1.两个弹簧测力计互成角度地悬挂一个钩码，使其处于静止状态，拉力分别为F1和F2；再用

2、一个弹簧测力计悬挂同一个钩码也使其处于静止状态，拉力为F.提出问题：F是F1和F2的合力吗？结论：由于力F产生的效果与力F1和F2共同作用产生的效果相同，力F就叫做力F1和F2的合力一、力的合成提出问题2.互成角度的两个力的合力与分力的大小、方向是否有关？如果有关，又有什么样的关系？实验设计：一根橡皮条，使其伸长一定的长度，可以用一个力F作用，也可以用2个力F1和F2同时作用.如能想办法确定F1和F2以及F的大小和方向，就可知F与F1和F2间的关系.探究过程：（1）将如图3-4-3所示实验装置安装在贴有白纸的竖直平板上.（2）用两只弹簧测力计同时用力互成角度地沿规定方向拉橡皮筋，橡皮条GE在两

3、个力的共同作用下，沿直线GC伸长了EO这样的长度，记下结点O的位置，两弹簧测力计F1和F2的大小及两细绳套的方向；一、力的合成（3）撤去F1和F2，用一只弹簧测力计拉橡皮条上，使橡皮条沿着相同的直线伸长到同一结点位置O，记下弹簧测力计的示数F及细绳套的方向。（4）因力F对橡皮条产生的效果跟力F1和F2共同作用产生的效果相同，力F等于F1和F2的合力，以O点为力的作用点，根据选定的标度，在力F1和F2的方向上各作线段OA和OB，使它们的长度分别表示力F1和F2的大小，再沿力F的方向作线段OC，根据选定的标度，使OC的长度表示F的大小.以OA、OB为邻边作平行四边形OACB，画平行四边形的对角线，

4、发现对角线与合力很接近.一、力的合成提出问题3.由此看来，求互成角度的两个力的合力，不是简单地将两个力相加减.那么互成角度的两个力F1和F2的合力的大小和方向是不是可以用以F1和F2的有向线段为邻边所作的平行四边形的对角线来表示呢？下面请同学根据自己的实验数据来验证.总结：平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，可以用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这就是平行四边形定则。一、力的合成提出问题4.如何应用平行四边形定则求合力？结论：平行四边形定则的具体应用方法有两种：（1）图解法两个共点力的合成：从力的作用点作两个共点力的图示，然后以F1、

5、F2为边作平行四边形，对角线的长度即为合力的大小，对角线的方向即为合力的方向.用直尺量出对角线的长度，依据力的标度折算出合力的大小，用量角器量出合力与其中一个力之间的夹角.如图所示.说明：图中F1=50 N，F2=40 N，合力F=80 N.一、力的合成（2）计算法先依据平行四边形定则画出力的平行四边形，然后依据数学公式（如余弦定理）算出对角线所表示的合力的大小和方向，如图所示，合力的大小当两个力互相垂直时，如图有：大小：方向：典型例题例1 力F1=45N，方向水平向右。力F2=60N，方向竖直向上。通过作图求这两个力的合力F的大小和方向。典型例题例2 将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根

6、细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N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(a)所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.(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0.1 N)(2)在方格纸(如图(b)所示)上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力.解析：测力计的读数要按题目要求读，注意有效数字的位数.本题考查弹簧测力计的读数及用力的图示法求合力.从图中知，弹簧测力计最小刻度为0.1 N，因此竖直向下的弹簧测力计读数为2.5 N，水平向右的弹簧测力计读数为4.0 N.因为读数2.5 N、4

7、.0 N均是0.5 N的整数倍，因此，选方格纸中一个小方格的边长表示0.5 N，应用平行四边形定则，即可画出两个力以及它们的合力，如图所示。一、力的合成提出问题5.合力是否一定比两个分力都大呢？结论：（1）合力F随 的增大而减小.（2）当=0时，F有最大值Fmax=F1+F2；当 =180时，F有最小值Fmin=.（3）合力F既可以大于也可以等于或小于任意一个分力.（4）一般有|F1-F2|FF1+F2典型例题例3 如图为两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角的关系图象，则这两个分力大小分别是（）A.1 N和4 N B.2 N和3 N C.1 N和5 N D.2 N和4 N解析：由合力与分

8、力的关系满足|F1-F2|FF1+F2知F1+F2=5N|F1-F2|=1N 联立解得：F1=2N，F2=3N 或 F1=3N，F2=2N 答案：B一、力的合成提出问题6.两分力大小相等且夹角为120时，合力的大小为多少？结论：由余弦定理可解得合力与两分力大小相等7.我们学过许多物理量，如：长度、质量、时间、能量、温度、力、速度等.这些物理量有什么异同？结论：有大小和方向的物理量叫矢量，如位移、速度、加速度等；只有大小没有方向的物理量叫标量，如路程、时间、湿度等。典型例题例4 列物理量在运算过程中遵循平行四边形定则的是（）A.路程 B.质量C.力 D.加速度解析：矢量的合成遵循平行四边形定则，

9、力、加速度是矢量，而路程、质量是标量，故选项C、D正确。二、共点力提出问题结论:1.如果一个物体受到两个或更多个力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一个点上，或者虽然不是作用于同一个点上，但是他们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力.2.掌握共点力时，不仅要看这几个力是不是作用于一个点，还要看它们的延长线是不是交于一个点.3.力的合成的平行四边形定则只适用于共点力作用的情况.1.什么样的力是共点力？2.你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题？3.力的合成的平行四边形定则有没有适用条件，如果有，适用条件是什么？巩固练习1.大小分别为30 N和25 N的两个力，同时作用在一个物体上，两个力的

10、合力F的大小可能是（）A.0 N B.5 N C.40N D.70NBC巩固练习2.如图示，两个共点力F1、F2的大小一定，夹角是变化的，在角从0逐渐增大到180的过程中，合力F的大小变化情况为()A.逐渐增加到最大B.从最大逐渐减小到零C.从最大逐渐减小到最小D.先增大后减小C巩固练习3.如图所示，一个木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和静摩擦力作用，而且三个力的合力为零，其中F1=10 N，F2=2 N.若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为多少？解析：F1和F2的合力F12F1F28 N，方向向右，又因物体受三力作用处于静止状态，因而合力为零，故静摩擦力f8 N，方向向左.若撤去力F1，则木块受F2作用而有向左运动的趋势，此时物体受到的静摩擦力为2 N，方向向右，木块仍保持静止状态,木块在水平方向受到的合力为零.布置作业完成课时学案中交流讨论的内容