高一物理滬科版必修1 第4章 4.1《怎樣求合力》課件

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歡迎進(jìn)入物理課堂 理解教材新知 第4章 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 把握熱點(diǎn)考向 考向一 考向二 應(yīng)用創(chuàng)新演練 4 1 考向三 1 合力與分力之間的關(guān)系是一種等效替代的關(guān)系 分力的共同作用效果與合力的作用效果相同 2 合力與分力的計(jì)算滿足平行四邊形定則 合力是平行四邊形的對(duì)角線 兩分力是平行四邊形的鄰邊 3 合力與分力的大小關(guān)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 其運(yùn)算遵從平行四邊形定則 標(biāo)量只有大小 沒(méi)有方向 其運(yùn)算按算術(shù)法則進(jìn)行 自學(xué)教材 1 合力與分力 1 定義 當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用時(shí) 如果能用另外一個(gè)力代替它們并且它的作用效果跟原來(lái)那幾個(gè)力的共同作用效果 那么這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的 那幾個(gè)力叫做這個(gè)力的 相同 合力 分力 2 合力與分力的關(guān)系 關(guān)系 2 力的合成求幾個(gè)力的的過(guò)程 等效替代 合力 3 力的合成法則 1 遵循法則 定則 2 方法 以表示這兩個(gè)力的線段為作平行四邊形 這兩個(gè)鄰邊之間的表示合力的大小和方向 平行四邊形 鄰邊 對(duì)角線 重點(diǎn)詮釋 1 對(duì)合力與分力關(guān)系的理解 1 等效替代關(guān)系 由于合力對(duì)物體的作用效果與幾個(gè)分力共同的作用效果相同 所以可用合力等效替代那幾個(gè)分力 也可以用幾個(gè)分力來(lái)替代合力 2 瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系 進(jìn)行合成的幾個(gè)分力應(yīng)該是同時(shí)并且作用在同一個(gè)物體上的作用力 各個(gè)分力和合力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系 某個(gè)分力發(fā)生變化時(shí) 其合力也隨之發(fā)生變化 3 合力大小與分力夾角關(guān)系 合力的 合 不是 和 合力的大小不一定等于分力大小的代數(shù)和 也不一定比分力大 合力可以大于分力 也可以等于分力 還可以小于分力 兩個(gè)大小一定的分力進(jìn)行合成時(shí) 合力的大小與兩分力夾角 的關(guān)系是 0 180 越大 合力越小 4 方向關(guān)系 合力與兩個(gè)分力遵循平行四邊形定則 所以合力的方向可能與其中一個(gè)分力的方向相同 也可能與其中一個(gè)分力的方向相反 還可以成一定夾角 0 180 2 合力的大小 1 兩個(gè)力的合成 兩力同向時(shí)合力最大 F F1 F2 方向與兩力同向 兩力方向相反時(shí) 合力最小 F F1 F2 方向與兩力中較大的力同向 兩力成某一角度 時(shí) 如圖4 1 1所示 AOC的每一條邊對(duì)應(yīng)一個(gè)力 由幾何知識(shí)知道 兩邊之和大于第三邊 兩邊之差小于第三邊 即 F1 F2 F F1 F2 因此合力大小的范圍是 F1 F2 F F1 F2 圖4 1 1 2 三個(gè)力的合成 最大值 三個(gè)分力同向時(shí) 合力F最大 Fmax F1 F2 F3 最小值 當(dāng)兩個(gè)較小分力之和 F1 F2 大于等于第三個(gè)較大分力F3時(shí) 合力F最小值為0 即Fmin 0 當(dāng)兩個(gè)較小分力之和 F1 F2 小于第三個(gè)較大分力F3時(shí) 合力F最小值Fmin F3 F1 F2 合力F范圍 Fmin F Fmax 1 關(guān)于合力與分力 下列說(shuō)法正確的是 A 合力與分力是等效的B 合力與分力的性質(zhì)相同C 合力與分力同時(shí)作用在物體上D 合力與分力的性質(zhì)不影響作用效果 解析 合力與分力是等效替代關(guān)系 合力產(chǎn)生的效果與分力共同作用時(shí)的效果是相同的 因而合力與分力不是同時(shí)作用在物體上的 也不涉及力的性質(zhì)的問(wèn)題 故A D正確 B C錯(cuò)誤 答案 AD 自學(xué)教材 1 共點(diǎn)力指作用在物體上的或者相交于一點(diǎn)的幾個(gè)力 2 適用范圍力的合成的平行四邊形定則只適用于 同一點(diǎn) 延長(zhǎng)線 共點(diǎn)力 3 矢量和標(biāo)量 有 無(wú) 平行四邊形定則 算術(shù)法則 重點(diǎn)詮釋 求共點(diǎn)力的合力一般有以下兩種方法1 作圖法作圖法就是根據(jù)平行四邊形定則作出標(biāo)準(zhǔn)的平行四邊形 然后根據(jù)圖形用測(cè)量工具確定出合力的大小 方向 具體操作流程如下 圖4 1 2 答案 B 例1 關(guān)于兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力與其合力的關(guān)系 下列說(shuō)法正確的是 A 合力隨兩力間夾角的減小而增大B 合力隨兩力間夾角的增大而增大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 思路點(diǎn)撥 作出力的平行四邊形 從平行四邊形的邊長(zhǎng)關(guān)系判斷合力與分力的大小關(guān)系 解析 作出力的平行四邊形 如圖所示 由圖可知 合力隨兩力間的夾角的減小而增大 隨夾角增大而減小 合力可能大于最大分力 也可能小于最小分力 合力最大值為兩分力大小之和 最小值為兩分力大小之差 故A對(duì) B C D錯(cuò) 答案 A 借題發(fā)揮 合力與分力之間遵循的是平行四邊形定則 從平行四邊形的邊長(zhǎng)關(guān)系看 合力可以大于 等于或小于任何一個(gè)分力 當(dāng)合力與分力中的某一條件發(fā)生變化時(shí) 可通過(guò)作平行四邊形的方法判斷其他物理量的變化情況 1 兩個(gè)力的合力為F 如果它們之間的夾角 固定不變 使其中一個(gè)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的大小可能增大 也可能減小D 當(dāng) 90 時(shí) 合力F一定減小 解析 設(shè)兩力Fa Fb之間的夾角為鈍角 由圖所示的平行四邊形可知 當(dāng)Fa逐漸增大為Fa1 Fa2 Fa3時(shí) 其合力由原來(lái)的F變?yōu)镕1 F2 F3 它們可能小于F 可能等于F 也可能大于F 故B C正確 A錯(cuò)誤 若Fa Fb之間的夾角 90 同理可以判斷出D錯(cuò)誤 答案 BC 例2 在研究?jī)蓚€(gè)共點(diǎn)力的合成的實(shí)驗(yàn)中得到如圖4 1 3所示的合力F與兩個(gè)分力的夾角 的關(guān)系圖 求 1 兩個(gè)分力的大小各是多少 2 此合力的變化范圍是多少 圖4 1 3 思路點(diǎn)撥 從圖像中讀出兩分力在一定夾角下合力的值 對(duì)應(yīng)列出合力與分力的關(guān)系式 然后 聯(lián)立關(guān)系式求出兩分力的大小 2 F1 F2的合力最大值為F1 F2 14N 最小值為F1 F2 2N故合力的范圍是2N F 14N 答案 1 8N6N 2 2N F 14N 借題發(fā)揮 1 兩個(gè)力合力的大小范圍是 F1 F2 F F1 F2 2 對(duì)于有三個(gè)力F1 F2 F3的合力的取值范圍要看第三個(gè)力F3是否滿足 F1 F2 F3 F1 F2 如果滿足 則三個(gè)力的合力取值范圍為0 F合 F1 F2 F3 2 有三個(gè)力 一個(gè)力是12N 一個(gè)力是6N 一個(gè)力是7N 則關(guān)于這三個(gè)力的合力 下列說(shuō)法正確的是 A 合力的最小值為1NB 合力的最小值為0NC 合力不可能為20ND 合力不可能為30N 解析 可以先將任意兩個(gè)力求合力 比如將6N和7N的力求合力 合力的范圍是1N到13N 因此如果將這個(gè)合力再和12N的力合成 合力的范圍應(yīng)該是0N到25N 所以選項(xiàng)B D是正確的 答案 BD 例3 如圖4 1 4所示 為使電線桿穩(wěn)定 在桿上加了兩根拉線CA和CB 若每根拉線的拉力都是300N 兩根拉線與地面間的夾角均為60 角 求拉線拉力的合力大小和方向 圖4 1 4 思路點(diǎn)撥 由題中已知的兩分力的大小和方向 根據(jù)平行四邊形定則 可分別利用作圖法和計(jì)算法求解兩分力的合力 用量角器量得 DCA DCB 30 所以合力方向豎直向下 如圖甲所示 答案 520N方向豎直向下 借題發(fā)揮 作圖法和計(jì)算法各有優(yōu)缺點(diǎn) 作圖法便于理解矢量的概念 形象直觀 但不夠精確 會(huì)出現(xiàn)誤差 計(jì)算法是先用平行四邊形定則作圖 再通過(guò)幾何知識(shí)用數(shù)學(xué)方法求出合力 作圖時(shí) 盡量通過(guò)添加輔助線從而得到一些特殊的三角形 如直角三角形 等邊三角形 等腰三角形等 這樣便于計(jì)算 在本例中 若受地理位置的限制 兩根拉線不能關(guān)于電線桿對(duì)稱(chēng)固定設(shè)置 如果CA拉線不變 拉力仍為300N 但CB拉線與水平面夾角為30 為保證兩拉線的合力方向仍沿電線桿 那么CB拉線上的拉力為多大 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全