高中物理《力的合成》課件 （新人教版）必修1ppt

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,《曹沖稱象》是人人皆知的歷史故事，請同學(xué)們結(jié)合下面的圖片回憶故事情節(jié)，細(xì)心體會曹沖是怎樣“稱出”大象的重量的？采用的是什么方法？思考后，請自由發(fā)言。,,“等效替代”,G=200N,觀察下面的情境圖片思考：兩位小孩對水桶施加的兩個力與一位大人對水桶施加的一個力，就“提起水桶”這一作用效果而言，相同嗎？它們可以相互替代嗎？說出你的看法。,想一想：,生活中還有很多事例可以說明“幾個力與一個力的作用效果相同”。觀察下面的情境圖片，細(xì)心體會“等效替代”的含義。,想一想：,生活中還有很多事例可以說明“幾個力與一個力的作用效果相同”。觀察下面的情境圖片，細(xì)心體會“等效替代”的含義。,想一想：,生活中還有很多事例可以說明“幾個力與一個力的作用效果相同”。觀察下面的情境圖片，細(xì)心體會“等效替代”的含義。,想一想：,生活中還有很多事例可以說明“幾個力與一個力的作用效果相同”。觀察下面的情境圖片，細(xì)心體會“等效替代”的含義。,一、合力與分力一個力產(chǎn)生的效果跟幾個力共同產(chǎn)生的效果相同，這個力叫做那幾個力的合力。原來的幾個力叫做這個力的分力。,注意：,合力與分力是等效替代的關(guān)系，在實際問題中，就可以用合力來代替那幾個分力，而不是物體又多受了一個合力。,二、力的合成求幾個已知力的合力的過程或方法，叫做力的合成。,說明：,1）對幾個力的合成結(jié)果是唯一的。（給定了分力，所能求得的具有相同作用效果的合力就是確定的。）2）只有同一物體受到的力才能合成。（不能對不在同一物體上的力進(jìn)行合成！）3）不同性質(zhì)的力也可以合成。（重力和彈力、重力和摩擦力都可以進(jìn)行合成。）,探究同一直線上的力合成的方法：,結(jié)論：兩個力同向時，兩個力的合力等于兩個力的數(shù)值之和，兩個力反向時，兩個力的合力等于兩個力的數(shù)值之差，方向與大的力同向。,1、同一直線上的幾個力的合力：規(guī)定正方向，代入正負(fù)號求和。,已知：F1=300N、F2=400N則F合=.=N方向。,已知：F1=300N、F2=400N則F合=.=N方向。,F1+F2,300+400=700,與F1、F2方向相同,F1+F2,-300+400=100,與F2方向相同,如圖：當(dāng)兩個力不在一條直線上時還能用這種方法求合力嗎?如何求任意的互成角度的兩個力的合力呢?,想一想：,,實驗：探究求合力的方法,圖甲表示橡皮條GE在兩個力的共同作用下，沿著直線GC伸長了EO這樣的長度．圖乙表示撤去F1和F2，用一個力F作用在橡皮條上，使橡皮條沿著相同的直線伸長相同的長度．力F對橡皮條產(chǎn)生的效果跟力F1和F2共同產(chǎn)生的效果相同，所以力F等于F1和F2的合力．,F=F1+F2嗎？,用力的圖示表示，剛好是一個平行四邊形！,前人經(jīng)過多次精細(xì)的實驗，最后確認(rèn)，對角線的長度、方向跟合力的大小、方向一致，即對角線與合力重合，也就是說，對角線就表示F1、F2的合力。,實驗：驗證求合力的方法,①在桌上平放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上。,②用圖釘把橡皮條的一端固定在板上，在橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套,③用兩個彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O,④用鉛筆記下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向，讀出兩個彈簧的示數(shù)F1和F2。,實驗過程,⑤用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點(diǎn)沿著兩條細(xì)繩的方向畫直線，按著一定的標(biāo)度作出兩個力F1和F2的圖示。以F1和F2為鄰邊利用刻度尺和三角尺作平行四邊形，過O點(diǎn)畫平行四邊形的對角線，求出合力F的圖示.,⑥只用一只彈簧，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到同樣位置O。讀出彈簧的示數(shù)F′,記下細(xì)繩套的方向用刻度尺從O點(diǎn)按同一標(biāo)度作出這個F＇的圖示。,⑦比較力F′與用平行四邊形法則求得的合力F的大小和方向，看在實驗誤差范圍內(nèi)是否相等。,⑧改變兩分力F1、F2的大小和夾角，重復(fù)實驗幾次。,實驗：驗證求合力的方法,關(guān)于實驗過程中的幾個問題：,①實驗中的兩條細(xì)繩不要太短，畫力的方向時兩點(diǎn)的距離遠(yuǎn)一些，誤差就小一些。②同一次實驗中，橡皮條拉長后的結(jié)點(diǎn)位置應(yīng)不變，以保證作用效果相同。③在使用彈簧秤的時候，要注意使彈簧秤與木板平面平行，以保證前后兩次作用效果相同。④使用彈簧秤測拉力時，拉力應(yīng)適當(dāng)大一些，但不要超出量程。⑤在同一次實驗中，力的圖示的標(biāo)度要相同，盡量將圖畫大一些，以減少測量誤差。⑥實驗總是有誤差的，直接測出的力F與用平行四邊形法則求出的合力F不可能完全重合，但在誤差范圍內(nèi)可認(rèn)為重合。,兩個力合成時，以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向，這個法則叫做平行四邊形定則。,F合,,,,大?。簶?biāo)度,方向：角度,θ,注意：力用實線，輔助線用虛線！,2、求任意互成角度的兩個力的合力：,例題1：兩個力F1=45N，方向水平向右，F(xiàn)2=60N，方向豎直向上，求這兩個力的合力F的大小和方向．,利用三角形知識：F大?。?75NF的方向：tanα=F2/F1=4/3，查表得α=37,,F,,,量對角線長度與標(biāo)度比較,F=75N,方向與F1夾角α為530,α,如果有兩個以上的力作用在一個物體上，如何來求它們的合力？,想一想：,3、多個力的合成方法：,先求出任意兩個力的合力，再求出這個合力跟第三個力的合力，直到把所有的力都合成進(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。,,,,,,,,,,F123,F12,F4,F3,F1,F2,F1234,F1=3N，F(xiàn)2=4N，當(dāng)改變二力間的夾角θ而不改變大小時，其合力F怎樣變化？,思考與討論：,提示：請按相同標(biāo)度大小作力的圖示，比較當(dāng)θ=0、30、60、90、120、150、180時合力的大小。,隨著θ增大，合力如何變化？什么時候合力最大？什么時候合力最小？你能總結(jié)出合力的取值范圍嗎？合力是否總大于每一個分力？合力是否可能大于其中的一個分力小于另一個分力？合力是否可能都小于任一個分力？,4、合力與分力的關(guān)系：,①F合隨F1和F2夾角θ的增大而減?。唬?≤θ≤180）②合力大小范圍：︱F1-F2︱≤F合≤F1+F2；③合力可能大于、等于、小于任一分力；,練習(xí)1、兩個力的大小分別為3N、5N，其合力大小可能是（）A、1NB、3NC、5ND、9N練習(xí)2、兩個力的大小分別為F1=15N，F(xiàn)2=9N，它們的合力不可能等于（）A、9NB、25NC、6ND、21N,BC,B,試一試：,想一想：,三個力的合力范圍怎么求？,①3N、4N、5N；②2N、5N、6N；③8N、4N、3N；④1N、5N、9N；,最大值：F合=F1+F2+F3最小值：①先求任兩個力F1、F2合力大小范圍：︱F1-F2︱≤F≤F1+F2；②若F3在此范圍內(nèi)，三個力的合力最小值為0。③若F3不在此范圍內(nèi)，三個力的合力最小值為F3與F的最小值。,①0N≤F≤12N；②0N≤F≤13N；③1N≤F≤15N；④3N≤F≤15N；,5、共點(diǎn)力：,如果一個物體受兩個或多個力作用，這些力都作用在物體上的同一點(diǎn)，或者雖不作用在同一點(diǎn)上，但它們的延長線相交于同一點(diǎn)，這幾個力叫做共點(diǎn)力。,非共點(diǎn)力,注意：,①力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力；②平行四邊形定則適用所有矢量的合成和分解。,6、力的三角形定則：,F合,,,θ,F1,兩個力F1、F2求合力時，首尾依次相連，合力的大小和方向用從第一個力的始端指向第二個力的末端的有向線段表示。,求合力轉(zhuǎn)化為解三角形！,1）解直角三角形：,2）解斜三角形：特殊三角形,等邊三角形、120等腰三角形,思考與討論：,兩個力夾角θ一定，F(xiàn)1大小不變，增大F2，其合力F怎樣變化？,①當(dāng)θ≤90時，F(xiàn)合變大。②當(dāng)θ>90時，F(xiàn)合先變小后變大。,F合,F2,,F1,,,,,,,,,,F2,θ,,,F1,F2,,,,,,,,,,,,F2,θ,,F合,7、共點(diǎn)力的平衡：,1）平衡狀態(tài)：如果一個物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，我們就說這個物體處于“平衡狀態(tài)”。2）兩個力的平衡狀態(tài)：如果兩個力作用在物體上使之保持平衡，那么這兩個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。3）三個力的平衡狀態(tài)：如果三個力作用在物體上使之保持平衡，那么其中任兩個力的合力與第三個力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。,F合,,2、F1大小、方向一定，F(xiàn)合方向一定，問力F2怎樣施加才最?。?,F2,,,,,,,實驗：探究求合力的方法,①在桌上平放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上。,②用圖釘把橡皮條的一端固定在板上，在橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套,實驗過程,,,,,,,實驗：探究求合力的方法,③用兩個彈簧秤分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O,④用鉛筆記下O點(diǎn)的位置和兩條細(xì)繩的方向，讀出兩個彈簧的示數(shù)F1和F2。,,,,,,,O,⑤用鉛筆和刻度尺在白紙上從O點(diǎn)沿著兩條細(xì)繩的方向畫直線，按著一定的標(biāo)度作出兩個力F1和F2的圖示。,怎樣確定兩個分力F1、F2的大小、方向？,,,,,,,O,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,