【同步导学】高中物理课件 4.1怎样求合力课件 沪科必修1

4．1怎样求合力1．合力与分力：当一个物体受到几个力的共同

作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力

产生的______跟原来几个力的______相同，这个

力就叫做那几个力的______，原来的几个力叫做

______．2．求几个力的合力的过程或求合力的方法，叫

做__________．效果效果合力分力力的合成3．平行四边形定则：两个力合成时，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________就代表合力的______和______，这个法

则叫做平行四边形定则．4．矢量：在物理学中，把既有大小又有______，并

且按________________进行合成的物理量称为矢量．5．标量：只有______、没有方向的物理量叫标量．邻边对角线大小方向方向平行四边形定则大小(2)应用作图法时，必须各力选定同一标度，并且合力、分力比例适当，虚线、实线分清．(3)作图法简单、直观，但不够精确．(4)作图法是物理学中的常用方法之一．●

难点突破实验探究求合力的方法．我们知道了合力与分力的概念，若有两个力F1、F2的合力为F，则F的大小是否等于两个分力F1、F2的和？合力的大小一定比任何一个分力都大吗？(1)实验方案①先将橡皮筋一端固定，另一端用两个力F1、F2使其沿某一方向伸长一定长度；再用一个力F作用于橡皮筋的同一点，使其沿同一方向伸长到同样的长度，那么，F与F1、F2的效果就相同．②若记下F1、F2的大小和方向，画出各个力的图示，就可研究F与F1、F2的关系了．(2)学生做实验①用图钉把白纸固定于方木板上，把橡皮筋的一端固定．②在橡皮筋的另一端系上细绳，用两个弹簧秤互成某一角度地通过细绳把橡皮筋拉到某一点O，用铅笔记下O点的位置，记下两弹簧秤的读数F1、F2和两条细绳的方向．③用一个弹簧秤将同一条橡皮筋拉到O点，记下弹簧秤的读数F和细绳的方向．●

疑点辨析(1)合力与分力的关系．由平行四边形可知，F1、F2的夹角变化时，F的大小和方向也发生变化．①两分力同向时，合力最大：F＝F1＋F2.②两分力反向时，合力最小：F＝|F1－F2|，其方向与较大的一个分力方向相同．③合力的取值范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.④夹角θ越大，合力就越小．⑤合力可能大于、小于或等于某一分力．(2)三个力的合成成①最大值：三个个分力同向时时，合力F最大Fmax＝F1＋F2＋F3.②最小值：当两两个较小分力力之和F1＋F2大于等于第三三个较大分力力F3时，合力F最小值为0，即Fmin＝0.当两个较小分分力之和F1＋F2小于第三个较较大分力F3时，合力F最小值Fmin＝F3－(F1＋F2)．③合力F范围：Fmin≤F≤Fmax.二、矢量●疑点辨析由于矢量既有有大小，又有有方向，并且且按平行四边边形定则进行行合成，可以以见矢量的效效果既与大小小有关，还与与方向有关，，因此，两个个矢量相等的的条件是：大大小相同，方方向相同．一一个物理量如如果是标量，，其大小不变变，则该物理理量就不变；；一个物理量量如果是矢量量，其大小、、方向有一个个变化或者两两个都变化，，则该物理量量就发生了变变化．如前面面学习的速度度，加速度都都是矢量，速速度大小方向向都不变的才才是匀速运动动，加速度大大小、方向都都不变的运动动才是匀加速速运动．【答案】CD【规律总结】在两个分力力F1、F2大小一定的的情况下，，改变F1、F2两个分力之之间的夹角角θ，合力会发发生改变．．①当θ角减小时，，合力F增大．②当θ＝0°时，F最大，F＝F1＋F2.③当θ角增大时，，合力F减小．④当θ＝180°时，合力最最小，F＝|F1－F2|，方向与较较大的分力力方向相同同．总结以上几几点，得出出二力合成成的合力大大小的取值值范围是：：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.对于三个力力的合力范范围的问题题，应先求求两个力的的合力范围围，再用这这个合力与与第三个力力比较，就就可能确定定三个力合合力的范围围．三力合合成，F1、F2和F3同向共线时时合力最大大．当任意意两者之和和大于第三三者时，合合力最小为为零．【解析】可以先将任任意两个力力求合力，，比如将6N和7N的力求合力力，合力的的范围是1N到13N，因此如果果将这个合合力再和12N的力合成，，合力的范范围应该是是0N到25N，所以B、D是正确的．．【答案】BD作图法：自O点引两条有有向线段OC和OD，夹角为60°.设定每单位位长度表示示100N．则OC和OD的长度都是是3个单位长度度，作出平平行四边形形OCED，其对角线线OE就表示两个个拉力F1、F2的合力F，量得OE长为5.2个单位长度度，所以合合力F＝100×5.2N＝520N．用量角器器量得∠COE＝∠DOE＝30°，所以合力力方向竖直直向下．(如上图所示示)【答案】519.6N【答案】20N合力的方向向为东偏南南37°角【指点迷津】受标量运算算形成的思思维定势的的影响，有有的同学总总认为“合力应该大大于分力，，或至少大大于其中一一个分力”，这是错误误的．合力力和分力的的关系是等等效替代关关系，它们们之间遵循循平行四边边形定则，，不再是“1＋1等于2”的关系．例例如，两个个1N的力，方向向相反时，，合力为零零，此时合合力比两个个分力都小小．事实上，合合力的大小小与各分力力的大小的的关系，是是由它们之之间的方向向夹角所决决定的，夹夹角不同它它们之间的的量值关系系也就不同同．【答案】D(2)解析法：对对于特殊方方向的力的的合成，可可利用公式式具体计算算．①当F1与F2在同一直线线上时，选选定一个正正方向，与与正方向相相同的力为为正，与正正方向相反反的力为负负，即可将将矢量运算算转化为代代数运算来来求合力．．②当分力F1与F2的夹角为直直角时，由由平行四边边形定则可可知，其合合力为以两两分力为邻邻边的矩形形的对角线线，如图甲甲所示．甲乙乙丙丁丁已知共面的的三个力F1＝20N、F2＝30N、F3＝40N作用于物体体的同一点点上，三个个力之间的的夹角都是是120°，求合力的的大小和方方向．【解析】解法一：对三个力进进行如下图图所示的等等效替换．．1．一运动员员双手对称称地握住单单杠，使身身体悬空．．设每只手手臂所受的的拉力都是是T，它们的合合力是F，若两臂之之间的夹角角增大了，，则()A．T和F都增增大大B．T和F都减减小小C．T增大大，，F不变变D．T不变变，，F增大大【解析析】运动动员员处处于于平平衡衡状状态态，，两两手手臂臂的的合合力力F等于于运运动动员员的的重重力力，，当当两两臂臂之之间间的的夹夹角角增增大大时时，，合合力力不不变变，，分分力力T增大大，，C正确确．．【答案案】C【答案案】D3．当当两两个个力力夹夹角角为为180°°时，，两两力力的的合合力力为为2N；当当这这两两个个力力的的夹夹角角为为90°°时，，其其合合力力为为10N，则则下下列列说说法法中中正正确确的的是是()A．此此合合力力大大小小的的变变化化范范围围在在2N和14N之间间B．此此合合力力大大小小的的变变化化范范围围在在2N和10N之间C．两力的的大小分分别是2N和8ND．两力的的大小分分别是6N和8N【答案】AD【答案】C②将x1、x2、x3按一定比比例图示示出来，，以x1、x2为邻边作作平行四四边形，，求出其其对角线线OC′，比较OC′与OC的长度(即x3的长度)相等，且且在一条条直线上上，则达达到目的的，若OC′与OC有一微小小夹角θ，则有误误差(如图所示示)．③测出这三三根橡皮皮条的长长度L1、L2、L3，分别算算出它们们的伸长长量x1＝L1－L0，x2＝L2－L0，x3＝L3－L0.④将三根橡橡皮条的的一端都都拴在一一个图钉钉O上，将这这三根橡橡皮条的的另一端端分别拴拴上图钉钉A、B、C，注意此此时四个个图钉均均未固定定在板上上．⑤用刻度尺尺测出橡橡皮条的的自由长长度L0，注意从从图钉脚脚之间测测起．(1)请你确定定该研究究小组的的实验步步骤的顺顺序是________．(2)对于本实实验下列列论述中中正确的的是________．A．实验中中用到了了图钉O受到三个个共面共共点力而而静止，，任意两两个力的的合力与与第三个个力大小小相等、、方向相相反的原原理，使使合力和和分力在在一次实实验中全全部出现现，从而而简化了了实验的的过程B．实验中中用到了了胡克定定律，简简化了力力的测量量，可以以不用弹弹簧秤就就完成实实验C．由于实实验中总总有0C′与OC的微小夹夹角θ，故实验验有误差差，该方方法不可可取D．三根橡橡皮条不不能做到到粗细、、长短完完全相同同，是该该实验的的主要误误差来源源之一【解析】(1)该实验的的过程中中应该首首先将三三根橡皮皮条拴在在图钉上上，这样样便于测测橡皮条条的原长长，之后后就要固固定两个个图钉拉拉第三个个图钉到到适当的的位置进进行实验验，把第第三个图图钉也固固定后就就可测每每根橡皮皮条的长长度并计计算出伸伸长量，，最后按按照胡克克定律转转换成力力作出力力的图示示进行实实验研究究，所以以正确的