教科版高中物理必修第一册第三章相互作用4力的合成课件

1.合力与分力(1)定义:如果力F的作用效果与力F1和F2共同作用的效果相同,我们就称F为F1和F2的合力,力F

1和F2为力F的分力。(2)合力与分力的关系:在作用效果上是一种等效替代关系。(3)合力与分力的三个性质4力的合成知识点1几个力可以用一个力来替代必备知识清单破

2.力的合成:求几个力的合力的过程叫作力的合成。3.共点力:作用于物体上同一点,或者作用在同一物体上且力的作用线相交于同一点的几个

力。1.实验原理(1)合力F的确定:把一端固定的同一根橡皮筋拉伸到某点,一次只用一个力F作用,另一次用两

个共点力F1与F2共同作用,则F为F1和F2的合力。(2)合力理论值F'的确定:作出F1和F2的图示,根据平行四边形定则求得合力F'。(3)平行四边形定则的验证:在实验误差允许的范围内,比较F'和F是否大小相等、方向相同。2.实验器材薄木板、橡皮筋、轻质小圆环、细绳、弹簧测力计、图钉、白纸、铅笔、刻度尺、三角

板。3.实验步骤(1)在水平放置的薄木板上用图钉固定一张白纸,橡皮筋的一端固定在木板上的K点处,橡皮知识点2实验:探究两个互成角度的力的合成规律筋的自然长度为KE。用一根细绳把橡皮筋的E端与轻质小圆环连接起来,如图(a)所示。

(2)从小圆环上再引出两根细绳,用两个弹簧测力计钩住这两根细绳,互成角度地用力F1和F2

拉小圆环,使橡皮筋伸长。保持小圆环静止,将它此时所处的位置记为O点,如图(b)所示。用

笔记下两个拉力F1和F2的方向,并记录它们的大小。(3)撤去F1和F2,改为只用一个弹簧测力计钩住连接小圆环的细绳,用力F拉橡皮筋,使小圆环同

样静止于O点处,如图(c)所示。用笔记下拉力F的方向,并记录它的大小。

(4)取下白纸,在纸上用同一个标度分别作出力F1、F2及F的图示,如图(d)所示。4.数据处理(1)以F1和F2的图示为邻边作平行四边形,其对角线为F';(2)比较F'与F,若F'与F在实验误差允许的范围内,大小相等、方向相同,则说明互成角度的力

的合成遵循平行四边形定则。在两个力合成时,用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形,那么合力F的大

小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来,如图,这种求合力的方法叫作力的平

行四边形定则。

知识点3平行四边形定则知识辨析1.合力总比分力大吗?不是。合力与分力满足平行四边形定则,合力用对角线表示,对角线不一定比邻边长,故合力不一定大于分力。2.力F的大小为100N,它的一个分力F1的大小为60N,则另一个分力可能小于40N吗?不可能。设另一个分力大小为F2,根据平行四边形定则,可知另一个分力的取值范围是F-F1≤F2≤F+F1,即40N≤F2≤160N。3.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,使用弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力应大些吗?不是。拉力应适当,不能超过弹簧测力计量程。提示提示提示4.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,用一个弹簧测力计拉橡皮筋时,只需记录

弹簧测力计示数吗?不是。用一个弹簧测力计拉橡皮筋时,需要记录弹簧测力计示数和细绳方向。提示1.合力F的大小与两个分力F1、F2的大小及分力的夹角θ(0°≤θ≤180°)的关系在两个分力F1、F2大小一定的情况下,改变两个分力F1、F2之间的夹角θ,合力F会发生改

变:当θ角减小时,合力F增大;当θ角增大时,合力F减小;当θ=0°时,F最大,有Fmax=F1+F2;当θ=180°

时,合力最小,有Fmin=

,方向与较大的分力方向相同。总结:关键能力定点破定点1合力与分力的大小关系分析二力的合力大小的取值范围是

≤F≤F1+F2,两分力的夹角θ越小,合力的值越大。2.合力可以大于分力,也可以等于分力,还可以小于分力(如上图)。3.当两个分力的夹角θ一定时,两个分力增大,其合力不一定增大。如两个分力F1、F2的大小

分别为6N、2N,当夹角为180°时,F1、F2的大小分别变为7N、6N,其合力大小从4N变为1

N。4.三个共点力的合力大小范围(1)最大值:三个力方向相同时,合力最大,Fmax=F1+F2+F3。(2)最小值①若|F1-F2|≤F3≤F1+F2,则合力的最小值为零。②若F3不在|F1-F2|~(F1+F2)范围内,则合力的最小值不可能为零,合力的最小值等于三个力中

最大的力减去另外两个力。力的合成在本质上就是在保证作用效果相同的前提下,用一个力的作用代替几个力的共同作

用,这个力就是那几个力的合力。力的平行四边形定则是共点力的合成法则,常用的共点力

的合成方法有作图法和计算法。1.作图法根据两个分力的大小和方向,用力的图示法,从力的作用点起,按同一标度作出两个分力

F1、F2,再以F1、F2为邻边作出平行四边形,从而得到F1、F2之间的对角线,然后根据力的标度

去量度该对角线,对角线的长度代表了合力的大小,对角线与某一分力的夹角可以确定合力

的方向。具体流程如下:定点2求共点力的合力的方法

如图为用作图法求F1、F2的合力F。

2.计算法(1)两分力共线时①若F1、F2两力同向,则合力F=F1+F2,方向与两力同向。②若F1、F2两力反向,则合力F=|F1-F2|,方向与两力中较大者同向。(2)两分力不共线时

作图合力的计算两分力相互垂直

大小:F=

方向:tanθ=

两分力大小相等,夹角为θ

大小:F=2F1cos

方向:F与F1夹角为

特殊情况:当θ=120°时,F1=F2=

F根据平行四边形定则作出力的示意图,然后根据几何知识求解平行四边形的对角线,即为合力。求合力的三种特殊情况:合力与其中一个分力垂直

大小:F=

方向:sinθ=

3.多个力的合成方法求多个力的合力时,先把表示所有力的有向线段始端都画在一起,然后观察分析各个力

的大小及方向,选择合成力的步骤。解题时可以借助矢量三角形、正弦定理、余弦定理以及

几何关系的对称性等求解。尤其要注意分析几何关系,根据实际情况恰当选择解题方法。如图所示,有五个力F1