3.4力的合成课件-粤教版(2019)必修第一册(32张PPT)

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3.4力的合成课件-粤教版(2019)必修第一册(32张PPT)

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曹冲生五六岁,智意所及,有若成人之智。时孙权曾致巨象,太祖欲知其斤重,访之群下,咸莫能出其理。冲曰:“置象大船之上,而刻其水痕所至,称物以载之,则校可知矣。”太祖悦,即施行焉。
思考:“曹冲称象”蕴含什么物理思想?
效果相同
等效替代
什么是等效?
举个例子
100元人民币 = 2张50元人民币 = 10张10元人民币
1张A3的纸的大小 = 2张A4纸的大小
力的合成
1
合力与分力
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力F单独的作用效果可以等效替代????1和????2共同的作用效果
?
1
合力与分力
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????1和????2共同的作用效果力可以等效替代F单独的作用效果
?
1
合力与分力
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定义:假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力。假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同,这几个力就叫作那个力的分力。
等效替代是重要的科学思维方法之一
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力的合成
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力的合成:求几个力的合力的过程
分力
合力
力的合成
等效替代
合力和分力是等效替代的关系,不能同时存在
2
力的合成
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产生的效果与 , 共同作用
产生的效果相同
两个弹簧测力计的拉力可由一个弹簧测力计的拉力替代
称为 , 的合力
, 称为 的分力
【思考问题】
(1)合力等于分力的和吗?
(2)合力与分力之间存在什么关系呢?
一条直线上的力的合成
F1
F2
F1
F2
F1
一个力作用
两个力同向
两个力反向
方向与任一个力方向都相同
方向与较大的那个力的方向相同
2
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力的合成
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当两个分力不在同一条直线上呢?
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力的合成
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探究两个互成角度的力的合成规律
1. 实验中需要用到哪些仪器?
两个弹簧测力计,橡皮条,小圆环,细线
铅笔、三角板
白纸、图钉、木板
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力的合成
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2. 如何提供合力与分力?
如何保证合力与分力的作用效果相同?
?
?
?
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力的合成
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3. 在实验过程中,需要记录哪些数据?如何记录?
力的大小
弹簧测力计
O点的位置
力的方向
沿着各自拉线的方向
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力的合成
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4. 如何处理记录下来的信息?
力的图示
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力的合成
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4. 如何处理记录下来的信息?
?
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力的合成
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4. 如何处理记录下来的信息?
如何验证猜想?
以两个分力为邻边,借助三角板通过规范的几何作图,作出一个标准的平行四边形,并找到它的对角线,与合力的测量值进行比较
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力的合成
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4. 如何处理记录下来的信息?
初步验证猜想正确
?
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力的合成
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用户可以在投影仪或者计算机上进行演示也可以将演示文稿打印出来
标题文字添加
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实验表明,在两个力合成时,以表示这两个力的有向线段为邻边做平行四边形,这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向,这个规律叫作“平行四边形定则”。
实验结论
2
力的合成
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5. 要使得测量尽可能地精确,需要注意哪些实验操作细节?
弹簧测力计在使用之前,应该先调零。
测量前,先了解弹簧测力计的量程、单位以及分度值,并且在读数时,眼睛要正视刻度盘。
实验中施加的力应适当大一些,可减小实验的相对误差。
沿拉线方向作标记点确定力的方向时,该点与O点之间的距离不要太近,防止确定力的方向时出现较大偏差
平行四边形定则
F1
F2
F
F1
F2
F
三角形定则
F1
F2
F

提示:一般情况下,矢量可以平移
三角形定则
x2
矢量:既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)的物理量
标量:只有大小没有方向,求和时按照算术法则相加的物理量
三角形定则与平行四边形定则实质一样
C
A
B
把两个矢量首尾相接从而求出合矢量的方法叫做三角形定则
x1
x
合矢量
分矢量
另一分矢量
三角形定则
方法一:利用作图法求合力
某人水平扔出一个重力G=0.4N的小球,小球在空中受到方向水平向左的风力F=0.3N的作用,求球所受的合力。
合力的计算
用1cm长的线段表示0.1N的力,作出的平行四边形如图所示.
用量角器量得合力F与分力F1的夹角θ为53°
所以合力的大小为:F=0.1×5N=0.5N
用刻度尺量得表示合力F的对角线长5cm,
某人水平扔出一个重力G=0.4N的小球,小球在空中受到方向水平向左的风力F=0.3N的作用,求球所受的合力。
根据直角三角形的几何关系:
方法二:利用计算法求合力
合力 与 的夹角 的正切值为:
得:
合力的计算
保持两分力的大小不变,夹角越大,合力怎样变化?
合力不变,分力随分力的夹角增大而增大
合力一定,两等大分力随它们之间的夹角变化而如何变化?
合力与分力间的关系
①θ=0°时,即F1、F2共线同方向:
F合=F1+F2 合力方向与两个力的方向相同
②θ=180°时,即F1、F2共线反方向:
F合=|F1-F2|合力方向
与分力F1、F2中较大的方向相同。
④合力的取值范围:|F1-F2| ≤ F合≤ F1+F2
⑤当分力大小一定时,夹角θ越大,合力就越小:
F合随F1和F2的夹角增大而减小
⑥当合力一定时,分力的夹角越大,两个等值分力的大小越大。
F1
F2
F合
F1
F2
F合
③两力相互垂直时(θ=90°)
合力可能大于某一分力,也可能小于、等于某一分力
多力合成的方法:
F1
F2
F3
F4
F12
F123
F1234
先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力
逐次合成法
1.同一平面内的三个力,大小分别为4N、2N、7N,若三力同时作用于某一物体,则该物体所受三力合力的最大值和最小值分别为 (???? )
A.?13N??0N????????????B.?5N? 0N???????
C.?13N? 1N????????????D.?9N?? 1N
C
练习
2.设有五个力同时作用在质点P,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线,如图所示,这五个力中的最小力的大小为F,则这五个力的合力等于(  )
A.?3F ???????????????? B.?4F????????????????????
C.?5F ?????????????????D.?6F
D
练习
3 . 有两个大小相等的力F1和F2作用于同一物体上,当它们间的夹角为90°时合力为F,则当它们间的夹角为120°时,合力的大小为 ( ??)



A
练习
4.图甲中一个人单独向上用力F提着一桶水,水桶保持静止:图乙中两个人分别用大小相等的力F1、F2共同提着这桶水,水桶保持静止。则(  )
A.F1、F2的大小一定比F小
B.F1、F2的大小一定比F大
C.F1、F2之间的张角越大,F1、F2越大
D.F的大小一定等于F1、F2的大小之和
C
练习
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