粤教版高中物理必修第一册3.4力的合成课件(25页PPT)

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新粤教版(2019)高中物理必修第一册 第一章
受到多个力的作用多个力作用在一个物体上将产生怎样的效果呢?
学生背的书包
斜坡上行驶的汽车
几条钢索吊起的重物
新课引入
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。
新课引入
思考:“曹冲称象”蕴含什么物理思想?
效果相同
等效替代
一个成年人和两个小孩分别提同一桶水
成年人用的力和两个小孩用的力,产生的效果相同,可以相互替代
等效
合力与分力
如果一个力产生的效果与另外几个力共同作用产生的效果相同,那么这个力与另外几个力等效,可以相互替代,这个力就称为另外几个力的合力,另外几个力称为这个力的分力。
等效替代是重要的科学思维方法之一
合力与分力
两个弹簧测力计的拉力可由一个弹簧测力计的拉力替代
合力与分力
两个弹簧测力计的拉力可由一个弹簧测力计的拉力替代
产生的效果与 , 共同作用产生的效果相同
称为 , 的合力
, 称为 的合力
【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
力的合成方法
力的合成:求几个力的合力的过程
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
当两个分力不在同一条直线上呢?
探究互成角度的分力的合成方法
(1)实验中,如何保证分力F1 ,F2产生的效果与合力F产生的效果相同?
【思考问题】
(2)如何测量合力F 与分力F1 ,F2 的大小?如何确定合力F 与分力F1 ,F2 的方向?
(3)实验过程中需要记录哪些实验数据?
, , 的方向
的位置
, , 的大小
(4)采用什么方法可以直观地描述出力的大小、方向和作用点?
力的图示
【观察】三个力构成什么样的几何图形?
平行四边形
F1与 F2为邻居边,F 为对角线
三个力的关系
平行四边形定则
如果以表示两个分力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。
物体受到两个力的作用时,根据力的平行四边形定则,可以求出这两个力的合力
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
例题: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,
例题: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
2.在单杠上做引体向上,虽然双臂平行和双臂张开都可以使身体向上升起,但为什么双臂张开时手臂用力较大呢?
1.取一个质量较大的钩码,用细棉线把它提起来,问:用一根线易断还是两根线易断?先猜测一下,然后试一试,想一想其中的道理。
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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