《高中物理 第1部分 第二章 第5節(jié)《力的合成》課件 教科版必修1》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第1部分 第二章 第5節(jié)《力的合成》課件 教科版必修1（48頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第二二章章第第5 5節(jié)節(jié)理解理解教材新知教材新知把握把握熱點考向熱點考向知識點一知識點一知識點二知識點二考向一考向一考向二考向二 考向三考向三應(yīng)用應(yīng)用創(chuàng)新演練創(chuàng)新演練隨堂基礎(chǔ)鞏固隨堂基礎(chǔ)鞏固課時跟蹤訓(xùn)練課時跟蹤訓(xùn)練知識點三知識點三1.一個力的作用效果，跟幾個力共同作用一個力的作用效果，跟幾個力共同作用 的效果相同，就稱這個力為那幾個力的效果相同，就稱這個力為那幾個力 的合力。的合力。2求幾個力的合力叫做力的合成。求幾個力的合力叫做力的合成。3如果用表示兩個共點力如果用表示兩個共點力F1和和F2的線段的線段 為鄰邊作平行四邊形，那么合力為鄰邊作平行四邊形，那么合力F的大的大 小和方向就可以用這

2、兩個鄰邊之間的小和方向就可以用這兩個鄰邊之間的 對角線表示出來，這叫做力的平行四對角線表示出來，這叫做力的平行四 邊形定則。邊形定則。4如果幾個力同時作用在物體的同一點如果幾個力同時作用在物體的同一點 或者它們的作用線相交于同一點，則或者它們的作用線相交于同一點，則 這幾個力叫做共點力。這幾個力叫做共點力。力力 的的 合合 成成自學(xué)教材自學(xué)教材 1合力與分力合力與分力 如果力如果力F的作用效果與力的作用效果與力F1和和F2共同作用的效果相同，共同作用的效果相同，我們就稱我們就稱F為為F1和和F2的合力，的合力，F(xiàn)1和和F2為為F的分力。的分力。 2力的合成力的合成 (1)定義：求幾個力的定義：

3、求幾個力的 的過程。的過程。 (2)實質(zhì)：力的合成是一種實質(zhì)：力的合成是一種 的方法，即用的方法，即用一個力去替代幾個共同作用的力，替代后產(chǎn)生的作用效一個力去替代幾個共同作用的力，替代后產(chǎn)生的作用效果與原來相同。果與原來相同。合力合力等效替代等效替代 3共點力共點力 作用于物體上同一點，或者力的作用于物體上同一點，或者力的 相交相交于同一點的幾個力。于同一點的幾個力。作用線作用線重點詮釋重點詮釋 1合力與分力的等效性合力與分力的等效性 合力的作用效果與分力的共同作用效果相同，它們在效合力的作用效果與分力的共同作用效果相同，它們在效果上可以相互替代。果上可以相互替代。 2合力與分力的同體性合力與

4、分力的同體性 用于求合力的各個分力必須是作用在同一物體上的力，用于求合力的各個分力必須是作用在同一物體上的力，作用在不同物體上的力是不能求合力的，求得的合力也作用作用在不同物體上的力是不能求合力的，求得的合力也作用在分力作用的物體上。在分力作用的物體上。 3合力與分力的瞬時性合力與分力的瞬時性 各個分力與合力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，某個分力變化了，各個分力與合力具有瞬時對應(yīng)關(guān)系，某個分力變化了，合力也同時發(fā)生變化。合力也同時發(fā)生變化。1關(guān)于幾個力與其合力，下列說法正確的是關(guān)于幾個力與其合力，下列說法正確的是 ()A合力的作用效果跟原來那幾個力共同作用產(chǎn)生的效合力的作用效果跟原來那幾個力共同作用產(chǎn)生的

5、效 果相同果相同B合力與原來那幾個力同時作用在物體上合力與原來那幾個力同時作用在物體上C合力的作用可以替代原來那幾個力的作用合力的作用可以替代原來那幾個力的作用D求幾個力的合力遵循力的平行四邊形定則求幾個力的合力遵循力的平行四邊形定則解析：解析：合力與分力是合力與分力是“等效替代等效替代”的關(guān)系，即合力的作用的關(guān)系，即合力的作用效果與幾個分力共同作用時的作用效果相同，合力的作效果與幾個分力共同作用時的作用效果相同，合力的作用效果可以替代這幾個分力的作用效果，不能認(rèn)為合力用效果可以替代這幾個分力的作用效果，不能認(rèn)為合力與分力同時作用在物體上，所以與分力同時作用在物體上，所以A、C正確，正確，B不

6、正確；不正確；求合力應(yīng)遵循力的平行四邊形定則，所以求合力應(yīng)遵循力的平行四邊形定則，所以D正確。正確。答案：答案：ACD實驗：探究共點力合成的規(guī)律實驗：探究共點力合成的規(guī)律自學(xué)教材自學(xué)教材 1實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?探究合力與分力的關(guān)系。探究合力與分力的關(guān)系。 2實驗原理實驗原理 利用等效替代法，將橡皮條筋一端固定，另一端用兩個利用等效替代法，將橡皮條筋一端固定，另一端用兩個力力F1、F2拉，使其伸長一定長度，再用一個力拉，使其伸長一定長度，再用一個力F作用于橡皮作用于橡皮筋的同一點，使其沿同一方向伸長同樣的長度，那么筋的同一點，使其沿同一方向伸長同樣的長度，那么F與與F1、F2的作用效果相同；若記下

7、的作用效果相同；若記下F1、F2的大小和方向，畫出各個的大小和方向，畫出各個力的圖示，就可以研究力的圖示，就可以研究F與與F1、F2的關(guān)系了。的關(guān)系了。 3實驗器材實驗器材 白紙、木板、橡皮筋、細(xì)繩、刻度尺、彈簧測力計、白紙、木板、橡皮筋、細(xì)繩、刻度尺、彈簧測力計、鉛筆、滑輪鉛筆、滑輪(若干若干)、圖釘、圖釘(若干若干)。 4實驗步驟實驗步驟 (1)在水平放置的圖板上固定一張白紙，將橡皮筋的在水平放置的圖板上固定一張白紙，將橡皮筋的一端固定在圖板上的一端固定在圖板上的K點處，橡皮筋的自然長度為點處，橡皮筋的自然長度為KE，如圖如圖251(a)所示。所示。 (2)讓橡皮筋在互成讓橡皮筋在互成12

8、0的兩個彈簧測力計的共的兩個彈簧測力計的共同作用下沿同作用下沿KE方向由方向由E點伸長至點伸長至O點，此時彈簧測力點，此時彈簧測力計的示數(shù)分別為計的示數(shù)分別為F1和和F2，做出，做出F1和和F2的圖示，如圖的圖示，如圖(b)所示。撤去所示。撤去F1和和F2，用一個彈簧測力計直接拉著橡皮，用一個彈簧測力計直接拉著橡皮筋沿筋沿KE伸長到伸長到O點，此時彈簧測力計的示數(shù)為點，此時彈簧測力計的示數(shù)為F，如，如圖圖(c)所示，在同一張紙上作出所示，在同一張紙上作出F的圖示。的圖示。(3)改變改變F1和和F2的大小和方向，重復(fù)上述的實驗和作圖。的大小和方向，重復(fù)上述的實驗和作圖。 5實驗結(jié)論實驗結(jié)論 用表

9、示兩個共點力用表示兩個共點力F1和和F2的線段為鄰邊作平行四邊的線段為鄰邊作平行四邊形，那么合力形，那么合力F的大小和方向就可以用這兩個鄰邊之間的大小和方向就可以用這兩個鄰邊之間的對角線表示出來。這叫做力的平行四邊形定則。的對角線表示出來。這叫做力的平行四邊形定則。重點詮釋重點詮釋 (1)共點的兩個力共點的兩個力F1、F2的合力的合力F的大小與它們的夾的大小與它們的夾角角有關(guān)：有關(guān)：夾角夾角越大，合力越??；越大，合力越??；夾角夾角越小，合力越大；越小，合力越大；F1與與F2同向時合力最大，同向時合力最大，F(xiàn)1與與F2反向時合力最?。环聪驎r合力最??；合力大小的取值范圍是合力大小的取值范圍是|F1

10、F2|FF1F2。 (2)三個共點力的合成：三個共點力的合成： 三個力共線且同向時，其合力最大，為三個力共線且同向時，其合力最大，為F1F2F3。 最小值：最小值：a：當(dāng)其中兩個較小分力之和：當(dāng)其中兩個較小分力之和F1F2大于大于等于第三個分力等于第三個分力F3時，合力時，合力F最小值為零，即最小值為零，即Fmin0。b：如果其中兩較小分力之和：如果其中兩較小分力之和F1F2F3時，合力最小值時，合力最小值FminF3(F1F2)。 合力的取值范圍合力的取值范圍FminFFmax。 2作用在某物體上的兩個力，大小分別為作用在某物體上的兩個力，大小分別為6 N和和8 N，則它，則它 們的合力最大

11、值和最小值分別是們的合力最大值和最小值分別是 ()A14 N和和2 NB14 N和和0C48 N和和2 N D48 N和和0解析：解析：當(dāng)兩個力同向時，合力最大，當(dāng)兩個力同向時，合力最大，F(xiàn)maxF1F214 N；當(dāng)兩個力反向時，合力最小，；當(dāng)兩個力反向時，合力最小，F(xiàn)minF2F12 N，故選項故選項A對。對。答案：答案：A互成直角的兩個力的合成互成直角的兩個力的合成圖圖252 2求多個共點力的合力的方法求多個共點力的合力的方法 先求任意兩個力的合力，再求這個合力與第三個力的先求任意兩個力的合力，再求這個合力與第三個力的合力，依次進(jìn)行，最終求得全部共點力的合力。合力，依次進(jìn)行，最終求得全部共

12、點力的合力。 3矢量合成規(guī)律矢量合成規(guī)律 矢量既有矢量既有 又有又有 ，在合成時都遵循平行四邊，在合成時都遵循平行四邊形定則。形定則。大小大小方向方向自學(xué)教材自學(xué)教材重點詮釋重點詮釋1兩種特殊情況下合力的計算方法兩種特殊情況下合力的計算方法圖圖253 2力的三角形作圖法力的三角形作圖法 三角形定則：在求共點力的合成時，有時為了方便，三角形定則：在求共點力的合成時，有時為了方便，往往使用三角形定則，而不是使用平行四邊形定則。例往往使用三角形定則，而不是使用平行四邊形定則。例如，將如圖如，將如圖254甲中的兩個力甲中的兩個力F1和和F2用平行四邊形定用平行四邊形定則合成為合力則合成為合力F時，將時

13、，將F1始端平移到始端平移到F2的末端形成圖乙，的末端形成圖乙，這樣這樣F1和和F2與合力與合力F圍成一個閉合的三角形。圍成一個閉合的三角形。圖圖254 三角形定則是平行四邊形定則的延伸和推廣。三角形定則是平行四邊形定則的延伸和推廣。在實際應(yīng)用中有著特殊的作用，比如求極值、判斷在實際應(yīng)用中有著特殊的作用，比如求極值、判斷三力是否構(gòu)成合力、分力關(guān)系等。三力是否構(gòu)成合力、分力關(guān)系等。圖圖2553. 如圖如圖255所示，物體受到大小所示，物體受到大小 相等的兩個拉力的作用，每個拉力相等的兩個拉力的作用，每個拉力均為均為200 N，二之間的夾角為，二之間的夾角為60， 求這兩個拉力的合力。求這兩個拉力

14、的合力。答案：答案：346.4 N，方向與，方向與F1、F2的夾角均為的夾角均為30。對合力與分力關(guān)系的理解對合力與分力關(guān)系的理解 例例1關(guān)于合力與分力的說法中，正確的是關(guān)于合力與分力的說法中，正確的是 () A合力與分力同時作用在物體上合力與分力同時作用在物體上 B分力同時作用于物體時共同產(chǎn)生的效果與合力單獨分力同時作用于物體時共同產(chǎn)生的效果與合力單獨作用時產(chǎn)生的效果是相同的作用時產(chǎn)生的效果是相同的 C合力可能大于分力的大小，也可能小于分力的大小合力可能大于分力的大小，也可能小于分力的大小 D合力與分力是一對平衡力合力與分力是一對平衡力 思路點撥思路點撥解答該題應(yīng)注意以下三點：解答該題應(yīng)注意

15、以下三點：(1)合力與分力具有同體性。合力與分力具有同體性。(2)合力與分力具有等效性。合力與分力具有等效性。(3)合力隨兩分力夾角的增大而減小。合力隨兩分力夾角的增大而減小。 解析解析合力的作用效果與它的分力共同的作用效果相合力的作用效果與它的分力共同的作用效果相同，它們并不是同時作用在物體上，如當(dāng)物體受到合力作用同，它們并不是同時作用在物體上，如當(dāng)物體受到合力作用時，分力則是按效果命名的，沒有施力物體，是不存在的；時，分力則是按效果命名的，沒有施力物體，是不存在的；如幾個分力是同時作用在物體上的，則合力是按效果得出的，如幾個分力是同時作用在物體上的，則合力是按效果得出的，也不是物體受到的，

16、是不存在的，更談不上是平衡力，也不是物體受到的，是不存在的，更談不上是平衡力，A、D項錯誤，項錯誤，B項正確。兩分力大小一定時，分力間的夾角越大，項正確。兩分力大小一定時，分力間的夾角越大，合力越小，在夾角未定的情況下，合力與分力的大小關(guān)系不合力越小，在夾角未定的情況下，合力與分力的大小關(guān)系不能確定，能確定，C項正確。項正確。 答案答案BC借題發(fā)揮借題發(fā)揮 合力與分力是一種等效替代的關(guān)系，合力的大小合力與分力是一種等效替代的關(guān)系，合力的大小一般不等于兩個分力的大小之和，合力的大小可能大一般不等于兩個分力的大小之和，合力的大小可能大于每個分力的大小，也可能小于每一個分力的大小，于每個分力的大小，

17、也可能小于每一個分力的大小，還可以與某一個分力大小相等。還可以與某一個分力大小相等。1. 如圖如圖256所示，完全相同的兩個所示，完全相同的兩個吊燈，左邊的吊燈只受一個吊燈，左邊的吊燈只受一個A繩拉繩拉力的作用，右邊的吊燈受到力的作用，右邊的吊燈受到B繩和繩和C繩的共同作用，兩燈均處于靜止?fàn)罾K的共同作用，兩燈均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是態(tài)，則下列說法正確的是()圖圖256 AA繩對燈的拉力與燈重力是等效的繩對燈的拉力與燈重力是等效的 BB、C兩繩對燈的拉力與兩繩對燈的拉力與A繩對燈的拉力等效繩對燈的拉力等效 CB繩對燈的拉力和繩對燈的拉力和C繩對燈的拉力可以看做繩對燈的拉力可以看做A繩對

18、燈拉繩對燈拉 力的分力力的分力 DA繩的拉力等于繩的拉力等于B繩的拉力和繩的拉力和C繩的拉力的和繩的拉力的和解析：解析：A繩產(chǎn)生的效果是使燈吊在空中，繩產(chǎn)生的效果是使燈吊在空中，B、C兩繩產(chǎn)生兩繩產(chǎn)生的效果也是使燈吊在空中，所以的效果也是使燈吊在空中，所以A繩的拉力和繩的拉力和B、C繩的繩的拉力是等效的，可以相互替代，拉力是等效的，可以相互替代，B、C兩繩的拉力可以看兩繩的拉力可以看做做A繩拉力的分力，而繩拉力的分力，而A繩拉力可以看做繩拉力可以看做B、C兩繩拉力兩繩拉力的合力。的合力。答案：答案：BC合力大小的計算合力大小的計算圖圖257 例例2楊浦大橋是繼南浦大橋之后又一座楊浦大橋是繼南浦

19、大橋之后又一座跨越黃浦江的我國自行設(shè)計建造的雙塔雙索跨越黃浦江的我國自行設(shè)計建造的雙塔雙索面迭合梁斜拉橋，如圖面迭合梁斜拉橋，如圖257所示。挺拔高所示。挺拔高聳的聳的208米主塔似一把利劍直刺穹蒼，塔的兩米主塔似一把利劍直刺穹蒼，塔的兩側(cè)側(cè)32對鋼索連接主梁，呈扇面展開，如巨型對鋼索連接主梁，呈扇面展開，如巨型琴弦，正彈奏著巨龍騰飛的奏鳴曲。假設(shè)斜琴弦，正彈奏著巨龍騰飛的奏鳴曲。假設(shè)斜拉橋中某對鋼索與豎直方向的夾角都是拉橋中某對鋼索與豎直方向的夾角都是30，每根鋼索中的拉力都是每根鋼索中的拉力都是3104 N，那么它們對，那么它們對塔柱形成的合力有多大？方向如何？塔柱形成的合力有多大？方向如

20、何？思路點撥思路點撥 解析解析把兩根鋼索的拉力看成沿鋼索方向的兩個分力，把兩根鋼索的拉力看成沿鋼索方向的兩個分力，以它們?yōu)猷忂叜嫵鲆粋€平行四邊形，其對角線就表示它們的以它們?yōu)猷忂叜嫵鲆粋€平行四邊形，其對角線就表示它們的合力。由對稱性可知，合力方向一定沿塔柱豎直向下。合力。由對稱性可知，合力方向一定沿塔柱豎直向下。下面用兩種方法計算這個合力的大小。下面用兩種方法計算這個合力的大小。 法一：法一：作圖法作圖法 如圖甲所示，自如圖甲所示，自O(shè)點引兩根有向線段點引兩根有向線段OA和和OB，它，它們跟豎直方向的夾角都是們跟豎直方向的夾角都是30。取單位長度為。取單位長度為1104 N，則則OA和和OB的

21、長度都是的長度都是3個單位長度。量得對角線個單位長度。量得對角線OC長長為為5.2個單位長度，所以合力的大小為個單位長度，所以合力的大小為F5.21104 N5.2104 N。答案答案5.2104 N方向豎直向下方向豎直向下借題發(fā)揮借題發(fā)揮求解兩力夾角為特殊角時的合力是常見題目求解兩力夾角為特殊角時的合力是常見題目 (1)用作圖法求合力時，須嚴(yán)格用同一標(biāo)度作出力用作圖法求合力時，須嚴(yán)格用同一標(biāo)度作出力的圖示，作出規(guī)范的平行四邊形。的圖示，作出規(guī)范的平行四邊形。 (2)用計算法求合力時，只須作出力的示意圖，對用計算法求合力時，只須作出力的示意圖，對平行四邊形的作圖要求也不太嚴(yán)格，重點是利用數(shù)學(xué)方

22、平行四邊形的作圖要求也不太嚴(yán)格，重點是利用數(shù)學(xué)方法求解。法求解。2兩個大小相等的共點力兩個大小相等的共點力F1和和F2，當(dāng)它們的夾角為，當(dāng)它們的夾角為 90時，合力大小為時，合力大小為F。如果它們的夾角為。如果它們的夾角為60 時，合力為多大？時，合力為多大？ 求多個力的合力求多個力的合力例例3物體同時受到同一平面內(nèi)三個共點力的作用，物體同時受到同一平面內(nèi)三個共點力的作用，下列幾組力的合力不可能為零的是下列幾組力的合力不可能為零的是 ()A5 N、7 N、8 NB5 N、2 N、3 NC1 N、5 N、10 N D10 N、10 N、10 N思路點撥思路點撥先判斷任意兩個力的合力范圍，若第三個

23、力在先判斷任意兩個力的合力范圍，若第三個力在這個范圍內(nèi)，則這三個力的合力即可能為零。這個范圍內(nèi)，則這三個力的合力即可能為零。解析解析三力合成，若前兩個力的合力可與第三個力大小相三力合成，若前兩個力的合力可與第三個力大小相等、方向相反就可以使這三個力合力為零，只要使其第三個等、方向相反就可以使這三個力合力為零，只要使其第三個力在其他兩個力合力范圍內(nèi)，就可能使合力為零，即第三個力在其他兩個力合力范圍內(nèi)，就可能使合力為零，即第三個力力F3滿足：滿足：|F1F2|F3F1F2。分析選項分析選項A、B、C、D各組力中前兩個力合力范圍，只有各組力中前兩個力合力范圍，只有C中的三個力不滿足上述關(guān)系，即選項中

24、的三個力不滿足上述關(guān)系，即選項C中的三個力的合力不中的三個力的合力不可能為零。可能為零。答案答案C借題發(fā)揮借題發(fā)揮 (1)無論物體受多少個力作用，所有力同向作用時，物無論物體受多少個力作用，所有力同向作用時，物體所受合力最大。體所受合力最大。 (2)如果多個力的合力能為零，則合力的最小值為零。如果多個力的合力能為零，則合力的最小值為零。 (3)若多個力的合力不能為零，則最大的力與其余力同若多個力的合力不能為零，則最大的力與其余力同向時的合力之差，即為合力的最小值。向時的合力之差，即為合力的最小值。3已知三個分力的大小依次為已知三個分力的大小依次為3 N、5 N、9 N，關(guān)于這，關(guān)于這三個分力的合力大小，下面給出了四個值：三個分力的合力大小，下面給出了四個值：0 N1 N5 N18 N。其中可能的是。其中可能的是 ()A只有只有 B只有只有C只有只有 D只有只有解析：解析：如果這三個力中任意兩個力的和大于第三個力，如果這三個力中任意兩個力的和大于第三個力，則合力的范圍是：則合力的范圍是：0FF1F2F3；如果這三個力中兩；如果這三個力中兩個最小的力的和小于第三個力，則合力的最小值不可能個最小的力的和小于第三個力，則合力的最小值不可能為零。為零。3 N5 N9 N，因此不可能，因此不可能，3 N5 N9 N17 N為最大值，錯。為最大值，錯。答案：答案：A