第三章相互作用 生活小常識 兩個力的作用效果 一個力的作用效果 多個力的作用效果 一個力的作用效果 1 合力與分力 一個力 F 作用的效果跟幾個力 F1 F2 共同作用的效果相同 這個力 F 叫做那幾個力的合力 那幾個力叫做這個力的分力 注意關(guān)系 等效替代關(guān)系 不是物體又多受了一個合力 并非同時并存 2 力的合成 一 力的合成 求幾個力的合力的過程 合力和分力在大小和方向上有怎樣的關(guān)系呢 思考與討論 F F1 F2 7N 兩力同向相加 大小F F1 F2 方向與兩力方向相同 一條直線上兩個力的合成 二 合成法則 F F1 F2 1N 兩力反向相減 大小F F1 F2 方向與較大力的方向相同 若兩個分力的方向不在同一直線上呢 方向在同一直線上的兩個力的合成運(yùn)算 你能設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)探究合力F與互成角度的兩個力F1 F2的關(guān)系嗎 想一想 平行四邊形定則 兩個力合成時 以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形 這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向 1 作圖法 即力的圖示法 求合力 平行四邊形定則的應(yīng)用 例1 力F1 45N 方向水平向右 力F2 60N 方向豎直向上 求這兩個力的合力F的大小和方向 作圖時注意事項(xiàng) 1 合力 分力要共點(diǎn) 實(shí)線 虛線要分清 2 合力 分力的標(biāo)度要相同 作圖要準(zhǔn)確 3 對角線要找準(zhǔn) 4 力的箭頭別忘畫 2 計算法求合力 根據(jù)平行四邊形定則作出下圖 例1 力F1 45N 方向水平向右 力F2 60N 方向豎直向上 求這兩個力的合力F的大小和方向 練習(xí)1 F1 6N F2 6N 它們互成1200夾角 求出合力F的大小和方向 用作圖法和計算法 練習(xí)2 課本P64 T2T3 問題1 F1 F2大小一定 夾角增大 合力如何變化 問題2 合力什么時候最大 什么時候最小 合力的范圍如何 動畫1 思考與討論 動畫2 合力與分力間關(guān)系 0 時 Fmax F1 F2合力與分力同向 180 時 Fmin F1 F2 合力與分力F1 F2中較大的同向 合力的取值范圍 F1 F2 F F1 F2 合力可能大于 等于或小于某分力 合力 分力不能并存合力 分力大小方向沒有必然聯(lián)系 F合隨F1和F2的夾角 增大而減小 例1 課本P64 T1已知F1 10N F2 2N 1 它們的合力有可能等于5N 8N 10N 15N嗎 2 合力的最大值是多少 最小值是多少 合力的大小范圍是多少 典例探究 例2 兩個共點(diǎn)力的合力最大值為35N 最小值為5N 則這兩個力的大小分別為 N和 N 若這兩力的夾角為900 則合力的大小為 N 15 20 25 1 90 時 公式法 2 F1 F2時 4 當(dāng) 為任意角時 一般公式 F與F1夾角 合力在角平分線上 3 當(dāng) 1200時 由等邊三角形得 F F1 F2 合力在角平分線上 F與F1夾角tan F2sin F1 F2cos 思考 若兩個以上的力作用在一個物體上時 如何求合力 F12 F123 F1234 先求出兩個力的合力 再求出這個合力跟第三個力的合力 直到把所有的力都合成進(jìn)去 最后得到的結(jié)果就是這些力的合力 逐次合成法 多個力的合成 例3 三個力的大小分別為F1 4N F2 5N和F3 6N 已知其合力為0 則F1 F2的合力的大小和方向如何 例4 三個力F1 4N F2 5N F3 6N的合力F的大小的范圍 6N 與F3反向 0 15N 例5 三個力F1 3N F2 4N F3 8N的合力F的大小的范圍 1N 15N 已知三個力的大小 三力共線同向 F合最大 三個力的大小之和 三力不共線 若三力中任意一個力處在另外兩個力的合力變化范圍內(nèi) 則F合最小值為零 若三力中任意一個力不處在另外兩個力的合力變化范圍內(nèi) 則F合min 最大的力減去兩個較小力的之和 三力 多力 的合成 小試牛刀 練習(xí)1 求下列各組三力合力的范圍 3N 4N 6N 2N 7N 10N 8N 8N 1N 5N 3N 8N 三 共點(diǎn)力 1 定義 幾個力同時作用在物體的同一點(diǎn) 或它們的作用線相交于同一點(diǎn) 這一組力叫做共點(diǎn)力 力的作用線就是沿力的方向所做的直線 力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力 平行四邊形定則 三角形定則 或 提示 一般情況下 矢量可以平移 三角形定則 2 一個定則 3 兩種方法 1 一種思想 等效替代 課堂小結(jié) 適用所有矢量的合成和分解 課堂小結(jié) 練習(xí)1 兩個共點(diǎn)力 大小都是50N 如果要使這兩個力的合力也是50N 這兩個力之間的夾角應(yīng)為 A 300B 600C 1200D 1500 C 課后鞏固 練習(xí)2 共點(diǎn)的三個力F1 F2 F3的合力為零 這三個力的可能值是 A 3N 4N 5NB 3N 4N 8NC 3N 6N 4ND 6N 8N 15N 參看三力合成 關(guān)鍵字 合力為零 即三力大小能構(gòu)成三角形者合力可能為零 AC 練習(xí)3 5個力同時作用于質(zhì)點(diǎn)m 此5個力大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和三條對角線 如圖所示 這5個力的合力為F1的 A 3倍B 4倍C 5倍D 6倍 D 分析 這是一個正六邊形 對邊是相互平行的 將F1 F3 F5 F3的端點(diǎn)分別連接起來 構(gòu)成兩個平行四邊形即可速解 練習(xí)4 在一個平面內(nèi)有六個共點(diǎn)力 它們的大小分別是F 2F 3F 4F 5F 6F 相互夾角均為600 如圖所示 則它們的合力的大小為多少 方向如何 6F 與力5F同向 練習(xí)5 在 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 的實(shí)驗(yàn)中 得到如圖示的合力F與兩個分力的夾角 的關(guān)系圖 求此合力的變化范圍是多少 第三章相互作用 三 實(shí)驗(yàn)器材 一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?二 實(shí)驗(yàn)原理 探究求合力的方法 平行四邊形定則 合力的作用效果與幾個力的作用效果相同 木板一塊 白紙 圖釘若干 橡皮條一段 細(xì)繩 兩端打好套 彈簧秤2個 三角板 刻度尺 量角器 四 實(shí)驗(yàn)步驟 1 用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上 2 用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點(diǎn) 用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端 3 用兩個彈簧秤分別鉤住兩個細(xì)繩套 互成角度地拉橡皮條 使橡皮條伸長 結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O 如圖所示 4 用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)O的位置和兩條細(xì)繩套的方向 并記錄彈簧秤的讀數(shù) 在白紙上按比例作出兩個彈簧秤的拉力F1和F2的圖示 利用刻度尺和三角板根椐平行四邊形定則求出合力F 5 只用一個彈簧秤 通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到與前面相同的位置O 記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方向 按同樣的比例用刻度尺從O點(diǎn)起做出這個彈簧秤的拉力F 的圖示 6 比較F 與用平行四邊形定則求得的合力F 在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)是否相等 7 改變兩個分力F1和F2的大小和夾角 再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次 比較每次的F與F 是否在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)相等 五 注意事項(xiàng) 1 用彈簧秤測拉力時 應(yīng)使拉力沿彈簧秤的軸線方向 橡皮條 彈簧秤和細(xì)繩套應(yīng)位于與紙面平行的同一平面內(nèi) 2 同一次實(shí)驗(yàn)中 橡皮條拉長后的結(jié)點(diǎn)位置O必須保持不變 彈簧秤的使用 1 使用前檢查彈簧秤指針是否指零 2 把兩只彈簧秤對拉 看示數(shù)是否相同 3 觀察最大量程和最小刻度 使用時不要超過最大量程 4 讀數(shù)時視線要與刻線垂直 5 拉動時 彈簧秤要與木板平行 利用分力F1 F2由平行四邊形法則 畫出的合力F總在實(shí)際的合力F 左側(cè)或右側(cè) 反思 1 彈簧秤的精度不同2 用兩個測力計拉橡皮條時 橡皮條 細(xì)繩和測力計不在同一個平面內(nèi)3 結(jié)點(diǎn)O的位置和兩個測力計的方向畫得不準(zhǔn) 造成作圖的誤差 4 作圖比例不恰當(dāng)造成作圖誤差 力F對橡皮條作用與F1 F2對橡皮條作用的效果相同 所以F等于F1 F2的合力