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1、2022年高中物理 第4講 力的合成教案 新人教版必修1
(一)概念講授:合力、力的合成
一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果與一個(gè)力對(duì)物體作用產(chǎn)生的效果相同時(shí),這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力.
求幾個(gè)力的合力叫做力的合成.
強(qiáng)調(diào)“等效替代”思想.
(二)怎樣求幾個(gè)力的合力?
力的平行四邊形定則:如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形,那么,合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來,這叫做力的平行四邊形定則.
共點(diǎn)力:幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn),或者它們的作用線相交于同一點(diǎn),這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力.
平行四邊形定則的具體應(yīng)用方法有兩種:
1、 圖
2、解法:
(1)兩個(gè)共點(diǎn)力的合成:從力的作用點(diǎn)作兩個(gè)共點(diǎn)力的圖示,然后以F1、F2為邊作平行四邊形,對(duì)角線的長(zhǎng)度即為合力的大小,對(duì)角線的方向即為合力的方向.
用直尺量出對(duì)角線的長(zhǎng)度,依據(jù)力的標(biāo)度折算出合力的大小,用量角器量出合力與其中一個(gè)力之間的夾角θ.
如圖所示,圖中F1=50N,F(xiàn)2=40N,合力F=80N .
(2)兩個(gè)以上共點(diǎn)力的合成:先求出任意兩個(gè)力的合力,再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力,直到所有的力都合成進(jìn)去,最后得到的結(jié)果就是這些力的合力.
2、計(jì)算法
先依據(jù)平行四邊形定則畫出力的平行四邊形,然后依據(jù)數(shù)學(xué)公式(如余弦定理)算出對(duì)角線所表
3、示的合力的大小和方向.
當(dāng)兩個(gè)力互相垂直時(shí),有: F=√F12+F22 tanθ=F2/F1
例題2:如圖所示,一個(gè)木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個(gè)力即F1、F2和靜摩擦力作用,而且三個(gè)力的合力為零,其中F1=10N,F(xiàn)2=2N,若撤去力F1,則木塊在水平方向受到的合力多少?
解:F1和F2的合力F12=F1-F2=8N,方向向右,又因物體受三力作用且合力為零,故靜摩擦力f=8N,方向向左.
若撤去力F1,則木塊受F2作用而有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),此時(shí)物體受到的靜摩擦力為2N,方向向右,木塊仍保持靜止?fàn)顟B(tài),木塊在水平方向受到的合力為零.
(四)合力大小的
4、范圍:
運(yùn)用合力與分力關(guān)系模擬演示器,讓兩個(gè)力F1和F2之間的夾角θ由0°→180°變化,可以得到
(1)合力F隨θ的增大而減小.
(2)當(dāng)θ=0°時(shí),F(xiàn)有最大值Fmax=F1+F2,當(dāng)θ=180°時(shí),F(xiàn)有最小值Fmin=F1-F2
(3)合力F既可以大于,也可以等于或小于原來的任意一個(gè)分力.
一般地 | F1-F2 ≤ F ≤ F1+F2
(五)矢量與標(biāo)量
即有大小,又有方向,并遵循平行四邊形定則的物理量叫做矢量.只有大小而沒有方向,遵循代數(shù)求和法則的物理量叫做標(biāo)量.
力、速度是矢量;長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間、溫度、能量、電流強(qiáng)度等物理量是標(biāo)量.
矢量和標(biāo)量的根本區(qū)別
5、就在于它們分別遵循兩種不同的求和運(yùn)算法則.
【答案】
1 CD 2 BC 3 C 4 A 5 B 6 B 7 C 8 B 9 D 10 D
11(F3,F(xiàn)3的反方向) 12。 (15N,1N) 13 。 6F 與5F一致 14 。 4 N 3 N
力同步測(cè)試題
1、關(guān)于合力下列說法,正確的是( )
A.幾個(gè)力的合力就是這幾個(gè)力的代數(shù)和 B.幾個(gè)力的合力一定大于這幾個(gè)力中的任何一個(gè)力
C.幾個(gè)力的合力可能小于這幾個(gè)力中最小的力 D.幾個(gè)力的合力可能大于這幾個(gè)力中最大的力
2、兩共點(diǎn)力的大小
6、分別為3N、5N,其合力大小可能是( )
A.1N B.3N C.5N D.9N
3、如圖所示,兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的大小一定,夾角θ是變化的,合力為F.在θ角從0°逐漸增大到180°的過程中,合力F的大小變化情況為( )
A.從最小逐漸增加到最大 B.從最大逐漸減小到零
C.從最大逐漸減小到最小 D.先增大后減小
4、兩個(gè)大小和方向都確定的共點(diǎn)力,其合力的( )
A.大小和方向都確定 B.大小確定,方向不確定
C.大小不確定,方向
7、確定 D.大小和方向都不確定
5、兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力F1、F2,當(dāng)它們間的夾角為90°時(shí)合力大小為20 N;則當(dāng)它們間夾角為120°時(shí),合力的大小為()
A.40 N B.10 N C.20 N D.10 N
6、兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F1=15 N,F(xiàn)2=9 N,它們的合力不可能等于( )
A.9 N B.25 N C.6 N D.21 N
7、一根輕質(zhì)細(xì)繩能承受的最大拉力為G,現(xiàn)將一重量為G的物體系在繩的中點(diǎn),兩手先并攏分別握住繩的兩端,然后緩緩地
8、左右對(duì)稱分開。若想繩不斷,兩繩間的夾角不能超過( )
A.45° B.60° C.120° D.135°
8、有兩個(gè)大小恒定的力,作用在一點(diǎn)上,當(dāng)兩力同向時(shí),合力為A,反向時(shí)合力為B.當(dāng)兩力相互垂直時(shí),其合力大小為( )
A. B. C. D.
9、三個(gè)力,F(xiàn)1=2N,F(xiàn)2=5N,F(xiàn)3=8N,則 ( )
A.F1可能是F2和F3的合力 B.F2可能是F1和F3的合力
C.F3可能是F1和F2的合力 D.上述說法都不對(duì)
10
9、、10.彈簧秤兩端各拴一端,用大小都等于F、方向相反的兩個(gè)力分別拉住兩繩,則彈簧秤的讀數(shù)F1和彈簧秤所受的合力F2分別為( )
A.F1=2F,F2=2F B.F1=0,F2=0 C.F1=2F,F2=0 D.F1=F,F2=0
11、F1、F2、F3是作用在一個(gè)物體上的共點(diǎn)力,物體處于靜止,撤去F3后,物體所受合力的大小為______,方向是______。
12、有三個(gè)共點(diǎn)力,它們的大小分別是2N,5N,8N,它們合力的最大值為______,最小值為______。
13、六個(gè)共點(diǎn)力大小分別為F、2F、3F、4F、5F、6F,相互間夾角均為60°,如圖所示。則它們的合力大小是_______,方向是________.
14、兩個(gè)力合力的大小隨這兩個(gè)力夾角θ變化的情況如圖所示,由圖中提供的數(shù)據(jù)求出這兩個(gè)力的大小.