秋高中物理 第3章 相互作用 4 力的合成 新人教必修1

成才之路·物理路漫漫其修遠兮吾將上下而求索人教版·必修1編輯ppt相互作用第三章編輯ppt4力的合成第三章編輯ppt課堂情景切入2知識自主梳理3重點難點突破4考點題型設計5易錯案例剖析6課時作業(yè)7學習目標定位1編輯ppt學習目標定位編輯ppt※理解合力與分力的概念，體會等效替代的物理思想※※通過實驗，驗證力的合成法則※知道共點力，知道共點力的平衡條件※※掌握平行四邊形定則，會用作圖法、計算法求共點力的合力編輯ppt課堂情景切入編輯ppt兩人同拉一輛車如下圖所示，每人都用100牛的力拉，車受到的拉力一定是200牛嗎？編輯ppt知識自主梳理編輯ppt當一個物體受到幾個力共同作用時，如果一個力的___________跟這幾個力的共同__________相同，這一個力叫做那幾個力的________，那幾個力叫做這個力的________。合力與分力的關系為___________關系。合力與分力作用效果作用效果合力分力等效替代編輯ppt1．力的合成：求幾個力的________的過程。2．兩個力的合成(1)遵循法則——________________(2)方法：以表示這兩個力的線段為________作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線表示__________________。3．兩個以上的力的合成方法：先求出任意兩個力的合力，再求出這個合力與__________的合力，直到把__________都合成進去，最后得到的結果就是這些力的合力。力的合成合力平行四邊形定則鄰邊合力的大小和方向第三個力所有的力編輯ppt1．定義：幾個力如果都作用在物體的________，或它們的____________________，這幾個力就叫做共點力。2．力的合成適用范圍：力的合成遵從平行四邊形定則，只適用于________。共點力同一點作用線相交于同一點共點力編輯ppt重點難點突破編輯ppt一、對合力與分力的進一步理解1．合力與分力的相關性(1)等效性：合力的作用效果與分力的共同作用效果相同，它們在效果上可以相互替代。(2)同體性：各個分力是作用在同一物體上的，分力與合力為同一物體，作用在不同物體上的力不能求合力。(3)瞬時性：各個分力與合力具有瞬時對應關系，某個分力變化了，合力也同時發(fā)生變化。編輯ppt2．合力與分力間的大小關系當兩分力F1、F2大小一定時(1)兩力同向時合力最大：F＝F1＋F2，方向與兩力同向；(2)兩力方向相反時，合力最?。篎＝|F1－F2|，方向與兩力中較大的力同向。(3)兩力夾角為θ時，如圖，合力隨θ的增大而減小，合力大小的范圍是：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。編輯ppt特別提醒：(1)在力的合成中分力是實際存在的，每一個分力都有對應的施力物體，而合力沒有與之對應的施力物體。(2)合力為各分力的矢量和，合力可以大于兩個分力中的任何一個力，也可以小于兩分力中的任何一個力，還有可能和分力大小相等。編輯ppt編輯ppt答案：在船的吃水線相同的情況下，一頭大象的重力與一堆石頭的重力相當。其中包含了等效替代的思想方法，即一頭大象和一堆石頭的作用效果相同。結合生活經(jīng)驗舉例：一桶水可以由一個成年人單獨提起，也可以由兩個小孩共同提起。兩個小孩對水桶的作用效果與一個成年人對水桶的作用效果相同。編輯ppt二、求合力的方法1．作圖法(1)用作圖法求作用在同一點的兩個互成角度的力的合力的程序①選取同一標度，用力的圖示，從力的作用點起，分別作出兩個分力F1、F2的圖示；②以表示F1、F2的線段為鄰邊作出平行四邊形，從而得到兩分力F1、F2所夾的平行四邊形的對角線，即表示合力F；編輯ppt③用刻度尺量出該對角線的長度，根據(jù)選取的標度計算合力的大小；再量出對角線與某一分力的夾角，表示合力的方向；④當分力的個數(shù)多于兩個時，可先作出任意兩個分力的合力，再將這個合力依次與其他分力合成，最終求出所有分力的合力。編輯ppt編輯ppt編輯ppt特別提醒：(1)作圖時，合力、分力要共點，實線、虛線要分清，標度要唯一且適當。(2)作圖法和計算法均為矢量運算的通用方法。編輯pptA．三力的合力有最大值F1＋F2＋F3，方向不確定B．三力的合力有唯一值3F3，方向與F3同向C．三力的合力有唯一值2F3，方向與F3同向D．由題給條件無法求出合力大小編輯ppt答案：B解析：根據(jù)平行四邊形定則，作出F1、F2的合力如圖，大小等于2F3，方向與F3相同，再跟F3合成，則三個力的合力為3F3。故B正確。綜上本題選B。編輯ppt三、實驗：驗證力的平行四邊形定則1．實驗目的(1)驗證兩個力合成時的平行四邊形定則。(2)通過驗證力的平行四邊形定則，培養(yǎng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)并得出結論的能力。2．實驗原理若某個力F′的作用效果與兩個力F1、F2的共同作用效果都能使橡皮條伸長到同一點，則F′為F1和F2的合力，作出F′的圖示，再根據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2的合力F的圖示，比較F′、F，分析在實驗誤差允許的范圍內是否大小相等、方向相同。即可驗證平行四邊形定則。編輯ppt3．實驗器材方木板、白紙、彈簧測力計(兩個)、橡皮條、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(若干)、鉛筆。4．實驗過程(1)釘白紙：用圖釘把白紙固定在水平桌面上的方木板上。(2)拴繩套：用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，橡皮條的另一端拴上兩個細繩套。編輯ppt(3)兩個力拉：①通過細繩用兩個彈簧秤互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結點伸長到O點(如下圖所示)。②用鉛筆記下O點的位置，畫下兩條細繩的方向，并記下兩個測力計的讀數(shù)。編輯ppt(4)一個力拉：①只用一個測力計，通過細繩把橡皮條上的結點拉到同樣的位置O。②記下測力計的讀數(shù)和細繩的方向。(5)重復：改變F1和F2的夾角和大小，再做兩次。編輯ppt5．數(shù)據(jù)處理(1)理論值：在白紙上按比例從O點開始作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，利用刻度尺和三角板根據(jù)平行四邊形定則求出合力F。(2)測量值：按同樣的比例用刻度尺從O點起作出一個彈簧測力計拉橡皮條時拉力F′的圖示。(3)相比較：比較F′與用平行四邊形定則求得的合力F在實驗誤差允許的范圍內是否相等。編輯ppt6．操作技巧及注意事項(1)正確使用彈簧測力計①彈簧測力計的選取方法：將兩只彈簧測力計調零后互鉤水平對拉，若兩只彈簧測力計在對拉過程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應另換，直至相同為止。②彈簧測力計不能在超出它的測量范圍的情況下使用。③使用前要檢查指針是否在零刻度線上，否則應校正零位。④被測力的方向應與彈簧測力計軸線方向一致，拉動時彈簧不可與外殼相碰或摩擦。⑤讀數(shù)時應正對、平視刻度。編輯ppt(2)實驗注意事項①不要直接以橡皮條端點為結點，可拴一短細繩連兩細繩套，以三繩交點為結點，應使結點小些，以便準確地記錄結點O的位置。②互成角度兩個力的合力的變化，看橡皮條結點O的位置變化，而在每次實驗中橡皮條結點的位置一定不能改變。③經(jīng)驗得知兩個分力F1、F2間夾角θ越大，用平行四邊形作圖得出的合力F的誤差也越大，所以實驗中不要把θ角取得太大，一般以不大于90°為最佳。橡皮條、細繩、測力計應在同一平面內，測力計的掛鉤應避免與紙面摩擦。編輯ppt④拉橡皮條的細線要長些，標記每條細線方向的方法是使視線通過細線垂直于紙面，在細線下面的紙上用鉛筆點出兩個定點的位置，并使這兩個點的距離要盡量遠些。⑤作圖要用尖鉛筆，圖的比例要盡量大些，要用嚴格的幾何方法作出平行四邊形，圖旁要畫出表示力的比例線段，且注明每個力的大小和方向。編輯ppt考點題型設計編輯ppt合力與分力的關系編輯ppt解析：根據(jù)平行四邊形定則可知：兩個共點力的合力的大小不一定大于小的分力，如下圖甲，也不一定小于大的分力，如下圖乙；合力的大小也不隨夾角的增大而增大如下圖丙；并且也不一定大于任意一個分力。答案：D編輯ppt點評：分力與合力是一種等效替代的關系，合力的大小一般不等于兩個分力的大小之和，合力的大小可能大于每個分力的大小，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，這些都可以用畫平行四邊形來驗證，故平行四邊形定則是我們認識分力與合力大小關系的根本工具。編輯pptA．大人的拉力可以看作兩個小孩拉力的合力B．大人拉力一定等于兩個小孩拉力大小之和C．兩個小孩兩手臂夾角θ越大，則拉力越小D．兩個小孩兩手臂夾角θ越大，則拉力越大編輯ppt答案：AD解析：大人的拉力與兩小孩的拉力效果相同，A正確；由共點力的合成法則知合力一定，夾角越大，分力越大，故B、C錯，D正確。編輯ppt求合力編輯ppt解析：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?。壕庉媝pt解法一：作圖法如下圖甲所示，自O點引兩根有向線段OA和OB，它們跟豎直方向的夾角都為30°。取單位長度為1×104N，則OA和OB的長度都是3個單位長度，作出平行四邊形和對角線OC。量得對角線OC長為5.2個單位長度，所以合力的大小為F＝5.2×1×104N＝5.2×104N。編輯ppt編輯ppt點評：(1)作圖法簡單、直觀，是物理學中常用的方法之一，但不夠精確。(2)在應用計算法時，要畫出力的合成的示意圖。(3)兩力夾角為特殊角(如120°、90°等)時，應用計算法求合力更簡單。編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt實驗：驗證力的平行四邊形定則編輯pptB．只用一只彈簧測力計，通過細繩拉橡皮條，使它的伸長量與兩個彈簧測力計拉時相同，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)F′和記下細繩的方向。請指出以上步驟中的錯誤或疏漏：A中是_____________________________________，B中是______________________________________。(2)該學習小組糾正了(1)中的問題后，某次實驗中兩個彈簧測力計的拉力F1、F2已在圖中畫出，圖中的方格每邊長度表示2N，O點是橡皮條的結點，請用直角三角板嚴格作出合力F的圖示，并求出合力的大小為_____N。編輯ppt編輯ppt

(3)乙圖是馬詩雨同學在白紙上根據(jù)實驗結果作出的力的示意圖，F(xiàn)和F′中_______是F1和F2合力的實際測量值。解析：(1)步驟A中需記錄O點位置，兩拉力的大小和方向，題目漏掉了方向；用一個彈簧秤拉橡皮條時，需保證力的作用效果相同，既要把結點拉至O點。編輯ppt編輯ppt編輯ppt編輯ppt(1)改變鉤碼個數(shù)，實驗能完成的是()A．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝2，N3＝4B．鉤碼的個數(shù)N1＝N3＝3，N2＝4C．鉤碼的個數(shù)N1＝N2＝N3＝4D．鉤碼的個數(shù)N1＝3，N2＝4，N3＝5(2)在拆下鉤碼和繩子前，最重要的一個步驟是()A．標記結點O的位置，并記錄OA、OB、OC三段繩子的方向B．量出OA、OB、OC三段繩子的長度C．用量角器量出三段繩子之間的夾角D．用天平測出鉤碼的質量編輯ppt(3)在作圖時，你認為圖中_______是正確的。(填“甲”或“乙”)答案：(1)BCD(2)A(3)甲解析：(1)實驗中的分力與合力的關系必須滿足：|F1－F2|<F3<F1＋F2，因此B、C、D選項是可以的。(2)A(3)甲實驗中F3是豎直向下的。編輯ppt易錯案例剖析編輯ppt易錯點：應用平行四邊形定則時出現(xiàn)錯誤編輯ppt易錯分析：本題易錯選A項。其原因是誤認為在力的合成運算中，隨著其中的一個力增大，合力也增大。即隨著平行四邊形一條邊長的增加，對角線的長度相應增加。這是由于解答常規(guī)題目產生思維定勢的影響，僅僅考慮了兩個共點力之間的夾角θ為銳角的情況，忽視了兩個共點力之間的夾角θ有可能為鈍角的情況，造成錯解。分析時，應考慮兩個共點力的夾角可能為銳角、直角、鈍角。編輯ppt編輯ppt課時作業(yè)編輯ppt編輯ppt9、靜夜四無鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/1/52023/1/5Thursday,January5,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/1/52023/1/52023/1/51/5/20238:08:43PM11、以我獨沈久，愧君相見頻。。2023/1/52023/1/52023/1/5Jan-2305-Jan-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/1/52023/1/52023/1/5Thursday,January5,202313、乍見翻疑夢，相悲各問年。。2023/1/52023/1/52023/1/52023/1/51/5/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。。05一月20232023/1/52023/1/52023/1/515、比不了得就不比，得不到的就不要。。。一月232023/1/52023/1/52023/1/51/5/202316、行動出成果，工作出財富。。2023/1/52023/1/505January202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。。2023/1/52023/1/52023/1/52023/1/59、沒有失敗，只有暫時停止成功！。2023/1/52023/1/5Thursday,January5,202310、很多事情努力了未必有結果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/1/52023/1/52023/1/51/5/20238:08:43PM11、成功就是日復一日那一點點小小努力的積累。。2023/1/52023/1/52023/1/5Jan-2305-Jan-2312、世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。。2023/1/52023/1/52023/1/5Thursday,January5,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/1/52023/1/52023/1/52023/1/51/5/202314、意志堅強的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。05一月20232023/1/52023/1/52023/1/515、楚塞三湘接，荊門九派通。。。一月232023/1/52023/1/52023/1/51/5/202316、少年十五二十時，步行奪得胡馬騎。。2023/1/52023/1/505January202317、空山新雨后，天氣晚來秋。。2023/1/52023/1/52023/1/52023/1/59、楊柳散和風，青山澹吾慮。。2023/1/52023/1/5Th