秋季學(xué)期高中物理人教必修一相互作用3.4省名師優(yōu)質(zhì)課獲獎?wù)n件市賽課一等獎?wù)n件

4

力

合

成

第1頁第2頁一、協(xié)力與分力當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用時(shí),我們經(jīng)常能夠求出這么一個(gè)力,這個(gè)力產(chǎn)生_____跟原來幾個(gè)力共同效果相同,這個(gè)力就叫作那幾個(gè)力_____,原來幾個(gè)力叫作_____。效果協(xié)力分力第3頁二、力合成第4頁1.定義:求_____________過程叫作力合成。2.平行四邊形定則:兩個(gè)力合成時(shí),以表示這兩個(gè)力有向線段為_____作平行四邊形,這兩個(gè)鄰邊之間_______就代表協(xié)力大小和方向。如圖所表示,__表示F1與F2協(xié)力。幾個(gè)力協(xié)力鄰邊對角線F第5頁3.多力合成方法:先求出___________協(xié)力,再求出這個(gè)協(xié)力與_________協(xié)力,直到把全部力都合成進(jìn)去,最終得到結(jié)果就是這些力協(xié)力。任意兩個(gè)力第三個(gè)力第6頁三、共點(diǎn)力1.定義:作用在物體_________或者延長線_________一組力。2.力合成適用范圍:力合成遵從平行四邊形定則,只適合用于_______。同一點(diǎn)上交于一點(diǎn)共點(diǎn)力第7頁【思索辨析】(1)協(xié)力與分力同時(shí)作用在一個(gè)物體上。 (

)(2)由作出力平行四邊形定則可知,協(xié)力可能小于分力。 (

)(3)共點(diǎn)力一定作用于物體上同一點(diǎn)。 (

)第8頁(4)作用于同一物體上全部力都是共點(diǎn)力。 (

)(5)作用于不一樣物體上兩個(gè)力,只要作用線交于一點(diǎn),就能夠進(jìn)行力合成。 (

)第9頁提醒:(1)×。協(xié)力與分力是等效替換關(guān)系,不會同時(shí)作用在一個(gè)物體上。(2)√。由作出力平行四邊形定則能夠看出,對角線可能比平行四邊形邊長長,也可能短,即協(xié)力可能大于分力,也可能小于分力,甚至等于分力。(3)×。共點(diǎn)力不一定作用于物體上同一點(diǎn),也可能是共點(diǎn)力作用線交于一點(diǎn)。第10頁(4)×。共點(diǎn)力一定作用于同一物體上,但作用于同一物體上力不一定是共點(diǎn)力,如作用于同一物體上平行力就不一定是共點(diǎn)力。(5)×。共點(diǎn)力必須是作用在同一個(gè)物體上力,而只有共點(diǎn)力才能進(jìn)行力合成。第11頁一協(xié)力與分力關(guān)系【典例】兩個(gè)力F1和F2間夾角為θ,兩個(gè)力協(xié)力為F。以下說法正確是 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號28974076(

)A.若F1和F2大小不變,θ角越小,協(xié)力F就越小B.協(xié)力F可能比任何一個(gè)分力都小第12頁C.協(xié)力F總比任何一個(gè)分力都大D.假如夾角θ不變,F1大小不變,只要F2增大,協(xié)力F就必定增大第13頁【正確解答】選B。若F1和F2大小不變,θ角越小,協(xié)力F越大,故A錯(cuò)誤;由力合成方法可知,兩個(gè)力協(xié)力范圍|F1-F2|≤F≤F1+F2,所以協(xié)力有可能大于任一分力,也可能小于任一分力,還可能與兩個(gè)分力都相等,故B正確,C錯(cuò)誤;假如夾角θ不變,F1大小不變,F2增大,協(xié)力可能增大,可能減小,如圖所表示,故D錯(cuò)誤。第14頁第15頁【關(guān)鍵歸納】1.協(xié)力與分力三個(gè)性質(zhì):第16頁2.協(xié)力與分力大小關(guān)系:兩分力大小不變時(shí),協(xié)力F隨兩分力夾角θ增大而減小,隨θ減小而增大。(1)兩分力同向(θ=0°)時(shí),協(xié)力最大,F=F1+F2,協(xié)力與分力同向。第17頁(2)兩分力反向(θ=180°)時(shí),協(xié)力最小,F=|F1-F2|,協(xié)力方向與較大一個(gè)分力方向相同。(3)協(xié)力取值范圍:|F1-F2|≤F≤F1+F2。第18頁【尤其提醒】(1)兩分力同向(或反向)時(shí)F=F1+F2(F=|F1-F2|),可看作平行四邊形定則在θ=0°(和θ=180°)時(shí)特例。(2)協(xié)力能夠比兩個(gè)分力都大,能夠比兩個(gè)分力都小,也能夠介于兩個(gè)分力之間或者與其中一個(gè)分力相等。第19頁【過關(guān)訓(xùn)練】如圖所表示,為兩個(gè)共點(diǎn)力協(xié)力F隨兩分力夾角θ改變圖象,則這兩個(gè)分力大小分別為 (

)A.1N和4N

B.2N和3NC.1N和5N D.2N和4N第20頁【解析】選B。兩個(gè)分力之和為最大值,兩個(gè)分力之差為最小值,即F1+F2=5N,F1-F2=1N。解得F1=3N,F2=2N,B正確。第21頁【賠償訓(xùn)練】1.如圖所表示,有兩個(gè)共點(diǎn)力,一個(gè)是F1=40N,一個(gè)是F2,它們協(xié)力是F=100N,則F2大小可能是 (

)A.20N

B.40NC.80N D.160N第22頁【解析】選C。兩個(gè)共點(diǎn)力協(xié)力大小取值范圍是|F1-F2|≤F≤F1+F2。依據(jù)以上關(guān)系,能夠求得F2大小取值范圍是60N≤F2≤140N,故只有選項(xiàng)C正確。第23頁2.同時(shí)作用在某物體上兩個(gè)方向相反力,大小分別為8N和10N,在10N力逐步減小到零過程中,兩個(gè)力協(xié)力大小 (

)A.先減小后增大 B.先增大后減小C.一直減小 D.一直增大第24頁【解析】選A。當(dāng)10N力減小到8N時(shí),兩力協(xié)力最小為0,原10N力再減小,兩力協(xié)力又將逐步增大,減小到零時(shí),兩力協(xié)力最大為8N,故A正確。第25頁二求協(xié)力方法考查角度1作圖法求協(xié)力【典例1】(·德州高一檢測)年1月1日通車港珠澳大橋是一座跨海大橋,連接香港大嶼山、澳門半島和廣東省珠海市,全長為49.968公里,主體工程“海中橋隧”長35.578公里,其中海底隧道長約6.75公里,第26頁橋梁長約29公里。橋梁采取斜拉索式,如圖假設(shè)斜拉橋中對鋼索與豎直方向夾角都是30°,每根鋼索中拉力都是3×104N,那么它們對塔柱形成協(xié)力有多大?方向怎樣? 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號28974077第27頁第28頁【正確解答】把兩根鋼索拉力看成沿鋼索方向兩個(gè)分力,以它們?yōu)猷忂叜嫵鲆粋€(gè)平行四邊形,其對角線就表示它們協(xié)力。由對稱性可知,合力方向一定沿塔柱豎直向下。下面用作圖法求這個(gè)協(xié)力大小:自O(shè)點(diǎn)引兩根有向線段OA和OB,它們跟豎直方第29頁向夾角都為30°。取單位長度為1×104N,則OA和OB長度都是3個(gè)單位長度。量得對角線OC長為5.2個(gè)單位長度,所以協(xié)力大小為F=5.2×1×104N=5.2×104N。答案:5.2×104N豎直向下第30頁【關(guān)鍵歸納】作圖法求協(xié)力步驟第31頁【尤其提醒】作圖法求協(xié)力注意問題(1)作圖時(shí)要先確定力標(biāo)度,同一圖上各個(gè)力必須采取同一標(biāo)度。(2)嚴(yán)格采取作圖工具作圖,并用測量工具測出力大小及方向。(3)作圖時(shí)表示分力和協(xié)力有向線段要畫成實(shí)線,與分力平行對邊要畫成虛線,表示力線段上要畫上刻度和箭頭。第32頁考查角度2計(jì)算法求協(xié)力【典例2】如圖所表示,水平橫梁一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B。一輕繩一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m=10kg重物,∠CBA=30°,則滑輪受到繩子作用力大小為(g取10N/kg) 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號28974078(

)第33頁A.50N

B.60NC.120N D.100N第34頁【正確解答】選D。輕繩跨過滑輪,BC段、BD段拉力F1=F2=mg=100N,夾角為120°,依據(jù)平行四邊形定則,二力合成如圖所表示。因?yàn)镕1=F2,所以平行四邊形為菱形,又因?yàn)椤螪BG=60°,所以△BGD為等邊三角形,所以F1、F2協(xié)力F=F1=F2=100N,即繩子對滑輪作用力大小為100N,選項(xiàng)D正確。第35頁【關(guān)鍵歸納】1.計(jì)算法:(1)可先依據(jù)平行四邊形定則做出分力及協(xié)力示意圖。(2)依據(jù)幾何知識求解對角線,即為協(xié)力。第36頁2.兩種特殊情況下協(xié)力計(jì)算第37頁

【尤其提醒】計(jì)算法求協(xié)力時(shí)慣用到幾何知識(1)應(yīng)用直角三角形中邊角關(guān)系求解。(2)應(yīng)用等邊三角形特點(diǎn)求解。(3)應(yīng)用相同三角形知識求解。第38頁【過關(guān)訓(xùn)練】(·龍巖高一檢測)如圖所表示,兩個(gè)人共同用力將一個(gè)牌匾拉上墻頭。其中一人用了450N拉力,另一個(gè)人用了600N拉力,假如這兩個(gè)人所用拉力夾角是90°,求它們協(xié)力。(試用兩種方法求協(xié)力) 世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號28974079第39頁【解析】解法一:作圖法如圖所表示,用圖示中線段表示150N力,用一個(gè)點(diǎn)O代表牌匾,依題意作出力平行四邊形。用刻度尺量出平行四邊形對角線長為圖示線段5倍,故協(xié)力大小為F=150×5N=750N,用量角器量出協(xié)力F與F1夾角θ=53°。第40頁解法二:計(jì)算法設(shè)F1=450N,F2=600N,協(xié)力為F。因?yàn)镕1與F2間夾角為90°,依據(jù)勾股定理,得F==750N,協(xié)力F與F1夾角θ正切tanθ=≈1.33,所以θ=53°。答案:750N,方向與較小拉力夾角為53°。第41頁【賠償訓(xùn)練】物體受兩個(gè)大小都等于10N拉力作用,且這兩個(gè)拉力間夾角為90°,求這兩個(gè)力協(xié)力大小和方向。第42頁【解析】方法一(作圖法):選取1cm表示5N,作出兩個(gè)力圖示,再以這兩力圖示為鄰邊作平行四邊形,如圖所表示。第43頁用刻度尺量出對角線長度約為2.8cm,則協(xié)力大小為F=×5N=14.0N。用量角器測出協(xié)力F方向與F1夾角為45°。方法二(計(jì)算法):作出力合成平行四邊形示意圖如圖所表示。第44頁則該平行四邊形為正方形,由幾何知識得協(xié)力F=F1=10N≈14.0N,協(xié)力F方向與F1夾角為45°。答案:14.0N方向與F1夾角為45°

第45頁【拓展例題】考查內(nèi)容:多力合成【典例】如圖所表示,在同一平面內(nèi),大小分別為1N、2N