物理:3.4《力的合成》课件(新人教版必修1)

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1、3.4力的合成学习目标:1.能从力的作用效果理解合力和分力的概念。2.进一步理解矢量和标量的概念,知道它们有不同的运算规则。3.掌握力的平行四边形定则,知道它是矢量合成的普遍规则。会用作图法求共点力的合力。会用直角三角形知识计算合力。4.知道合力的大小与分力间夹角的关系。5.初步了解物理学研究方法之一——“等效法”。学习重点:平行四边形定则学习难点:平行四边形定则的应用一、合力和分力如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,则这个力就叫那几个力的合力,而那几个力就叫这个力的分力。合力和分力的关系:等效替代关系,并不同时作用于物体上,所以不能把合力和分力

2、同时当成物体受的力。问题:一个物体受到几个力(分力)作用的同时,还受到合力的作用吗?2.合力与分力的等效替代是可逆的吗?二、共点力几个力如果都作用在物体的同一点,或者几个力作用在物体上的不同点,但这几个力的作用线延长后相交于同一点,这几个力就叫共点力,所以,共点力不一定作用在同一点上,如图所示的三个力F1、F2、F3均为共点力。三、共点力合成实验:实验结论:四、力的合成的定则1.平行四边形定则求两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的线段作邻边,作平行四边形,它的_______就表示合力的_______和_______.这叫做力的平行四边形定则。2.三角形定则根据平行四边形的对边平

3、行且相等,即平行四边形是由两个全等的三角形组成,平行四边形定则可简化为三角形定则。若从O点出发先作出表示力F1的有向线段OA,再以A点出发作表示力F2的有向线段AC,连接OC,则有向线段OC即表示合力F的大小和方向。五、共点力的合成1.作图法(图解法):以力的图示为基础,以表示两个力的有向线段为邻边严格作出平行四边形,然后量出这两个邻边之间的对角线的长度,从与图示标度的比例关系求出合力的大小,再用量角器量出对角线与一个邻边的夹角,表示合力的方向。注意:作图时要先确定力的标度,同一图上的各个力必须采用同一标度。表示分力和合力的有向线段共点且要画成实线,与分力平行的对边要画成虚线,力线段上

4、要画上刻度和箭头。2.计算法:先根据力的平行四边形定则作出力的合成示意图,然后运用数学知识求合力大小和方向。3.两个以上共点力的合成【例一】两个小孩拉一辆车子,一个小孩用的力是45N,另一个小孩用的力是60N,这两个力的夹角是90°.求它们的合力.【例二】用作图法求夹角分别为30°、60°、90°、120°、150°的两个力的合力.再求它们的夹角是0°和180°时的合力.比较求得的结果,能不能得出下面的结论:①合力总是大于分力;②夹角在0°到180°之间时,夹角越大,合力越小.问题:1.合力一定大小任何一个分力吗?2.平行四边形定则也适用于其它矢量的合成吗?3.两个大小一定的力F1、F

5、2,当它们间的夹角由0°增大到180°的过程中,合力F的大小怎样变化?六、合力大小与二分力间的夹角的关系:七、合力大小与分力大小之间的关系:【例三】三名同学一起玩游戏,用三根绳拴住同一物体,其中甲同学用100N向东拉,乙同学用400N的力向西拉,丙同学用400N的力向南拉。求物体所受的合力.【例四】如图,质量为m的物体A静止于倾角为θ的斜面上,试求斜面对A的支持力和摩擦力。课堂训练:1.互成角度的两个共点力,有关它们的合力和分力关系的下列说法中,正确的是()A.合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力.B.合力的大小随分力夹角的增大而增大.C.合力的大小一定大于任意一个分力.D.合力的

6、大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力.2.两个共点力的大小均等于f,如果它们的合力大小也等于f,则这两个共点力之间的夹角为()A.30°B.60°C.90°D.120°3.在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上.如果钢丝绳与地面的夹角∠A=∠B=60°,每条钢丝绳的拉力都是300N,求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力.4.两个大小相等的共点力F1、F2,当它们间的夹角为90°时合力大小为20N,则当它们间夹角为120°时,合力的大小为多少?阅读材料:物体在什么地方比较重?地球施向一个物体的吸引力(地球引力)要跟着这个物体从地面升高而减低。假如我们把一公斤重的砝码提高到离地面6400公

7、里,就是把这砝码举起到离地球中心两倍地球半径的距离,那么这个物体所受到的地球引力就会减弱到4分之一,如果在那里把这个砝码放在弹簧秤上称,就不再是1000克,而只是250克。根据万有引力定律,地球吸引一切物体,可以看做它的全部质量都集中在它的中心(地心),而这个引力跟距离的平方成反比。在上面这个例子里,砝码跟地心的距离已经加到地面到地心的距离的两倍,因此引力就要减到原来的22分之一,就是4分之一。如果把砝码移到离地面12,800公里,也就是离地心

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