《力的合成和分解》相互作用——力PPT課件
第一部分內(nèi)容:學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.知道合力、分力以及力的合成、力的分解的概念.
2.理解平行四邊形定則是一切矢量合成的普遍法則,會(huì)用平行四邊形定則求合力,知道分力與合力間的大小關(guān)系.(重點(diǎn))
3.知道共點(diǎn)力的概念,力的分解原則,會(huì)用作圖法、計(jì)算法求合力.(難點(diǎn))
4.知道力的三角形定則,會(huì)區(qū)別矢量和標(biāo)量.(重點(diǎn),難點(diǎn))
5.會(huì)用正交分解法求分力.
6.會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究力的平行四邊形定則.
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力的合成和分解PPT,第二部分內(nèi)容:新知探究
基礎(chǔ)梳理
一、合力與分力
1.共點(diǎn)力:作用在物體的__________或者延長(zhǎng)線__________的一組力.
2.當(dāng)物體受到幾個(gè)力的共同作用時(shí),可以用一個(gè)力代替它們,這個(gè)力產(chǎn)生的效果跟原來(lái)幾個(gè)力的__________相同,那么這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的_____,原來(lái)的幾個(gè)力叫做這個(gè)力的_____.
二、力的合成和分解
1.力的合成定義:求_______________的過(guò)程.
2.平行四邊形定則:兩個(gè)力合成時(shí),以表示這兩個(gè)力的線段為______作平行四邊形,這兩個(gè)鄰邊之間的____________就代表合力的大小和方向.
3.多力合成的方法:先求出____________的合力,再求出這個(gè)合力與____________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.
4.分解法則:遵循平行四邊形定則.把一個(gè)已知力F作為平行四邊形的____________,與力F共點(diǎn)的平行四邊形的兩個(gè)______,就表示力F的兩個(gè)分力F1和F2.
5.力的分解依據(jù)
一個(gè)力可以分解為兩個(gè)力,如果沒(méi)有限制,一個(gè)力可以分解為______對(duì)大小、方向不同的分力.
三、矢量和標(biāo)量
1.矢量:既有大小,又有方向,合成時(shí)遵守__________________或__________________的物理量.
2.標(biāo)量:只有大小,沒(méi)有方向,求和時(shí)按照____________相加的物理量.
自我檢測(cè)
思維辨析
(1)合力及其分力可以同時(shí)作用在物體上. ( )
(2)幾個(gè)力的共同作用效果可以用一個(gè)力來(lái)代替.( )
(3)兩個(gè)力的合力一定比其分力大.( )
(4)在進(jìn)行力的合成與分解時(shí),都要應(yīng)用平行四邊形定則或三角形定則.( )
(5)既有大小又有方向的物理量一定是矢量.( )
(6)對(duì)物體受力分析時(shí),只能畫該物體受到的力,其他物體受到的力不能畫在該物體上.( )
基礎(chǔ)理解
(1)某同學(xué)在單杠上做引體向上,在圖中的四個(gè)選項(xiàng)中雙臂用力最小的是( )
提示:選B.根據(jù)兩個(gè)分力大小一定時(shí),夾角增大,合力減小可知:雙臂拉力的合力一定(等于同學(xué)自身的重力),雙臂的夾角越大,所需拉力越大,故雙臂平行時(shí),雙臂的拉力最小,各等于重力的一半,故B正確.
(2)(多選)如圖所示是李強(qiáng)同學(xué)設(shè)計(jì)的一個(gè)小實(shí)驗(yàn),他將細(xì)繩的一端系在手指上,細(xì)繩的另一端系在直桿的A端,桿的左端頂在掌心上,組成一個(gè)“三角支架”.在桿的A端懸掛不同的重物,并保持靜止.通過(guò)實(shí)驗(yàn)會(huì)感受到( )
A.細(xì)繩是被拉伸的,桿是被壓縮的
B.桿對(duì)手掌施加的作用力的方向沿桿由C指向A
C.細(xì)繩對(duì)手指施加的作用力的方向沿細(xì)繩由B指向A
D.所掛重物質(zhì)量越大,細(xì)繩和桿對(duì)手的作用力也越大
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力的合成和分解PPT,第三部分內(nèi)容:師生互動(dòng)
合力與分力
問(wèn)題導(dǎo)引
如圖所示,一個(gè)成年人或兩個(gè)孩子均能提起相同質(zhì)量的一桶水,那么該成年人用的力與兩個(gè)孩子用的力作用效果是否相同?二者能否等效替換?
要點(diǎn)提示 效果相同,能等效替換.
【核心深化】
1.合力與分力的“三性”
2.合力與分力的大小關(guān)系
兩個(gè)力共線
(1)最大值:當(dāng)兩個(gè)力同向時(shí),合力F最大,F(xiàn)max=F1+F2,合力與分力方向相同
(2)最小值:當(dāng)兩個(gè)力反向時(shí),合力F最小,F(xiàn)min=|F1-F2|,合力與分力中較大的力方向相同
兩分力成某一角度θ
合力大小的范圍是:|F1-F2|≤F≤F1+F2.夾角θ越大,合力就越小
合力可以大于等于兩分力中的任何一個(gè)力,也可以小于兩分力中的任何一個(gè)力
3.求共點(diǎn)力合力的常用方法
(1)作圖法:作圖法就是用作圖工具根據(jù)平行四邊形定則作出平行四邊形,然后用測(cè)量工具測(cè)量出合力的大小、方向,具體操作流程如下:
(2)計(jì)算法
①兩分力共線時(shí)
F1與F2方向相同
合力大小F=F1+F2,方向與F1和F2的方向相同
F1與F2方向相反
合力大小F=|F1-F2|,方向與F1和F2中較大的方向相同
②兩分力不共線時(shí):可以先根據(jù)平行四邊形定則作出分力及合力的示意圖,然后由幾何知識(shí)求解對(duì)角線,即為合力.以下為求合力的兩種常見的特殊情況:
關(guān)鍵能力1 對(duì)合力與分力等效關(guān)系的理解
(多選)(2019•南昌高一檢測(cè))關(guān)于幾個(gè)力與其合力的說(shuō)法中,正確的有( )
A.合力的作用效果跟原來(lái)幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果相同
B.合力與原來(lái)那幾個(gè)力同時(shí)作用在物體上
C.合力的作用可以替代原來(lái)那幾個(gè)力的作用
D.不同性質(zhì)的力不可以合成
[解析] 由合力和分力的定義可知,A正確;合力和它的分力是等效替代關(guān)系,而不是物體同時(shí)受到合力和分力,它們不能同時(shí)存在,B錯(cuò)誤,C正確;力能否合成與力的性質(zhì)無(wú)關(guān),D錯(cuò)誤.
關(guān)鍵能力2 合力與分力的大小關(guān)系
(2019•工農(nóng)校級(jí)期末)在力的合成中,下列關(guān)于兩個(gè)分力與它們的合力關(guān)系的說(shuō)法中,正確的是( )
A.合力一定大于每一個(gè)分力
B.合力一定小于每一個(gè)分力
C.兩個(gè)分力大小不變,夾角在0°~180°之間變化時(shí),夾角越大合力越小
D.兩個(gè)分力大小不變,夾角在0°~180°之間變化時(shí),夾角越大合力越大
關(guān)鍵能力3 合力范圍的確定
(1)(2019•宜昌高一檢測(cè))大小分別是30 N和25 N的兩個(gè)力,同時(shí)作用在一個(gè)物體上,對(duì)于合力F大小的估計(jì)最恰當(dāng)?shù)氖? )
A.F=55 N B.25 N≤F≤30 N
C.25 N≤F≤55 N D.5 N≤F≤55 N
(2)三個(gè)共點(diǎn)力F1=5 N、F2=8 N、F3=10 N作用在同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上,其合力大小范圍正確的是( )
A.0≤F≤23 N B.3 N≤F≤23 N
C.7 N≤F≤23 N D.13 N≤F≤23 N
關(guān)鍵能力4 平行四邊形定則在求合力中的應(yīng)用
(2019•南昌校級(jí)期中)南昌八一大橋是江西省第一座斜拉索橋,全長(zhǎng)3 000多米,設(shè)計(jì)為雙獨(dú)塔雙索面扇形預(yù)應(yīng)力斜拉橋,如圖所示.挺拔高聳的103米主塔似一把利劍直刺蒼穹,塔兩側(cè)的多對(duì)鋼索連接主梁,呈扇面展開,如巨型琴弦,正彈奏著巨龍騰飛的奏鳴曲.假設(shè)斜拉橋中某對(duì)鋼索與豎直方向的夾角都是53°,每根鋼索中的拉力都是5×104 N,那么它們對(duì)塔柱形成的合力有多大?方向如何?(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)
名師點(diǎn)撥
1.三個(gè)分力的合力范圍的確定方法
最大值 三力同向合力最大,即Fmax=F1+F2+F3
最小值 (1)若其中一個(gè)力在另兩個(gè)力的合力范圍之內(nèi),合力最小值為0
(2)若其中一個(gè)力不在另兩個(gè)力的合力范圍之內(nèi),合力最小值等于最大力減去兩個(gè)較小力(絕對(duì)值)
2.多個(gè)力合成的技巧
多個(gè)力的合成的基本方法仍是平行四邊形定則,但要掌握一定技巧,一般情況下:
(1)若有兩分力共線(方向相同或相反),應(yīng)先求這兩個(gè)分力的合力.
(2)若兩分力F1、F2垂直,則先求F1、F2的合力.
(3)若兩分力大小相等,夾角為120°,則先求它們的合力(大小仍等于分力).
【達(dá)標(biāo)練習(xí)】
1.(多選)(2019•東麗校級(jí)期中)下列關(guān)于合力和分力的說(shuō)法中,正確的是( )
A.分力與合力同時(shí)作用在物體上
B.分力同時(shí)作用在物體上時(shí)產(chǎn)生的效果與合力單獨(dú)作用在物體上產(chǎn)生的效果相同
C.幾個(gè)力的合力就是這幾個(gè)力的代數(shù)和
D.合力可能大于、等于或小于任一分力
2.(2019•永城校級(jí)期末)兩個(gè)力F1和F2間的夾角為θ,兩力的合力為F,以下說(shuō)法正確的是( )
A.若F1和F2大小不變,θ角越小,合力F就越大
B.合力F總比分力F1和F2中任何一個(gè)力都大
C.如果夾角θ不變,F(xiàn)1大小不變,只要F2增大,合力F就必然增大
D.若合力F不變,θ角越大,分力F1和F2就越大
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力的合成和分解PPT,第四部分內(nèi)容:隨堂知能演練
1.(多選)(2019•杭州高一檢測(cè))已知兩個(gè)分力的大小為F1、F2,它們的合力大小為F,下列說(shuō)法中不正確的有( )
A.不可能出現(xiàn)F<F1同時(shí)F<F2的情況
B.不可能出現(xiàn)F>F1同時(shí)F>F2的情況
C.不可能出現(xiàn)F<F1+F2的情況
D.不可能出現(xiàn)F>F1+F2的情況
解析:選ABC.如果F1與F2大小相等,方向相反,則其合力為零,既小于F1又小于F2,故A錯(cuò)誤;如果F1、F2同向,則合力F=F1+F2,既大于F1又大于F2,故B錯(cuò)誤;合力F的范圍為|F1-F2|≤F≤F1+F2,因此,C錯(cuò)誤,D正確.
2.(多選)如圖是某同學(xué)為頸椎病人設(shè)計(jì)的一個(gè)牽引裝置的示意圖,一根輕繩繞過(guò)兩個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪后兩端各掛著一個(gè)相同的重物,與動(dòng)滑輪相連的帆布帶拉著病人的頸椎(圖中是用手指代替頸椎做實(shí)驗(yàn)),整個(gè)裝置在同一豎直平面內(nèi).如果要增大手指所受的拉力,可采取的辦法有( )
A.只增加繩的長(zhǎng)度 B.只增加重物的重量
C.只將手指向下移動(dòng) D.只將手指向上移動(dòng)
3.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”.用一木板豎直放在鐵架臺(tái)和輕彈簧所在平面后,其部分實(shí)驗(yàn)操作如下,請(qǐng)完成下列相關(guān)內(nèi)容:
(1)如圖甲,在木板上記下懸掛兩個(gè)鉤碼時(shí)彈簧末端的位置O;
(2)卸下鉤碼然后將兩細(xì)繩套系在彈簧下端,用兩彈簧測(cè)力計(jì)將輕彈簧末端拉到同一位置O,記錄細(xì)繩套AO、BO的________及兩彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的讀數(shù).圖乙中B彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為________N;
(3)該同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出兩彈簧拉力FA、FB的大小和方向如圖丙所示,請(qǐng)?jiān)趫D丙中作出FA、FB的合力F′.
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