高一物理課件 第1部分 第5章 第1節(jié)《力的合成》

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第5章 第1節(jié) 理解教材新知 把握熱點(diǎn)考向 應(yīng)用創(chuàng)新演練 知識(shí)點(diǎn)一 知識(shí)點(diǎn)二 考向一 考向二 考向三 隨堂基礎(chǔ)鞏固 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練 第1部分 1 共點(diǎn)力并不只是幾個(gè)力作用在同一點(diǎn)的情況 若幾個(gè)力的作用線或作用線的反向延長線交于一點(diǎn)的情況也是共點(diǎn)力 2 合力與分力之間的關(guān)系是一種等效替代關(guān)系 合力是其所有分力的共同效果 并不是單獨(dú)存在的力 3 合力與分力的計(jì)算滿足力的平行四邊形定則 合力是平行四邊形的對角線 兩分力是平行四邊形的鄰邊 合力不一定大于分力 自學(xué)教材 1 共點(diǎn)力如果幾個(gè)力同時(shí)作用在物體上的 或者它們的相交于同一點(diǎn) 我們就把這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力 2 合力幾個(gè)共點(diǎn)力共同作用所產(chǎn)生的可以用一個(gè)力來代替 這個(gè)力叫做那幾個(gè)力的合力 3 力的合成求幾個(gè)力的叫做力的合成 同一點(diǎn) 作用線 效果 合力 4 同一直線上二力的合成 同一直線上方向相同的兩個(gè)力的合力的大小等于這兩個(gè)力的大小之 方向與這兩個(gè)力方向 同一直線上方向相反的兩個(gè)力的合力的大小等于這兩個(gè)力的大小之 方向與的那個(gè)力的方向相同 和 相同 差 較大 重點(diǎn)詮釋 合力與分力的關(guān)系 等效性 合力與分力在作用效果上是等效的 可相互替代 同體性 合力與它的分力是相對于同一個(gè)物體而言的 作用在不同物體上的力不能求合力 同時(shí)性 合力與分力具有同時(shí)存在的關(guān)系且當(dāng)某一個(gè)分力發(fā)生變化時(shí) 其合力也隨之發(fā)生變化 合力與其幾個(gè)分力的等效替代是可逆的 也可用那幾個(gè)力來等效替代合力 合力與其幾個(gè)分力對物體的作用效果相同 但不能理解為物體在受幾個(gè)分力作用的同時(shí)還受到了合力的作用 受力分析時(shí)分力與合力不能同時(shí)出現(xiàn) 1 將兩個(gè)力F1和F2合成F 則下列說法正確的是 A F1 F2和F是同時(shí)作用在同一物體上的三個(gè)力B F1 F2和F是同種性質(zhì)的力C F的作用效果與F1 F2同時(shí)作用的總效果相同D F1和F2可能是作用在兩個(gè)不同物體上的力 解析 F1和F2的合力為F 則說明F1與F2共同作用效果與F的作用效果相同 即F可以替代F1和F2 F1和F2也可替代F 并不是又多出了一個(gè)力 理解它們應(yīng)注意 1 F1和F2可以是不同性質(zhì)的力 2 F1與F2必須作用在同一個(gè)物體上 故選C 答案 C 自學(xué)教材 1 平行四邊形定則兩個(gè)共點(diǎn)力合成時(shí) 以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作 這兩個(gè)鄰邊之間的表示合力的大小和方向 如圖5 1 1所示 圖5 1 1 平行四邊形 對角線 2 兩個(gè)以上的力的合成方法先求出任意兩個(gè)力的 再求出這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力 直到把都合成進(jìn)去 最后得到的結(jié)果就是這些力的合力 合力 所有外力 重點(diǎn)詮釋 實(shí)驗(yàn)與探究 驗(yàn)證平行四邊形定則1 實(shí)驗(yàn)原理 等效替代法如圖5 1 2所示 對于結(jié)點(diǎn)B來說 力F的作用效果與F1 F2共同作用的效果是一樣的 且F也能夠與橡皮筋對它的拉力F0平衡 所以F等于F1 F2的合力 圖5 1 2 2 實(shí)驗(yàn)器材方木板 白紙 彈簧測力計(jì) 2只 橡皮條 細(xì)繩 兩根 量角器 刻度尺 圖釘 若干 3 實(shí)驗(yàn)過程閱讀課本 P82 4 驗(yàn)證平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)數(shù)據(jù)處理及誤差分析 1 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測力計(jì)的選取方法 將兩只彈簧測力計(jì)鉤好后對拉 若兩只彈簧測力計(jì)在對拉的過程中 讀數(shù)相同 則可選 若不同 應(yīng)另換 直至相同為止 實(shí)驗(yàn)時(shí) 彈簧測力計(jì)要與板面平行 在滿足合力不超過彈簧測力計(jì)量程及橡皮筋形變不超過彈性限度的條件下 應(yīng)使拉力盡量大一些 以減小誤差 畫力的圖示時(shí) 應(yīng)該選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度 盡量使圖畫得大一些 但不要畫出紙外 要嚴(yán)格按力的圖示和幾何作圖法的要求作出合力 在同一次實(shí)驗(yàn)中 橡皮筋拉長結(jié)點(diǎn)所到的位置O點(diǎn)一定要相同 由作圖法得到的F和實(shí)際測量得到的F 可能不完全重合 在誤差允許范圍內(nèi)即可 2 數(shù)據(jù)處理 作F 用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)線方向畫直線 按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F1和F2的圖示 并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形 過O點(diǎn)畫平行四邊形的對角線 此對角線即為合力F的圖示 作F 用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出只用一只彈簧測力計(jì)時(shí)的拉力F 的圖示 比較 比較力F 與平行四邊形定則求出的合力F的大小和方向是否相同 3 誤差分析 存在誤差的原因 彈簧測力計(jì)本身的誤差 讀數(shù)誤差 作圖誤差等 減小誤差的方法 a 實(shí)驗(yàn)過程中讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視彈簧測力計(jì)的刻度 要按有效數(shù)字和彈簧測力計(jì)的精度正確讀數(shù)和記錄 b 作圖時(shí)用刻度尺借助于三角板 使表示兩個(gè)力的對邊一定要平行 2 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 的實(shí)驗(yàn)情況如圖5 1 3甲所示 其中A為固定橡皮筋的圖釘 O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn) OB和OC為細(xì)繩 圖乙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的圖 圖5 1 3 1 圖乙中的F與F 兩力中 方向一定沿AO方向的是 2 本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是 A 理想實(shí)驗(yàn)法B 等效替代法C 控制變量法D 建立物理模型法解析 驗(yàn)證力的平行四邊形定則 的實(shí)驗(yàn)采用了等效替代法 實(shí)驗(yàn)中用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉時(shí)肯定沿AO方向 而根據(jù)平行四邊形定則畫出來的合力應(yīng)該說肯定有誤差 答案 1 F 2 B 例1 關(guān)于合力與分力 下列說法正確的是 A 合力與分力是物體同時(shí)受到的力B 合力比分力大C 合力是各分力共同作用時(shí)產(chǎn)生效果的等效替代D 兩物體間的一對相互作用力的合力為零 思路點(diǎn)撥 解答此題時(shí)應(yīng)注意以下關(guān)鍵點(diǎn) 1 理解合力與分力概念時(shí)抓住 等效 替代 四個(gè)字 2 理解合力概念 合力不等于 力之和 力的合成遵循平行四邊形定則 3 有相互作用力的受力物體是相互作用的兩個(gè)物體 解析 物體受兩個(gè)力 可用其合力等效替代 物體受某個(gè)力可用其兩個(gè)分力替代 不可重復(fù)分析 A錯(cuò) 力的合成遵守平行四邊形定則 而不是代數(shù)法則 合力可大于分力 也可小于其分力 B錯(cuò) 合力與分力的概念就是依據(jù)其作用效果的等效替代提出的 C對 只有同一物體所受的力可以根據(jù)效果等效替代 兩物體相互作用力作用于兩個(gè)物體不能合成 D錯(cuò) 答案 C 借題發(fā)揮 1 合力與分力的 等效 指的是合力的作用效果跟物體受到的兩個(gè) 或多個(gè) 力的作用效果相同 強(qiáng)調(diào)的是作用效果相同 而不是增加了新的作用 2 合力的范圍 關(guān)于兩個(gè)力的合力 下列說法正確的是 A 兩個(gè)力的合力一定大于每個(gè)分力B 兩個(gè)力的合力不可能小于較小的那個(gè)分力C 兩個(gè)力的合力一定小于或等于兩個(gè)分力D 當(dāng)兩個(gè)力大小相等時(shí) 它們的合力可能等于分力大小 解析 設(shè)分力F1與分力F2的夾角為 根據(jù)力的平行四邊形定則 合力F對應(yīng)以F1 F2為鄰邊的平行四邊形中F1 F2所夾的對角線 如圖所示 當(dāng) 0 時(shí) F F1 F2 當(dāng) 180 時(shí) F F1 F2 以上分別為合力F的最大值和最小值 當(dāng)F1 F2且夾角 180 時(shí) 合力F 0 小于任何一個(gè)分力 當(dāng)F1 F2且夾角 120 時(shí) 合力F F1 F2 選項(xiàng)D正確 答案 D 例2 物體受到兩個(gè)力F1和F2 F1 30N 方向水平向左 F2 40N 方向豎直向下 求這兩個(gè)力的合力F 思路點(diǎn)撥 答案 大小50N 方向與F1成53 角 借題發(fā)揮 求合力的方法 1 作圖法 要選擇統(tǒng)一標(biāo)度 嚴(yán)格作出力的圖示及平行四邊形 用統(tǒng)一標(biāo)度去度量作出的平行四邊形的對角線 求出合力的大小 再量出對角線與某一鄰邊的夾角 求出合力的方向 2 計(jì)算法 作出力的合成的示意圖 將求解合力的物理問題轉(zhuǎn)變成幾何問題 充分利用數(shù)學(xué)知識(shí)來解決該問題 例如 直角三角形中的勾股定理 三角函數(shù)的定義 正弦定理和余弦定理等 1 上題中若F1 F2 20N 夾角為60 則二力的合力是多大 解析 1 用3mm的線段代表5N 作出F1 F2的線段長12mm 并標(biāo)明方向如圖所示 2 以F1 F2為鄰邊作平行四邊形 連接兩鄰邊所夾的對角線 3 用刻度尺量出表示合力的對角線長度為21mm 合力的大小為35N 4 合力的方向沿F1 F2夾角的平分線 答案 35N 34 6N 方向沿兩分力夾角的平分線或與任一分力夾角為30 例3 在 驗(yàn)證平行四邊形定則 的實(shí)驗(yàn)中 有位同學(xué)把橡皮筋的一端固定在木板上 用兩個(gè)彈簧測力計(jì)把橡皮筋的另一端拉到某一確定的O點(diǎn) 以下操作中正確的是 A 同一次實(shí)驗(yàn)過程中 O點(diǎn)位置允許變動(dòng)B 實(shí)驗(yàn)中 彈簧測力計(jì)必須保持與木板平行 讀數(shù)時(shí)視線要正對彈簧測力計(jì)刻度C 橡皮筋應(yīng)與兩繩夾角的平分線在同一直線上D 實(shí)驗(yàn)中 把橡皮筋的另一端拉到O點(diǎn)時(shí) 兩個(gè)彈簧測力計(jì)之間夾角取90 以便算出合力大小 思路點(diǎn)撥 根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的原理和設(shè)計(jì)方案分析各操作的要領(lǐng) 解析 實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)分力與合力的作用效果通過結(jié)點(diǎn)O的位置體現(xiàn) 因此O點(diǎn)的位置不能變動(dòng) A錯(cuò) 彈簧測力計(jì)應(yīng)與木板平行 使讀數(shù)與繩的作用力相等 讀數(shù)時(shí)視線正對刻度線以減小讀數(shù)誤差 B正確 兩力合成時(shí)其合力不一定在兩力的角平分線上 不必讓橡皮筋與兩繩夾角的平分線在同一直線上 C錯(cuò) 兩力的合力應(yīng)用平行四邊形定則求解 兩力成的任意夾角都適用 不一定成90 D錯(cuò) 答案 B 2 上題中 若實(shí)驗(yàn)過程中每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5N 分度值為0 1N的彈簧測力計(jì) 沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測力計(jì) 當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí) 兩根細(xì)繩相互垂直 如圖5 1 4所示 這時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)可從圖中讀出 圖5 1 4 1 由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為 N和 N 只需讀到0 1N 2 在方格紙 如圖5 1 5 上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力 圖5 1 5 解析 1 彈簧測力計(jì)的分度值為0 1N 因此 豎直向下彈簧測力計(jì)讀數(shù)為2 5N 水平向右的彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為4 0N 2 選方格紙中一個(gè)小方格的邊長表示0 5N 求出的合力如圖所示 答案 見解析 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全