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【精编课时训练与课件】3-4力的合成PPT

  • 素材大小:1.83 MB
  • 素材授权:免费下载
  • 更新时间:2017-07-15
  • 素材类别:物理课件PPT
  • 素材上传:yangdong
  • 素材格式:.ppt
  • 关键提要:【精编课时训练与课件】3-4力的合成PPT,力的合成
  • 素材版本:PowerPoint2003及以上版本(.ppt)
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这是一个关于【精编课时训练与课件】3-4力的合成PPT,主要介绍了如下:课前自主学习(基础梳理、要点详析);课堂师生互动(典题分类剖析);课后演练提升等等内容,欢迎点击下载。

PPT预览

【精编课时训练与课件】3-4力的合成PPT

PPT内容


4 力的合成
基 础 梳 理
一、合力与分力
一个力产生的效果跟原来几个力共同产生的效果               ,这个力就叫做那几个力的合力,原来的几个力叫做这个力的分力.
二、力的合成
1.定义:求几个力的               的过程或方法叫力的合成.力的合成实际上就是要找一个力去代替几个已知的力,而不改变其作用效果,即合力和分力可以                     .
2.平行四边形定则:两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作                      ,这两个邻边之间的对角线就代表                                 ,这个法则叫做平行四边形定则.
不仅力的合成遵循平行四边形定则,一切矢量的运算都遵循这个定则.
三、共点力
如果一个物体受到两个或更多力的作用,而且这些力都共同作用在物体的                        上,或者它们的              相交于同一点,这样的一组力叫做共点力.共点力的合成遵循平行四边形定则.
一、对合力与分力的进一步认识
1.由于合力对物体的作用效果与几个分力的作用效果相同,所以可用合力等效替代那几个分力.
2.合力与分力的等效替代是可逆的,也可以用几个分力来替代一个合力.
3.合力与分力对物体的作用效果相同,可以等效替代,但在受力分析时不能重复考虑,不能认为物体在受到分力作用的同时还受合力的作用.
4.合力可以大于分力,也可以等于分力,还可以小于分力.
二、怎样求合力
1.作图法
用作图法求作用在同一点的两个互成角度的力的合力时,程序一般是:
(1)选取同一标度,用力的图示,从力的作用点起,分别作出两个分力F1、F2的图示;
(2)以表示F1、F2的线段为邻边作出平行四边形,从而得到两分力F1、F2所夹的平行四边形的对角线,即表示合力F;
(3)用刻度尺量出该对角线的长度,根据选取的标度计算合力的大小;再量出对角线与某一分力的夹角,表示合力的方向;
(4)当分力的个数多于两个时,可先作出任意两个力的合力,再将这个合力依次与其他分力合成,最终求出所有分力的合力.
根据平行四边形定则用作图法求两个力的合力时,须严格作出力的图示,再由图量出合力的大小和方向.
求解过程中应注意:
a.分力、合力的作用点相同,切忌弄错了表示合力的对角线;
b.分力、合力的比例要一致,力的标度要适当;
c.虚线、实线要分清,表示分力和合力的两条邻边和对角线画实线,并加上箭头,平行四边形的另两条边画虚线.
d.求合力时既要求出合力的大小,还要求出合力的方向,不要忘了用量角器量出合力与某一分力间的夹角.
2.计算法
(1)多数问题仅涉及用直角三角形知识求解的情况.作为知识的拓展,我们来推导一般情况下合力的计算公式:
如图3—4—1所示,有向线段OA和OB分别表示作用在物体O点上的两个力F1和F2,OC表示它们的合力F,力F1和F2的夹角为θ.
在三角形OAC中,根据余弦定理可得
(3)两个力F1、F2夹角为θ时,合力介于Fmin和Fmax之间,即|F1-F2|≤F≤F1+F2.
三、同一平面上的三个共点力与合力的关系
1.当三个力方向相同时,合力最大,大小为Fmax=F1+F2+F3,方向与三个力方向相同.
2.三个力的方向不同时,选取任意一个力,看它是否处于另外两个力之和与两个力之差之间,即看是否存在|F2-F3|≤F1≤F2+F3的关系,若该关系成立,则三个力合力的最小值为零;若不成立,则当两个较小的力方向相同,且与第三个力方向相反时,三个力的合力最小,最小值等于最大的力减去另外两个较小力的和.
典题分类剖析
题型一  对合力和分力的理解
【例1】 互成角度的两个共点力,有关它们的合力与分力的关系,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.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力
【解析】 根据力的平行四边形定则可知,两个共点力的合力大小不一定大于小的分力(图3—4—2)、小于大的分力(图3—4—3);合力的大小也不随夹角的增大而增大(图3—4—4);并且也不一定大于任何一个分力.所以选项D正确.
应用1—1 关于两个分力F1、F2及它们的合力F,下列说法正确的是(  )
A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同
B.两力F1、F2一定是同种性质的力
C.两力F1、F2一定是同一个物体受的力
D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力
解析:只有同一个物体所受的力才能合成,分别作用在不同物体上的力不能合成.合力是对原来几个力的等效代替,可以是不同性质的几个力,但合力与这几个力不能同时存在,故正确答案为A、C.
答案:AC
题型二  用平行四边形定则求合力
【例2】 物体受到两个力F1和F2作用,F1=30 N,方向水平向左;F2=40 N,方向竖直向下.求这两个力的合力F.两个力的合力能简单理解为两力的数值之和吗?
【解析】 力的合成遵循平行四边形定则,本题已知物体受到两个力的作用,已知大小和方向,可以用平行四边形定则求解.力是矢量,力的合成不能理解为简单的数值相加.
(1)图解法:取单位长度为10 N的力,则分别取3个单位长度、取4个单位长度自O点引两条有向线段OF1和OF2.以OF1和OF2为两个邻边,作平行四边形如图3—4—5所示,则对角线OF就是所要求的合力F.量出对角线的长度为5个单位长度.则合力的大小F=5×10 N=50 N
用量角器量出合力F与分力F1的夹角θ为53°.
应用2—1 在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上,如图3—4—6所示.如果钢丝绳与地面的夹角∠A=∠B=60°,每条钢丝绳的拉力都是300 N,求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力大小.
解析:作图法如图3—4—7甲;计算法如图3—4—7乙.
题型三  多个力的合成
【例3】 物体受到三个力的作用,其中两个力的大小分别为5 N和7 N,这三个力的合力的最大值为21 N,则第三个力的大小为多少?这三个力的合力的最小值为多少?
【解析】 求两个以上共点力的合力,可以采用逐步合成的方法.根据题意可知,当三个力的合力为最大值时,这三个力一
定在同一直线上,且方向相同,即F合=F1+F2+F3.所以F3=F合-F1-F2=9 N.关于三个力的合力的最小值问题,有些同学可能会根据F合′=F1+F2-F3计算得F合′=3 N,这些同学在考虑矢量合成时,仍受代数求和的干扰,不能全面地认识和理解力的关系.实际上F1、F2、F3的方向不定,它们可以互成任意角度.如果只求F1、F2的合力F12,其取值范
围为F2-F1≤F12≤F1+F2,即2 N≤F12≤12 N,当F1、F2取某一角度时,可使F12=9 N,如此时F12与F3在一条直线上且方向相反,则F12与F3的合力为零(最小合力),即F1、F2、F3三个力的合力的最小值为零.
【答案】 9 N 0
应用3—1 如图3—4—8所示,有5个力作用于同一点,表示这5个力的有向线段恰分别构成一个正六边形的两邻边和三条对角线.已知F3=10 N,则这5个力的合力的大小为多少?
解析:由图可知,F1和F4的合力等于F3,F2和F5的合力也等于F3,所以F合=3F3=30 N.
答案:30 N
1.下列关于分力和合力的说法正确的是(  )
A.分力与合力同时作用在物体上
B.分力同时作用在物体上时产生的效果与合力单独作用在物体上时产生的效果相同
C.合力总是大于分力
D.合力F的大小随分力F1、F2间夹角的增大而减小,合力可能大于、等于或小于任一分力
解析:合力与分力的作用效果相同,合力可以大于、等于或小于任一分力.
答案:BD
2.如图3—4—9所示,两个共点力F1、F2的大小一定,夹角θ是变化的,合力为F.在θ角从0°逐渐增大到180°的过程中,合力F的大小变化情况(  )
A.从最小逐渐增加
B.从最大逐渐减小到零
C.从最大逐渐减小
D.先增大后减小
解析:θ=0°时,F1、F2同向,合力最大,而θ=180°时,F1、F2反向,合力最小,但不一定为零.
答案:C
3.设有三个力同时作用在质点P上,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线,如图3—4—10所示,这三个力中最小的力的大小为F,则这三个力的合力等于(  )
A.3F     B.4F
C.5F                     D.6F
解析:由图可知F1=F2=F,F3=2F.其中F1、F2成120°角,则这两个力的合力等于F,方向在其角平分线上,即与F3同向,故这三个力的合力等于3F.
答案:A
4.三个共点力的大小分别为2 N、3 N、4 N,它们的合力最大值为________ N,最小值为________ N.
解析:当三个力的方向相同时它们的合力最大为2 N+3 N+4 N=9 N,又因2 N与3 N的合力范围是1 N~5 N,故再与4 N合成,其合力最小值为0.
答案:9 0
5.如图3—4—11所示,在水平地面上放一质量为1.0 kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数为0.6,在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2,已知F1=3.0 N,F2=4.0 N,g取10 N/kg,则木块受到的摩擦力为多少?若将F2顺时针转90°,此时木块在水平方向上受的合力大小为多少?
当F2顺时针旋转90°时,F1与F2方向相同,它们的合力为F1+F2=7.0 N>6.0 N.此时木块运动,受滑动摩擦力作用,木块受的合力为1.0 N.
答案:5.0 N 1.0 N
 

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