3.5 力的合成和分解课件PPT

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5.力的合成和分解必备知识•自主学习关键能力•合作探究新课程标准1．通过实验，了解力的合成与分解．2．知道矢量和标量．核心素养目标必备知识•自主学习一、合力和分力1．共点力：几个力如果都作用在物体的________，或者它们的作用线____________，这几个力叫作共点力．2．合力与分力：假设一个力单独作用的_____跟某几个力共同作用的_____相同，这个力就叫作那几个力的_____，那几个力叫作这个力的_____．3．合力与分力的关系：合力与分力之间是一种________的关系，合力作用的_____与分力______________相同．同一点相交于一点效果效果合力分力等效替代效果共同作用的效果【提升】　等效思想的应用——曹冲称象 聪明的曹冲所用的方法是“等效替代法”．即大质量的物体用小质量物体累加替代，解决了称量大象质量的难题．【情境思考】 为了行车的方便与安全，很高的桥要造很长的引桥，如图所示．思考：造很长的引桥是为了减小桥面的坡度，从车辆的受力角度分析一下原因．提示：减小过桥车辆的重力在平行于引桥桥面方向的分力二、力的合成和分解1．力的合成：求_____________的过程．2．力的分解：求_____________的过程．3．平行四边形定则：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为______作平行四边形，这两个邻边之间的________就代表合力的大小和方向，如图所示，____表示F1与F2的合力．几个力的合力一个力的分力邻边对角线F4．如果没有限制，同一个力F可以分解为_____对大小、方向不同的分力．5．两个以上共点力的合力的求法：先求出任意_____力的合力，再求出这个合力与第三个力的_____，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力．三、矢量和标量1．矢量：既有大小又有方向，相加时遵从______________的物理量．2．标量：只有大小，没有方向，相加时遵从________的物理量．无数两个合力平行四边形定则算术法则【思考辨析】 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”．(1)合力的作用可以替代几个分力的共同作用，它与分力是等效替代关系．(　　)(2)合力总比分力大．(　　)(3)力F的大小为100 N，它的一个分力F1的大小为60 N，则另一个分力可能小于40 N．(　　)(4)由于矢量的方向可以用正、负表示，故具有正负值的物理量一定是矢量．(　　)(5)矢量与标量的区别之一是它们的运算方法不同．(　　)√×××√关键能力•合作探究探究点一　力的合成导学探究 　为了探究“两个力的合成规律”，一同学设计了一个方法，如图所示，用硬纸板剪成五个宽度相同的长条，其中四个两两长度分别相等，第五个较长些，然后用螺丝铆住(AE与BC、CD不要铆住)．(1)图中哪个表示分力，哪个表示合力？(2)改变∠BAD的大小，观察两分力间的夹角变化时合力如何变化？(3)合力一定大于其中一个分力吗？为什么？　 提示：(1)其中AB表示一个分力，AD表示另一个分力，AC表示合力．(2)合力随着两分力间夹角的增大而减小，随着两分力间夹角的减小而增大．(3)不一定，合力与分力的大小符合三角形三边的关系，由几何知识知，三角形两边之和大于第三边，两边之差小于第三边，因此合力大小的范围|F1－F2|≤F≤F1＋F2.归纳总结1.合力与分力的三个关系特性2．合力与分力的大小关系两分力大小不变时，合力F随两分力夹角θ的增大而减小，随夹角θ的减小而增大(0°≤θ≤180°)．(1)两分力同向(θ＝0°)时，合力最大，F＝F1＋F2，合力与分力同向．(2)两分力反向(θ＝180°)时，合力最小，F＝|F1－F2|，合力的方向与较大的一个分力的方向相同．(3)合力的取值范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.3．合力的求解方法(1)作图法根据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形，然后用测量工具测量出合力的大小、方向，具体思路如下．(2)计算法①两分力共线时：若F1、F2两力同向，则合力F＝F1＋F2，方向与两力同向；若F1、F2两力反向，则合力F＝|F1－F2|，方向与两力中较大的力同向．②两分力不共线时：根据平行四边形定则结合解三角形的知识求合力．典例示范例1 (多选)两个力F1和F2间的夹角为θ，两个力的合力为F，以下说法中正确的是(　　)A．若F1和F2的大小不变，θ角越小，合力F就越大B．合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大C．如果夹角θ满足一定条件，合力F和分力F1、F2的大小可能相等D．如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必须增大【答案】　AC【解析】　A对：若F1和F2的大小不变，θ角越小，根据平行四边形定则知，合力F就越大．B错：合力可能比分力大，可能比分力小，也可能与分力相等．C对：如果夹角为120°，F1、F2大小相等，则合力与分力大小相等．D错：如果夹角θ不变，若夹角为180°，F1大小不变，增大F2，则合力可能减小． 例2 岸边两人同时用力拉小船，两力的大小和方向如图所示．请分别用作图法和计算法求出这两个力的合力．【答案】　600 N，方向与F1成60° (2)计算法：如图所示，平行四边形的对角线AB、OD交于C点，由于OA＝OB，所以平行四边形OADB是菱形，OD与AB互相垂直平分，OD是∠AOB的角平分线，则∠AOD＝60°，OD＝2OC＝2OA cos 60°因此，合力的大小F＝2F1cos 60°＝600 N方向与F1成60°.针对训练1　(多选)三个力，大小分别为F1＝3 N，F2＝5 N，F3＝12 N，这三个力的合力的大小，下列各数值中有可能的是(　　)A．2 N B．3 NC．5 N D．12 N答案：CD解析：F1＝3 N、F2＝5 N、F3＝12 N，三个力的最大值等于三个力之和，即20 N．F1、F2两个力的合力最大值为8 N，最小值为2 N，F3＝12 N，所以三个力合力的最小值是4 N．合力的大小不可能是2 N和3 N.针对训练2　如图所示，三个大小相等的力F，作用于同一点O，则合力最大的是(　　)答案：B 探究点二　力的分解归纳总结  1．力的分解(1)力的分解也是矢量运算，且遵从平行四边形定则，是力的合成的逆运算．(2)如果对一个力的分解没有什么条件限制，那么这个力可以由无数组分力来替代．2．一个合力分解为一组分力的情况分析(1)已知合力和两个分力的方向时，有唯一解． (2)已知合力和一个分力的大小和方向时，有唯一解．(3)已知合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时，若F与F1的夹角为α，有下面几种可能： ①当F sin α