粤教版 (2019)必修 第一册第四节 力的合成授课课件ppt

这是一份粤教版 (2019)必修 第一册第四节 力的合成授课课件ppt，共10页。PPT课件主要包含了答案B，答案C，续上表，答案D等内容，欢迎下载使用。

知识点一　力的合成1．合力与分力．如果一个力产生的效果与另外几个力共同作用产生的效果相同，那么这个力与另外几个力等效，可以相互替代，这个力就称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的合力．2．力的合成．(1)定义：求几个力的合力的过程叫作力的合成．(2)平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两个力的图示的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向．如图所示，F表示F1与F2的合力．
知识点二　共点力1．定义：如果几个力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线交于一点，这样的一组力叫作共点力．2．力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力．
2．下面作用于质点的各组共点力中，其合力不可能为零的是(　　)A．12 N，15 N，18 N　　B．20 N，40 N，65 NC．3 N，6 N，8 N D．5 N，10 N，15 N
解析：12 N和15 N的力的合力取值范围是3 N≤F≤27 N，可能与18 N的力合成为零，故A可能，不符合题意；20 N和40 N的力合成时取值范围是20 N≤F≤60 N，不可能与65 N的力合成为零，故B不可能，符合题意；3 N和6 N的力的合力取值范围是3 N≤F≤9 N，可能与8 N的力合成为零，故C可能，不符合题意；5 N和10 N的力的合力取值范围是5 N≤F≤15 N，可能与15 N的力合成为零，故D可能，不符合题意．选B.
探究一　合力与分力的关系1．合力与分力的三性．
2．合力与分力间的大小关系．当作为邻边的两分力F1、F2大小一定，夹角θ从0°增大到180°时，平行四边形的对角线表示的合力大小随夹角θ的增大而减小．所以：(1)合力最大值：夹角θ＝0°(两力同向)时合力最大，F＝F1＋F2，方向与两力同向．(2)合力最小值：夹角θ＝180°(两力反向)时合力最小，F＝|F1－F2|，方向与两力中较大的力同向．(3)合力大小的范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.
【典例1】　如图是两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图像，则：
(1)这两个分力的合力的变化范围是___________________________．(2)这两个分力的大小分别是_________________________________．核心点拨：两个力的合力什么情况下最大，什么情况下最小．
解析：本题图像的横坐标表示在两个力合成的过程中二力所成的角度．从图像上看出：在两分力的夹角从0°变化到180°的过程中，合力减小．另外图像中：当θ＝0时，表示两分力的方向相同的情况，根据图像有F1＋F2＝5 N．①当θ＝180°时，表示两分力的方向相反时的情况，此时有|F1－F2|＝1 N．②通过解方程组①②可得：F1＝3 N，F2＝2 N或F1＝2 N，F2＝3 N，合力的变化范围是1～5 N.
答案：(1)1～5 N　(2)2 N和3 N
本题通过图像给出已知条件，然后求解．遇到这类问题首先应弄清图像的两个坐标轴所代表的物理量．然后通过图像观察两个物理量之间的联系(一个量随另外一个量的变化情况：增大或减小，或根据图像写出两个物理量之间关系的数学表达式)，再想想图像中的特殊点所表示的物理含义．
1．如图所示，物体在水平方向受F1、F2两个力的作用，F1方向向右，F2方向向左，大小分别为F1＝8 N和F2＝2 N．则物体所受合力大小和方向分别为(　　)
A．6 N，方向水平向左　　　B．10 N，方向水平向左C．6 N，方向水平向右 D．10 N，方向水平向右
解析：取水平向右为正方向，则F1＝＋8 N，F2＝－2 N；因此物体所受的力F1、F2的合力为F＝F1＋F2＝(＋8 N)＋(－2 N)＝＋6 N，说明它们合力大小为6 N，方向水平向右．
探究二　求合力的方法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，具体操作流程如下：
2．计算法．可以根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图，然后由几何知识求解对角线，即为合力．以下为求合力的三种特殊情况：
【典例2】　如图所示，两个人共同用力将一个牌匾拉上墙头．其中一人用了450 N的拉力，另一个人用了600 N的拉力，如果这两个人所用拉力的夹角是90°，求它们的合力．核心点拨：人的拉力是牌匾受到的两个力，明确了它们的大小和方向，可用作图法或计算法求出合力．
解析：法一　作图法．如图所示．用图示中的线段表示150 N的力，用一个点O代表牌匾，依题意作出力的平行四边形．用刻度尺量出平行四边形的对角线长为图示线段的5倍，故合力大小为F＝150×5 N＝750 N，用量角器量出合力F与F1的夹角θ＝53°.
(1)作图法求合力时，各个力的图示必须采用同一标度，并且所选力的标度的比例要适当．(2)平行四边形定则是矢量运算的通用法则，适用于任何矢量的运算．
探究三　多个力的合成1．合成方法：多个力的合成的基本方法仍是平行四边形定则．具体做法是先任选两个分力求出它们的合力，用求得的结果再与第三个分力求合力，直到将所有分力的合力求完．2．合成技巧：求解多分力的合力时，一般常见的合成技巧如下：(1)将共线的分力合成(方向相同或相反)．(2)将相互垂直的分力合成．(3)两分力大小相等，夹角为120°时，合力大小等于分力大小，方向沿它们夹角的角平分线方向．
3．三个力合力范围的确定．(1)最大值：三个力方向均相同时，三力合力最大，Fm＝F1＋F2＋F3.(2)最小值：①若|F1－F2|≤F3≤F1＋F2，则它们的合力的最小值为零．②若F3<|F1－F2|或F3>F1＋F2，则它们的合力的最小值等于三个力中最大的力减去另外两个力．
【典例3】　五个力同时作用于质点m，此五个力大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线，如图所示，这五个力的合力的大小为F1的(　　)A．3倍 B．4倍C．5倍 D．6倍核心点拨：先将F1与F4合成，再将F2与F5合成，最后求五个力的合力．
解析：如图所示，F1与F3箭头相连后形成以F1和F4为邻边的平行四边形，F3为所夹的对角线，(即F1与F4的合力为F3)同理可知，F2与F5的合力也为F3，故五个力的合力等于3倍的F3，又F3等于2倍的F1，则五个力的合力等于6倍的F1，D正确．
求多个力的合力，其基本方法是先求两个力的合力，再用这个合力同第三个力合成，依次类推，全部合成为止．而要找三个力的合力范围，求最大值时，三个分力方向相同，大小为三力之和；求最小值时，如果这三个力能构成封闭的三角形(三角形两边之和不能小于第三边)，则最小值为零．
3.如图所示，物体在五个共点力的作用下保持平衡．如果撤去力F1，而保持其余四个力不变，那么这四个力的合力的方向(　　)A．指向F2和 F3之间B．指向F3和 F4之间C．指向F4和 F5之间D．与撤去的F1方向相同
解析：根据共点力的平衡条件可知其余四个力的合力定与F1等大反向，所以这四个力的合力方向与F1方向相反，大小也为F1；如图所示，故选B.
4．有三个力作用在同一个物体上，它们的大小分别为F1＝30 N，F2＝40 N，F3＝50 N，且F1的方向与F2的方向垂直，F3的方向可以任意改变，则这三个力的合力最大值和最小值分别为(　　)A．120 N，0 N B．120 N，20 NC．100 N，20 N D．100 N，0 N