高中物理教科版 (2019)必修 第一册4 力的合成备课课件ppt

这是一份高中物理教科版 (2019)必修 第一册4 力的合成备课课件ppt，共27页。PPT课件主要包含了基础探究，合作探究，实践应用，情境化导学，形成概念掌握新知，思考与自测，问题情境，突破要点提升关键，归纳拓展，要点二求合力的方法等内容，欢迎下载使用。

1.知道合力、分力以及力的合成的概念。2.理解合力与分力的关系,会用平行四边形定则求合力。
知识点一　几个力可以用一个力来替代1.合力与分力:如果力F的作用效果与力F1和F2共同作用的效果 ,我们就称F为F1和F2的 ,F1和F2为F的 。2.力的合成:求几个力的 的过程叫作力的合成。3.共点力:作用于物体上 ,或者作用在同一个物体上且力的作用线相交于 的几个力。
知识点二　平行四边形定则1.平行四边形定则:如果用表示两个共点力F1和F2的线段为 作平行四边形,那么合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的 表示出来,如图所示。
2.三角形定则:在求合力时,把表示原来两个力 ,然后再从第一个力的始端向第二个力的末端画一条 ,这个 就可以表示原来两个力的合力,如图所示。
1.思考判断(1)合力与分力同时作用在同一物体上。(　 　)(2)由力的平行四边形定则可知,合力可能小于分力。(　 　)(3)两个分力中当其中一个分力增大时,其合力一定增大。(　 　)(4)合力产生的效果与分力共同作用产生的效果一定相同,因此可以用合力代替分力。(　 　)(5)作用于不同物体上的两个力,只要作用线交于一点,就可以进行力的合成。(　 　)
答案:老师的力是合力,两位同学的力是分力。
2.思维探究如图,两位同学合作提起一桶水和老师单手提起一桶水的效果相同,谁的力是合力?谁的力是分力?
要点一　合力与分力的关系
如图甲所示,用两个弹簧测力计(方向不同)拉住物块,稳定时弹簧测力计示数分别为F1、F2;如图乙所示,把同一物块挂在一个弹簧测力计的下面,稳定时弹簧测力计的示数为F。分析思考:(1)F1、F2与F有什么关系?答案:(1)作用效果相同,可以等效替代。(2)F1、F2两个数值相加正好等于F吗?答案:(2)不等于。
1.合力与分力的关系合力与分力是作用效果上的一种等效替代关系。强调的是效果相同。因此在确定受力时,合力与分力不能同时分析。
3.合力与分力的大小关系
[例1] 关于合力与其两个分力的关系,正确的是(　 　)A.合力与分力同时作用在物体上B.合力的大小随两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:合力与分力是等效替代关系,它们并不是同时作用在物体上,选项A错误;根据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,如图甲;也不一定小于大的分力,如图乙;合力的大小也不随夹角的增大而增大,如图丙;并且也不一定大于任意一个分力。故D正确,B、C错误。
[针对训练1] (多选)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则(　 　)A.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍B.F1、F2同时增加10 N,F也增加10 NC.F1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变D.若F1、F2中的某一个增大,F不一定增大
解析:F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍,选项A正确;F1、F2同时增加10 N, F不一定增加10 N,例如F1、F2同向的情况,选项B错误;F1增加10 N,F2减少10 N,F可能变化,例如F1、F2反向的情况,选项C错误;若F1、F2中的一个增大,F不一定增大,例如F1、F2反向时较小的力增大的情况,选项D正确。
两拖船以大小均为20 000 N的力拉着一艘轮船,如图所示。
(1)为使运行速度更快,两力的夹角越大越好,还是越小越好?答案:(1)越小越好。(2)用什么方法求两力的合力?答案:(2)平行四边形定则。
2.计算法求合力(1)步骤。①可先根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图。②根据几何知识求解对角线对应的力,即为合力。
(2)两种特殊情况下合力的计算。
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若一个力在另外两个力绝对值的和与差之间,则它们的合力的最小值为零。②若一个力不在另外两个力绝对值的和与差之间,则它们的合力的最小值等于三个力中最大的力与另外两个力的差。
[例2] 如图所示,两个人共同用力将一块牌匾拉上墙头。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。
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 N×5=750 N,用量角器量出合力F与F1的夹角θ=53°
答案:750 N,方向与较小拉力的夹角为53°
[针对训练2] 在射箭比赛中,发射时弦和箭可等效为图中的情境,已知弓的顶部跨度为L,弦均匀且弹性良好,其自由长度为L。假设弓的跨度保持不变,箭在弦的正中间,弦夹在不计大小的类似动滑轮的附加装置上,将箭发射出去。已知弦的劲度系数为k,发射箭时弦的最大长度为2L(弹性限度内),则箭被发射瞬间所受的最大弹力为(设弦的弹力满足胡克定律)(　 　)
模型·方法·结论·拓展
绳子的“死结”与“活结”模型
[示例] 如图所示,水平横梁一端A插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B。一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量为m=10 kg 的重物, ∠CBA=30°,则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取 10 m/s2)(　 　)A.50 N B.60 N C.120 N D.100 N
思路点拨:(1)轻绳跨过定滑轮,BC段绳和BD段绳的拉力大小相等。(2)重物静止,BD段绳的拉力为mg=100 N。(3)BC段和BD段绳的拉力间夹角为120°。
解析:轻绳跨过滑轮,BC段、BD段拉力F1=F2=mg=100 N,夹角为120°,根据平行四边形定则,二力合成如图所示。由于F1=F2,二者夹角为120°,所以∠EBC=60°,故F1、F2的合力F=2F1cs 60°=100 N,即绳子对滑轮的作用力大小为100 N,选项D正确。
科学·技术·社会·环境
杨浦大桥杨浦大桥是黄浦江上的第二座大桥,于1993年9月竣工通车,它与南浦大桥遥相呼应,是内环线高架连接浦东与浦西的过江枢纽,总长为7 654米,跨径为602米,主桥长1 172米、宽30.35米,共设6车道。杨浦大桥为双塔双索面叠合梁斜拉桥,呈倒“Y”形的主桥塔高208米,大桥以其线条流畅、动感强烈的设计造型横跨黄浦江,成为上海的一个门户特征。
[示例] 杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的我国自行设计建造的双塔双索面叠合梁斜拉桥,如图所示。挺拔高耸的208米主桥塔似一把利剑直刺苍穹,塔的两侧32对钢索连接主梁,呈扇面展开,如巨型琴弦,正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲。假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°,每根钢索中的拉力都是3×104 N,那么它们对塔柱形成的合力有多大?方向如何?
解析:把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力,以它们为邻边画出一个平行四边形,其对角线就表示它们的合力。由对称性可知,合力方向一定沿塔柱竖直向下.下面用两种方法计算这个合力的大小。
法一　作图法(如图甲所示)自O点引两根有向线段OA和OB,它们跟竖直方向的夹角都为30°。取单位长度为1×104 N,则OA和OB的长度都是3个单位长度。量得对角线OC长为5.2个单位长度,所以合力的大小为F=5.2×1×104 N=5.2×104 N。
答案:5.2×104 N　竖直向下