物理粤教版第三章 研究物体间的相互作用第四节 力的合成与分解多媒体教学ppt课件

这是一份物理粤教版第三章 研究物体间的相互作用第四节 力的合成与分解多媒体教学ppt课件，共42页。PPT课件主要包含了新知探究，F合F1+F2，F合│F1-F2│，名师指点，对力的合成的理解，误差分析，课堂训练等内容，欢迎下载使用。

【引入】在现实生活中，物体常常不止受到一个力的作用．如用绳拉着悬在半空中的气球，随水平方向吹来的风倾斜，此时气球会受到重力、绳子的拉力、风的作用力和空气浮力的作用．如何求出气球受到的所有力之和？
知识点 共点力
定义如果一个物体受到两个或更多力的作用，这些力共同作用在物体的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，这样的一组力叫做共点力．
可视为共点力的情况通常有以下几种：(1)几个力同时作用于同一点(即力的作用点相重合)，如图甲所示．(2)同时作用在同一物体上的几个力，虽然作用点并不重合，但是这几个力的作用线的正向或反向延长线能够相交于同一点，如图乙所示．(3)当一个物体可以被视为质点时，作用在物体上的几个力就可以认为是共点力，如图丙所示．
【思考】一个成年人或两个孩子均能提起一桶水，那么该成年人用的力与两个孩子用的力作用效果是否相同？二者能否等效替换？
知识点 合力与分力
【探究】如图所示是大家都很熟悉的“曹冲称象”的故事。图中曹冲根据什么得到大象和船上石头的重力相等？其中包含什么思想方法？请你结合生活经验再举一个相似的例子。
提示：在船的吃水线相同的情况下，一头大象的重力与一堆石头的重力相当。其中包含了等效替代的思想方法，即一头大象和一堆石头的作用效果相同。结合生活经验举例：一桶水可以由一个成年人单独提起，也可以由两个小孩共同提起。两个小孩对水桶的作用效果与一个成年人对水桶的作用效果相同。
定义如果一个力作用在物体上产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力．
合力与分力间的大小关系当两分力F1、F2大小一定时(1)两力同向时合力最大：(2)两力方向相反时，合力最小：
合力与分力间的大小关系当两分力F1、F2大小一定时(3)两力夹角为θ时，如图，合力随θ的增大而减小，合力大小的范围是：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。
特别提醒：(1)在力的合成中分力是实际存在的，每一个分力都有对应的施力物体，而合力没有与之对应的施力物体。(2)合力为各分力的矢量和，合力可以大于两个分力中的任何一个力，也可以小于两分力中的任何一个力，还有可能和分力大小相等。
[例]关于合力的下述说法中正确的是(　　)A．合力的性质与原来分力性质相同B．合力与原来的分力间的关系是等效替代关系C．合力总比分力大D．合力总比一个分力大，比另一个分力小．
解析　在力的合成中，合力并不是一个真实存在的力，找不到合力的施力者，合力与分力的概念是建立在效果相同即所谓的等效的基础上的，因此，合力也就没有性质的问题．合力这个“合”字的意义不是代数中的“和”，合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力，一般地|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|.答案　B
知识点 力的合成
力的合成求几个力的合力的过程．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平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向．
三角形定则把两个矢量首尾相接，从第一个矢量始端指向第二个矢量末端的有向线段就表示合矢量。
【探究】两人同拉一辆车如下图所示，每人都用100牛的力拉，车受到的拉力一定是200牛吗？提示：不一定。两个力的合力并非等于两个力大小之和，应根据平行四边形定则，用作图或者计算的方法求得合力。
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。以下为求合力的两种特殊情况：
①只有同一个物体同时受到的力才能合成②力的合成结果是唯一的③ 在力的合成中，各分力不一定是同种性质的力④在力的合成中，分力是物体实际受到的力，合力并不实际存在。
【例】一个物体受到大小相等的两个拉力作用，每个拉力都是100 N，夹角为90°，求这两个力的合力．
解析　方法一(作图法)：取5 mm长线段表示20 N，作出平行四边形如下图所示：量得对角线长为35 mm，则合力F大小为140 N，方向沿F1、F2夹角的平分线，与F1夹角为45°.
方法二(计算法)：由于两个力大小相等，夹角为90°，故作出的平行四边形为正方形，可用计算法求合力F.如图所示可得：F=141.4 N方向∶tan θ=1，即θ=45°，故合力方向与F2成45°答案　141.4 N，方向与分力成45 °
知识点 探究两个互成角度的力的合成规律
实验思路①验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则．②进一步练习作图法求两个共点力的合力．
实验过程①仪器的安装：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套，如图所示．
②操作与记录：两力拉：用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O(如图所示)．用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数．一力拉：只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向．
③作图与分析：理论值：在白纸上按比例从O点开始作出两个弹簧测力计同时拉时弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，如图所示，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F.
③作图与分析：测量值：按同样的比例用刻度尺从O点起作出一个弹簧测力计拉橡皮条时拉力F′的图示．相比较：比较F′与用平行四边形定则求得的合力F在实验误差允许的范围内是否相等．
④重复做实验改变两个分力F1和F2的大小和夹角，再重复实验两次，比较每次的F与F′在实验误差允许的范围内是否相等．
注意事项①弹簧测力计使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差)．还需用钩码检查是否存在示数值误差，若存在，应加以校正．②被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦．③在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同．
注意事项④在具体实验时，两分力间夹角不宜过大，也不宜过小，以60°～120°之间为宜．⑤读数时应正视、平视刻度．⑥使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，但不能超出它的测量范围.
【例】某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时，主要步骤是：A．在桌上放一块方木板， 在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O.记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；E．只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F′的图示；F．比较F′和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论．上述步骤中：(1)有重要遗漏的步骤的序号是________和________；(2)遗漏的内容分别是____________和____________．
解析　本题主要考查在验证力的平行四边形定则实验中的实验步骤，要求理解、记住该实验的操作顺序．据验证力的平行四边形定则的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E.在C中未记下两条绳的方向；E中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O.答案　见解析
1.两个共点力的大小分别为F1＝15 N，F2＝9 N，它们的合力不可能等于(　　)A．9 N　　　　　　　　　　 B．25 NC．6 N D．21 N
2.作用在物体上同一点的两个力之间的夹角由0°逐渐增大到180°的过程中，合力的大小将(　　)A．逐渐增大 B．逐渐减小C．先增大后减小 D．先减小后增大
3. 关于共点力，下列说法不正确的是(　　)A．作用在一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，这两个力是共点力B．作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力C．作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力D．作用在一个物体上的几个力，如果它们的力的作用线汇交于同一点，则这几个力是共点力
4.下列说法中错误的是(　　)A．力的合成遵循平行四边形定则B．一切矢量的合成都遵循平行四边形定则C．以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线都是它们的合力D．与两个分力共点的那一条对角线所表示的力是它们的合力
5.关于两个力的合力，下列说法正确的是(　　)A．合力大小一定大于分力大小B．合力大小至少大于两分力中的一个分力大小C．两个分力夹角为钝角时，合力大小一定小于两分力的大小D．两个分力夹角为锐角时，合力大小一定大于两分力的大小