科学探究：力的合成-课件ppt

A.2N
B.8N
C.12N
D.20N
【解析】选B、C。三力合成，先将其中的两个力合成，再与第三
个力合成，合成时，三力同向合力最大，
Fmax=F1+F2+F3=10N+2N+5N=17N，两个力合成的合力有个范围，用与 第三个力最接近的数值与第三个力合成求最小合力Fmin=3N，B、C 正确。
【补偿训练】 1.（多选）如图所示，某同学用同一弹簧测力计按图甲、乙两 种方式测量某小桶的重力，甲图中系小桶的轻绳较长，下列说 法中正确的是（ ） A.甲图中弹簧测力计的示数比乙图中的大 B.两图中弹簧测力计的示数一样大 C.甲图中绳的拉力比乙图中的大 D.乙图中绳的拉力比甲图中的大
少？ 【解析】 （1）作图法 选择某一标度，例如用0.5cm的线段表示1.5N， 作出力的平行四边形，如图所示，表示F1的线段长 1.5cm，表示F2的线段长2cm。用刻度尺量得对角 线的长度为2.5cm，所以合力的大小F=1.5× 2.5 N=7.5N。
0.5
（2）计算法由于F1、F2一个向北，一个向东， 即二力相互垂直，所以： F= F12 F22 = 4.52 6.02 N=7.5N。 答案：7.5N
识可知，F增大为原来的2倍，F1、F2同时减小为原来
的，
1 2
F减小为原来的
1 2
，A对，B错。力是矢量，运算
时满足平行四边形定则，而不满足代数运算法则，C、
D错。
【拓展例题】考查内容：力的合成在生活中的应用 【典例】当颈椎肥大压迫神经时，需要用颈部牵拉器牵拉颈部， 以缓解神经压迫症状。如图所示为颈部牵拉器牵拉颈椎肥大患者 颈部的示意图。图中牵拉细绳为跨过3个小滑轮的同一根绳子， 牵拉绳分别为水平、竖直方向，牵拉物P的质量一般为3kg，求牵 拉器作用在患者头部的合力大小。（g取10m/s2）
合力可能有多种情况
【解析】选B、C。若二力方向相同，则合力大小为 F=F1+F2=10N+2N=12N，为最大值；若二力方向相反，则 合力大小为F=F2-F1=10N-2N=8N，为最小值；故两力的 合力大小的范围为8N≤F≤12N。从选项中得只有选项B 和选项C在此范围内，所以B、C正确。
【误区警示】 关于合力、分力的注意事项
合力 范围
合成 法则
两个力的合成
三个力的合成
|F1-F2|≤F≤F1+F2
Fmin≤F≤Fmax
平行四边形定则 三角形定则
3.合力与分力的三性：
【思考·讨论】 滑滑梯是现在小孩子非常喜欢的一项运动（如图甲）， 有人分析小孩子沿滑梯下滑时受到重力、下滑力、对滑 梯的压力的作用（如图乙），这个人的分析对吗？
二、求合力的计算方法 1.作图法： 作图法就是根据平行四边形定则作出标准的平行四边 形，然后根据图形用测量工具确定出合力的大小、方 向，具体操作流程如下：
2.计算法： 根据平行四边形定则作出示意图，结合三角函数有关 知识，求解平行四边形的对角线，即为合力，以下为 计算法求合力的三种情况。
类型
两力互相 垂直
示意图
合力的计算
F= F12 F22 tanθ= F1
F2
类型
两力等大，夹 角为θ
两力等大且夹 角为120°
示意图
合力的计算
F=2F1cos
2
F与F1夹角为
2
合力与分力等大
【思考·讨论】 当两个力等大且夹角为120°时，其合力与这两个力恰 好相等。要使合力大于或者小于这两个分力，夹角需 要满足什么条件？（科学思维）
2.二力合成与三力合成的比较：
两个力的合成
三个力的合成
最 大 值
两分力同向时合 三个分力同向时，合力F最大 力最大Fmax=F1+F2 Fmax=F1+F2+F3
两个力的合成
三个力的合成
两分力反向时，
最小 值
合力最小 Fmin=|F1-F2|，其 方向与较大的一
个分力方向相同
①当两个较小的分力之和 F1+F2大于等于第三个较大分 力F3时，合力F最小为0，即 Fmin=0 ②当两个较小分力之和F1+F2 小于第三个较大分力F3时，合 力F最小值Fmin=F3-（F1+F2）
解法二：计算法
设F1=450N，F2=600N，合力为F。
由于F1与F2间的夹角为90°，根据勾股定理，得
F= 4502 6002 N=750N，
合力F与F1的夹角θ的正切tanθ=
F2 ＝600 4， F1 450 3
所以θ=53°。
答案：750N，方向与较小拉力的夹角为53°。
【补偿训练】 1.如图所示，轻绳上端固定在天花板上的O点，下端悬挂一个重 为10N的物体A，B是固定的表面光滑的小圆柱体。当A静止时， 轻绳与天花板的夹角为30°，B受到绳的压力是 （ ）
【解析】选B、D。由题意可知，弹簧测力计是测量小 桶的重力，而与绳子的长短无关，故A错误，B正确； 合力一定，当两绳的夹角越大时，分力也越大，甲图 中绳的拉力之间的夹角小于乙图中的夹角，则甲图中 绳的拉力比乙图中的小，故C错误，D正确。
2.架在A、B两根晾衣杆之间的均匀铁丝在夏、冬两季由 于热胀冷缩的效应，铁丝呈现如图所示的两种形状。下 列说法中正确的是（ ）
提示：由F=2F1cos
2
得夹角θ越大，合力F越小；当夹
角θ越小，合力F越大。所以要使合力大于分力，只要
夹角小于120°即可；要使合力小于分力，只要夹角大
于120°即可。
【典例示范】
桌面上静止放置着一本字典，两个同学一人用4.5N的力水平向北推
书，一人用6.0N的力水平向东推书。求这两个同学对书的合力是多
【实验目的】 1.探究两个互成角度的共点力与其合力间的关系。 2.学习用___等__效___的思想探究矢量合成的方法。 【实验器材】 木板、_橡__皮__筋__、细线、___弹__簧__测__力__计__________、 图钉、白纸、铅笔、_刻__度__尺__、三角板。
【实验原理与设计】 1.实验的基本思想——____等__效__替__代__法___。 （1）变量的控制要求： 在物理实验中，要注意控制实验过程中的_不__同__变__量__ （选填“相同变量”或“不同变量”）。
A.F1、F2同时增大为原来的2倍，F也增大为原来的2倍
B.F1、F2同时减小为原来的，12
F减小为原来的
Байду номын сангаас
1 4
C.F1、F2同时增大10N，F增大20N
D.F1增大10N，F2减小10N，F就不变
【解析】选A。保持两个力的方向不变，即两力夹角不
变，若F1、F2同时增大为原来的2倍，由相似三角形知
A.5N B.10N
C.5 3 N
D.10 3 N
【解析】选B。以与小圆柱体接触的那一小段绳子为研究对象，受 两个大小相等的拉力以及支持力，如图所示：由于F1=F2=10N，且 夹角为120°，故F=10N，因而绳对圆柱体的压力为10N，所以选B。
2.作用在同一物体上的两个大小不等的力F1和F2，其合 力为F，保持两个力的方向不变，则可以肯定 （ ）
A.夏季铁丝对晾衣杆的拉力较大 B.冬季铁丝对晾衣杆的拉力较大 C.夏季晾衣杆对地面的压力较大 D.冬季晾衣杆对地面的压力较大
【解析】选B。如题图所示，无论是冬季还是夏季，铁 丝的重力G一定，即F合一定，两分力FA、FB随它们间夹 角θ的增大而增大，故铁丝在冬季（θ角大）对晾衣 杆的拉力较大，B对，A错；晾衣杆对地面的压力等于 总重力，C、D错。
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450N的拉力，另一个人用了600N的拉力，如 果这两个人所用拉力的夹角是90°，求他们的合力。（ 试用两种方法求合力）
【解析】解法一：作图法 如图所示，用图示中的线段表示150N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=150×5N=750N，用量角器量 出合力F与F1的夹角θ=53°。
3.三个及三个以上力的合成方法： （1）先用__平__行__四__边__形____定则求出任意两个力的合力； （2）再用__平__行__四__边__形_____定则求这个合力与第三个力的 合力； （3）直到把__所__有__的__外__力_____都合成为止，最后得到这些 力的合力。
一、共点力、合力、分力 1.共点力： （1）作用在同一个物体上的同一点的力。 （2）不是作用在物体的同一点，但作用线相交于同一 点的力。
科学探究：力的合成
第1课时 力的合成 平行四边形定则
一、共点力的合成 1.共点力： 如果几个力同时作用在物体上的___同__一__点____或它们 的作用线相交于___同__一__点____，那么这几个力称为 共点力。（均选填“同一点”或“不同点”）
2.合力和分力：如果一个力作用在物体上产生的 ___作__用__效__果____跟原来几个力的共同___作__用__效__果____相 同，这个力就叫作那几个力的___合__力____，原来的那 几个力叫作___分__力____。 3.力的合成：求几个共点力的___合__力____的过程。
（2）设计思路： 可以用弹簧测力计拉橡皮筋，用一个力、两个力分别 拉橡皮筋，使橡皮筋的_作__用__效__果__不变，比较一个力和 两个力的大小、方向之间的关系，找出规律。
可能是（ ）（物理观念）
A.2N
B.8N
C.12N
D.20N
【解析】选B、C。无论接触面是光滑的还是粗糙的， 分力不变，合力也不变，这两个力的合力范围仍为 [8N，12N]，故仍为8N、12N，B、C正确。
2.（多选）在【典例示范】情境中，再加一个5N的水平力，则该