2019-2020年新教材高中物理第4章第1节科学探究:力的合成教案鲁科版必修1.pdf
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1、第 - 1 - 页 共 8 页 第 1 节 科学探究:力的合成第 1 节 科学探究:力的合成 【学科素养明目标】 物理观念:1.知道共点力、力的合成、合力、分力的概念.2.理 解力的平行四边形定则,知道它是矢量运算的普遍法则 科学思维:1.会用作图法和计算法求合力的大小;2.知道合力随分力间夹角的变化情况, 知道合力的取值范围 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,或者它们的作用线相交于同一点, 我们就把这几个力称为共点力 2合力:几个共点力共同作用所产生的效果可以用一个力来代替,这个力称为那几个力 的合力 3力的合成:求几个力的合力的过程称为力的合成 二、共点力合成
2、的平行四边形定则 1平行四边形定则: 两个共点力合成时,以表示互成角度的两共点力的有向线段为邻边作 平行四边形,则两邻边间的对角线所对应的这条有向线段就表示这两个共 点力的合力的大小和方向,如图所示 2多个力的合成方法:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力与第三个力的合力, 直到把所有外力都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力 1思考判断(正确的打“” ,错误的打“”) (1)作用在同一物体上的几个力一定是共点力() (2)两个共点力共同作用的效果与其合力作用的效果相同() (3)合力与分力是同时作用在物体上的力() (4)两个力的合力一定大于其中任意一个分力() (5)合力与分力是一对
3、平衡力() (6)多个共点力求合力时,平行四边形定则也适用() 2下列说法正确的是( ) A两个共点力共同作用的效果与其合力单独作用的效果相同 B合力作用的效果与物体受到的每一个力的作用效果都相同 C把物体受到的几个力的合力求出后,则物体只受一个力 第 - 2 - 页 共 8 页 D性质不同的力可以合成,作用在不同物体上的力也可以合成 A 几个力共同作用的效果与某一个力单独作用的效果相同,这一个力称为那几个力的 合力,所以 A 正确,B 错误;合力和它的分力是力的作用效果上的一种等效替代关系,而不是 力的本质上的替代,故 C 错误;进行合成的几个力,性质可以相同,也可以不同,但必须是 作用在一
4、个物体上的共点力,故 D 错误 3两个共点力的大小均为 10 N,如果要使这两个力的合力大小也是 10 N,则这两个共点 力间的夹角应为( ) A30 B60 C90 D120 D 对于两个夹角为 120的等大的共点力而言,其合力大小与分力相等,并且合力与两 分力的夹角均为 60.反之,当两个分力大小与合力大小相等时,可推知两分力之间的夹角为 120,故选 D. 合力与分力的关系 1.合力与分力的三性 2合力与分力的大小关系 两个力的合成 最大值两分力同向时,合力最大,FmaxF1F2 最小值 两分力反向时,合力最小,Fmin|F1F2|,其方向与较大的一个分力方向 相同 合力范围|F1F2|
5、FF1F2 说明 夹角越大,合力就越小; 合力可能大于某一分力,也可能小于某一分力 第 - 3 - 页 共 8 页 【例 1】 (多选)大小不变的两个共点力F1与F2,其合力为F,则( ) A合力F一定大于任一分力 B合力大小既可等于F1,也可等于F2 C合力有可能大于任何一个分力 D合力F的大小随F1、F2之间夹角的增大而减小 BCD 本题中虽然两个分力大小一定,但其夹角未知,我们可以取一些特殊值来分析 当 0时, 合力最大FmaxF1F2, 当F1、F2夹角为 180时, 合力最小Fmin|F1F2|, 因此合 力F大小变化范围为|F1F2|F合F1F2,若取F12 N,F23 N,则 1
6、 NF合5 N, 故应排 除 A 项,同时确定 C 项正确对 B 项,由合力变化范围可知正确对 D 项,当F1与F2之间夹 角最小为零时,合力最大 ; 当F1与F2之间夹角最大为 180时,合力最小,合力随着F1与F2 之间夹角的增大而减小,故正确答案为 B、C、D. 1合力与分力是等效替代关系,若两者分别作用在同一个物体上时,其作用效果相同, 并不是指物体同时受到合力和分力的作用. 2合力与分力的大小关系可利用平行四边形定则画出示意图分析.其大小关系为:合力的 大小可能大于每个分力,也可能小于每个分力,还可能与某个分力相等. 1(多选)如图所示,一木棒用两根绳子拴住悬挂在空中,则下列说法正确
7、的是( ) A木棒受G、F1、F2三个力作用 B木棒受G、F1、F2和合力F(F1与F2的合力)四个力作用 C因为F1、F2不是作用在棒的重心上,所以F1、F2、G不是共点力 D因为F1、F2、G三个力的作用线相交于一点,所以F1、F2、G是共点力 AD 对木棒进行受力分析, 木棒受重力G、 两根绳子的拉力F1、F2三个力作用, 故 A 正确 ;F1、F2 是物体实际受到的力,而它们的合力F只是与F1、F2在作用效果上相等,合力F并不是物体实 际受到的力,故 B 错误;共点力的定义明确指出一个物体受到的力作用于物体上的同一点或 者它们的作用线交于一点,这样的一组力称为共点力,F1、F2、G三个
8、力的作用线相交于一 点,所以F1、F2、G是共点力,故 C 错误,D 正确 2(多选)两个力F1和F2间的夹角为,两个力的合力为F,以下说法正确的是( ) A若F1和F2的大小不变,越小,合力F就越大 B若F1和F2的大小不变,越大,合力F就越大 C合力F总比分力F1和F2中的任何一个都大 D合力F可能比分力F1和F2中的任何一个都小 第 - 4 - 页 共 8 页 AD 当两分力大小不变时,两分力间夹角减小,合力F就增大;两分力间夹角增大,合 力F将减小,选项 A 对,B 错 ; 根据平行四边形中对角线与两邻边的长短关系可知选项 C 错,D 对 平行四边形定则 1作图法 作图法就是用作图工具
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