高中物理第4章怎样求合力与分力第1节怎样求合力分层练习3沪科版1!
高中物理 第4章 怎样求合力与分力 第1节 怎样求合力教案2 沪科版必修1

怎样求合力思路分析本节重点是力的平行四边形合成定则,难点是用作图法和计算法求合力.无论用图解法或计算法,都需先把一个具体的力(物体对物体的作用)抽象为一根有向的线段,然后转化为一个数学问题,这种抽象法是物理学中广泛使用的一种研究方法.学习中应认清矢量与标量的根本区别在于它们的运算法则不同,标量的合成是代数加法,矢量的合成是平行四边形法则,掌握好平行四边形法则是正确理解矢量概念的核心,也是研究以后各章内容的基础. 此前,学生未有意识地研究过等效问题,等效思想又比较抽象,不易接受.因此,从日常生活中常见的现象:提水、拉(推)车等,来渗透等效思想.从复习初中学过的求同一直线上两个力的合力,来明确等效思想.通过实验探究、分析论证得出平行四边形法则,来深化等效思想.学生已掌握代数运算,而第一次遇到矢量合成.矢量合成不是简单数学相加,即1+1不一定等于2,它是矢量运算法则.能用数学知识中矢量求和的方法和解直角三角形的方法来解决物理问题.知识总结用带箭头的线段来表示力的意义,并不仅仅是描述力的形象直观,还在于又带来了一种新的处理物理问题的思路,即通过图形来处理物理问题.数学上的一些边、角,又赋予它新的物理意义,即矢量的大小和方向;数学上图形之间的关系,边角关系、正弦定理、余弦定理、全等、相似等等,也反映了力之间的关系.如果实现这一过渡,则代表着能力上的一个飞跃.在解决此类物理问题时,就可以把它看成一个平面几何问题,求所画图形的边长和夹角,然后再考虑它所具有的物理意义.1.图解法解题的程序是:①选标度;②用一个点表示物体,分别作出F 1、F 2的图示;③作辅助线,作平行四边形;④作出两分力所夹的平行四边形的对角线,即合力F ;⑤用刻度尺量出该对角线的长度,计算合力F 的大小;⑥量出合力F 与F 1(或F 2)的夹角,表示合力的方向.2.关于合力与分力的大小关系应该记准、记熟.合力与分力的关系,实际上就是三角形三边边长的关系,即物体受到两个共点力F 1和F 2时,其合力F 的范围,|F 1-F 2|≤F ≤F 1+F 2.合力可大于任何一个分力,也可以等于或小于任何一个分力.设θ为F 1和F 2间的夹角:①当θ=0°时,F =F 1+F 2;②当θ=180°时,F =|F 1-F 2|;③当θ=90°时,F =2221F F ;④当θ=120°,且F 1=F 2时,则F =F 1=F 2;⑤当在0~180°内变化时,随θ角的增大,合力F 随之减小,θ角减小时,F 随之增大.相关链接关于力的合成的多边形方法:矢量加减法的几何运算,除平行四边形定则之外,还可以用与它等价的三角形方法.图(a )是用平行四边形方法求合力,可以看出其中阴影部分即为一个三角形,图(b )就是采用三角形方法求合力,在F 1的头部接一个F 2(与F 2的方向一致),则F 1的尾部与F 2的头部的连线即为合力F .图a 图b 图c 图d 这种方法对两个以上的共点力合成特别方便如图(c )所示.点户受到F 1、F 2、F 3、F 4四个共点力作用,求其合力.则可以采用:将力一个接着一个平移并头尾相接的办法画出矢量多边形.如图(d ),最后将F 1的尾与F 4的头相连接,这就是合力大小,它的方向即合力的方向.作图时取好标度,用力的图示法准确画出各力的大小,便能用尺量出,合力的大小,这就是矢量求和的多边形方法.百度文库是百度发布的供网友在线分享文档的平台。
高中物理第4章怎样求合力与分力第1节怎样求合力1沪科版1讲解

力的合成
一、教学目标
1、知识和技能
(1)知道合力与分力。
(2)理解力的合成。
(3)理解平行四边形定则。
2、过程和方法
(1)通过模拟“泗水拔鼎”情景,用一个力等效地替代两个力,在建立合力与分力,力的合成等概念的过程中,感受等效替代这一物理方法。
(2)通过DIS实验演示,猜想互成角度二力合成的规律,再利用学生实验探索研究,最终获得力合成的平行四边形定则的过程,认识探究物理规律的基本环节:猜想→实验→结论。
3、情感、态度和价值观
(1)通过参与“泗水拔鼎”活动,提高兴趣,感悟生活中处处有物理,激发探究的兴趣和学习的热情。
(2)通过小组协作完成实验探究和实验结果的分析,通过对平行四边形的理解,树立实事求是的科学态度和激发学生之间相互合作、团结进取精神。
二、教学重点和难点
重点:探究并理解力的平行四边形定则。
难点:猜想合力和分力的关系。
三、学习资源
1、学生实验器材 (每两人一套,共26套):。
(1)画图板、橡皮筋、弹簧秤(2个)、三角尺、白纸、绳套、
铅笔。
(装置参考教材例图)
(2)拴两根线的200g钩码。
2、演示实验器材
(1)10kg的杠铃片和两根长绳。
(2)DIS实验装置(如图2):数据采集器、两个力传感器固定在力合成演示仪上、钩
码。
四、教学流程
1、教学流程图
五、教学过程。
高中物理 第4章 怎样求合力与分力 4.1 怎样求合力导学案3沪科版必修

高中物理第4章怎样求合力与分力 4.1 怎样求合力导学案3沪科版必修4、1 怎样求合力年级:班级: 姓名:小组名称: 学习目标掌握力的平行四边形定则,知道它是矢量合成的普遍规则。
会用作图法求共点力的合力。
会用直角三角形知识计算合力。
学习重点平行四边形定则学习难点合力的大小与分力间夹角的关系学法指导自主探究、交流讨论、自主归纳学习过程学习笔记(教学设计)【预习案(自主学习)】如果一个力和其他几个力的____________相同,就把这一个力叫那几个力的合力。
互成角度的二力合成时,可以用表示这两个力的线段为___________作平行四边形。
这两个邻边之间的对角线就表示合力的_______________和_______________。
物体受几个力的作用,这几个力作用于一点上或__________________交于一点,这样的一组力就叫做_________________,平等四边形定则只适用于_________________【探究案(合作学习)】用作图法求夹角分别为30、60、90、120、150的两个力的合力、再求它们的夹角是0和180时的合力、比较求得的结果,能不能得出下面的结论:①合力总是大于分力;②夹角在0到180之间时,夹角越大,合力越小、[Zx问题:1、合力一定大小任何一个分力吗?2、平行四边形定则也适用于其它矢量的合成吗?3、两个大小一定的力F1、F2,当它们间的夹角由00增大到1800的过程中,合力F 的大小怎样变化?【当堂检测】三名同学一起玩游戏,用三根绳拴住同一物体,其中甲同学用100N向东拉,乙同学用400N的力向西拉,丙同学用400N的力向南拉。
求物体所受的合力、如图,质量为m的物体A静止于倾角为θ的斜面上,试求斜面对A的支持力和摩擦力。
【当堂小结】【课后巩固(布置作业)】【纠错反思(教学反思)。
高中物理第4章怎样求合力与分力4.1怎样求合力学案沪科版必修1(2021年整理)

4.1 怎样求合力合力与分力错误!1.合力、分力一个力代替几个力,如果它的作用效果跟那几个力的作用效果相同,这个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力.2.合力与分力的关系:合力与分力的相互替代是一种等效替代,或称等效变换.3.共点力几个力都作用在物体上的同一点,或者它们的作用线延长后相交于同一点,这几个力叫做共点力。
如图4。
11所示的三个力F1、F2、F3均为共点力.图4。
1。
1错误!(1)合力与分力是同时作用在物体上的力。
(×)(2)合力产生的效果与分力共同产生的效果一定相同。
(√)(3)作用在一个物体上的两个力,如果大小相等方向相反,则这两力是共点力。
(×)错误!1.六条狗可以将雪橇拉着匀速前进,一匹马也可以将该雪橇拉着匀速前进,以上情境中分力和合力分别是由什么动物施加的?【提示】六条狗各自的拉力是分力,是由狗施加的;马的拉力为合力,是由马施加的。
2。
共点力一定作用在同一物体上吗?【提示】一定.共点力必须是共同作用在同一物体上的力。
错误!探讨1:如图4.12甲所示,把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;如图乙所示,用两个弹簧测力计(方向不同)拉住同一物块,稳定时弹簧测力计示数分别为F1、F2。
F与F1、F2有什么关系?F1、F2两个数值相加正好等于F吗?甲乙图4.1。
2【提示】作用效果相同,可以等效替代。
不等于.探讨2:两个分力F1和F2的合力什么情况下最大?最大值为多少?【提示】两个分力F1和F2的方向相同时合力最大,最大值为F1错误!F2。
错误!1。
合力与分力的三性2.合力与分力间的大小关系当两分力F1、F2大小一定时,(1)最大值:两力同向时合力最大,F=F1+F2,方向与两力同向;(2)最小值:两力方向相反时,合力最小,F=|F1-F2|,方向与两力中较大的力同向;(3)合力范围:两分力的夹角θ(0°≤θ≤180°)不确定时,合力大小随夹角θ的增大而减小,所以合力大小的范围是:|F1-F2|≤F≤F1+F2。
高中物理 第4章 怎样求合力与分力 4.1 怎样求合力导学案1沪科版必修

高中物理第4章怎样求合力与分力 4.1 怎样求合力导学案1沪科版必修4、1 怎样求合力年级:班级: 姓名:小组名称: 学习目标理解力的平行四边形定则,会用平行四边形定则分析共点力的合成学习重点理解等效理念,理解合力、分力、力的合成等概念。
学习难点了解分力与合力的大小关系及角度关系。
学法指导自主探究、交流讨论、自主归纳学习过程学习笔记(教学设计)【预习案(自主学习)】通过做实验,我们发现:两个小孩分别用F1、F2的两个力能把重为N物体给提起,两个力大小均是10N,与竖起方向夹角均为45度。
同样一个大人用力F=N竖直向上也能把物体提起。
那我们可以讲F作用在物体上的效果与F1、F2的两个力共同作用在物体上效果是相同的(都能使物体被提起至静止)。
即它们是等效的。
F1F2GF1F2F等效既然它们是等效的,就应该可以等效替换。
何谓等效替换?看下例,现在有两个小孩分别用F1、F2的两个力能把重为N物体给提起,两个力大小均是10N,与竖起方向夹角均为45度。
,物体处于静止状态。
画出该物体受力分析图如上。
FGF1F2GF我们又知道一个大人施加的力F 作用在物体上的效果与F1、F2的两个力共同作用在物体上效果是相同的即等效,既然等效就能进行等效替换。
用F将F1、F2的两个力替换掉。
因为等效替换并没有改变力对物体的作用效果,对物体没有影响,所以等效替换完全可行。
等效替换后的受力图如下:F1F2GFG等效真实的受力图等效的受力图有人想问,知道等效替换对我们研究问题有什么作用吗?不但有,而且很大。
等效替换虽然对物体的真实情况没有影响,但有时对于我们研究问题却起了很大作用。
先举个简单例子,图中物体被两个小孩提起,处于静止状态。
因为物体静止,所以物体是受力平衡的,即合外力为0。
F1、F2、G三个力应该相互抵消。
而以前我们只学过一对平衡力可以相互抵消,那这三个力是如何抵消呢?没有学过。
了解力可以等效替换后,用F将F1、F2的两个力替换掉,那么物体受力分析图由受到三个力变成受两个力,这样问题就解决了。
2018-2019高中物理 第4章 怎样求合力与分力章末总结学案 沪科版必修1

第4章怎样求合力与分力章末总结一、解共点力平衡问题的一般步骤1.选取研究对象.2.对所选取的研究对象进行受力分析,并画出受力分析图.3.对研究对象所受的力进行处理,一般情况下,需要建立合适的直角坐标系,对各力沿坐标轴进行正交分解.4.建立平衡方程,若各力作用在同一直线上,可直接用F合=0的代数式列方程,若几个力不在同一直线上,可用F x合=0与F y合=0,联立列出方程组.5.对方程求解,必要时需对解进行讨论.例1物体A在水平力F1=400 N的作用下,沿倾角θ=60°的斜面匀速下滑(如图1所示).物体A受到的重力mg=400 N,求物体A与斜面间的动摩擦因数μ.图1解析取物体A为研究对象,它在四个力的作用下处于平衡状态,根据受力情况,建立直角坐标系如图所示.根据平衡条件可得:f+F1cos θ-mg sin θ=0,N-F1sin θ-mg cos θ=0.又f=μN,联立以上各式,代入数据解得:μ≈0.27.答案0.27针对训练如图2所示,与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m=1.0 kg的物体.细绳的一端通过摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连.物体静止在斜面上,弹簧测力计的示数为6.0 N.取g=10 m/s2,求物体受到的摩擦力和支持力.图2答案摩擦力大小为1 N,方向沿斜面向下支持力大小为5 3 N,方向垂直于斜面向上解析物体受力情况如图所示,物体重力沿斜面方向向下的分量G x=mg sin 30°=5.0 N<弹簧的拉力F故摩擦力沿斜面向下根据共点力平衡:F=mg sin 30°+f,N=mg cos 30°解得:f=1 N,方向沿斜面向下N=5 3 N,方向垂直于斜面向上二、力的合成法、效果分解法及正交分解法处理多力平衡问题物体在三个力或多个力作用下的平衡问题,一般会用到力的合成法、效果分解法和正交分解法,选用的原则和处理方法如下:1.力的合成法——一般用于受力个数为三个时(1)确定要合成的两个力;(2)根据平行四边形定则作出这两个力的合力;(3)根据平衡条件确定两个力的合力与第三个力的关系(等大反向);(4)根据三角函数或勾股定理解三角形.2.力的效果分解法——一般用于受力个数为三个时(1)确定要分解的力;(2)按实际作用效果确定两分力的方向;(3)沿两分力方向作平行四边形;(4)根据平衡条件确定分力及合力的大小关系;(5)用三角函数或勾股定理解直角三角形.3.正交分解法——一般用于受力个数较多时(1)建立坐标系;(2)正交分解各力;(3)沿坐标轴方向根据平衡条件列式求解.例2如图3所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O.轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲、乙均处于静止状态.(已知:sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,tan 37°=0.75,g 取10 N/kg)求:图3(1)轻绳OA、OB受到的拉力各多大?(试用三种方法求解)(2)物体乙受到的摩擦力多大?方向如何?解析(1)方法一:对结点O进行受力分析(如图),把F A 与F B 合成, 则F =m 1g所以F A =m 1g cos θ=54m 1gF B =m 1g tan θ=34m 1g故轻绳OA 、OB 受到的拉力大小分别等于F A 、F B , 即54m 1g 、34m 1g 方法二:把甲对O 点的拉力按效果分解为F OA 和F OB ,如图所示则F OA =m 1g cos θ=54m 1g ,F OB =m 1g tan θ=34m 1g .方法三:把OA 绳对结点O 的拉力F A 进行正交分解,如图所示.则有F A sin θ=F B ,F A cos θ=m 1g 解得F A =54m 1g ,F B =34m 1g(2)对乙受力分析有f =F B =34m 1g方向水平向左答案 (1)54m 1g 34m 1g (2)34m 1g 方向水平向左1.(按效果分解法解共点力平衡问题)如图4所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m 的小球,小球被竖直的木板挡住,不计摩擦,则球对挡板的压力是( )图4A .mg cos αB .mg tan α C.mgcos αD .mg答案 B解析 重力产生两个效果,即使球压紧挡板的力F 1′和使球压紧斜面的力F 2′ 解三角形得F 1′=mg tan α.2.(用力的合成法解共点力平衡问题)如图5所示,用不可伸长的轻绳AC 和BC 吊起一质量不计的沙袋,绳AC 和BC 与天花板的夹角分别为60°和30°.现缓慢往沙袋中注入沙子.重力加速度g 取10 m/s 2,3=1.73.图5(1)当注入沙袋中沙子的质量m =10 kg 时,求绳AC 和BC 上的拉力大小T AC 和T BC .(2)若AC 能承受的最大拉力为150 N ,BC 能承受的最大拉力为100 N ,为使绳子不断裂,求注入沙袋中沙子质量的最大值M . 答案 (1)86.5 N 50 N (2)17.3 kg 解析 受力图如图所示(1)G=mgT AC=G cos 30°=86.5 NT BC=G cos 60°=50 N(2)因为T AC/T BC= 3而T AC max=150 N T BC max=100 N所以AC更容易被拉断T AC max=3Mg/2=150 N解得M=10 3 kg=17.3 kg3.(用正交分解法解共点力平衡问题)如图6所示,一质量为6 kg的物块,置于水平地面上,物块与地面间的动摩擦因数为0.5,然后用两根轻绳分别系在物块的A点和B点,A绳水平,B绳与水平面成θ=37°,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2.图6(1)逐渐增大B绳的拉力,直到物块对地面的压力恰好为零,则此时A绳和B绳的拉力分别是多大?(2)将A绳剪断,为了使物块沿水平面做匀速直线运动,在不改变B绳方向的情况下,B绳的拉力应为多大?答案(1)80 N 100 N (2)27.3 N解析(1)F A=mg/tan θ=80 NF B=mg/sin θ=100 N(2)物块受力如图所示,水平方向:f=F B′cos θ竖直方向:F B′sin θ+N=mg得N=mg-F B′sin θf=μN得F B ′cos θ=μ(mg -F B ′sin θ) 解得F B ′≈27.3 N4.(用正交分解法解共点力平衡问题)如图7所示,一质量为m 的物块在固定斜面上受平行斜面向上的拉力F 的作用而匀速向上运动,斜面的倾角为30°,物块与斜面间的动摩擦因数μ=32,则拉力F 的大小为多少?图7答案 54mg解析 对物块受力分析如图所示,沿斜面向上为x 轴正方向,垂直斜面向上为y 轴正方向建立直角坐标系, 将重力沿x 轴及y 轴分解,因物块处于平衡状态,由共点力的平衡条件可知: 平行于斜面方向:F -mg sin θ-f =0垂直于斜面方向:N -mg cos θ=0,其中:f =μN 由以上三式解得:F =mg sin θ+μmg cos θ=mg (12+32×32)=54mg .。
高中物理第4章怎样求合力与分力4.2怎样分解力教案沪科版1教案

高中物理第4章怎样求合力与分力4.2怎样分解力教案沪科版1教案第一篇:高中物理第4章怎样求合力与分力4.2怎样分解力教案沪科版1教案第二节怎样分解力三维目标知识与技能1.区分矢量和标量.2.通过实验探究,理解力的分解,能用力的分解分析日常生活中的问题.过程与方法1.通过经历力的分解概念和规律的学习过程,了解物理学的研究方法,认识物理实验、物理模型和数学工具在物理学习过程中的作用.2.通过经历力的分解科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律.情感态度与价值观能领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,培养学生主动与他人合作的精神、能将自己的见解与他人交流的愿望,具有团队精神.教学设计教学重点在具体情况中运用平行四边形定则进行力的分解.教学难点1.难点:力的分解方法.2.疑点:力分解时如何确定两分力的方向.解决办法:设计实验,在具体情境中根据力的实际作用效果分解力.教具准备实验准备:实验器材:1.60个弹簧测力计,若干细绳、橡皮筋、图钉、木板、刻度尺、量角器、三角板、白纸; 2.钩码、铅笔、细绳;3.海绵、圆柱体、两块木板;4.带把手的水杯、橡皮筋.课件准备:用Powerpoint做的教学课件,关于平衡的教学录像带.课时安排 1课时教学过程导入新课[教师活动]先回顾上节课的关于力的合成的内容以及共点力合成的平行四边形定则.教师演示一实验:将一木块放置于斜面上,学生会看到木块将沿着斜面下滑且使斜面发生了形变,从而引入本节课的教学,并得出分力和力的分解的概念.[力的分解]1.一个已知力分成几个分力叫做力的分解.2.力的分解——共点力合成的“逆运算”.[学生活动]学生针对实验所表征出的现象进行分组讨论,并发表自己的看法和意见.推进新课[教师活动]教师引导学生通过自行设计的实验来分析感受一个力的不同的几个作用效果,并能根据力的实际作用效果来确定它的分力.[学生活动]学生分组讨论和设计实验来亲身经历力的分解的效果,并在班级中和其他小组进行交流,清晰地表达出自己的设计方案和感受,培养学生设计实验、操作实验以及语言表达能力.[教师活动]提出问题:知道了按照力的作用效果来分解一个力,那么这个力和它的几个分力之间存在着怎样的定量关系呢? [学生活动]学生通过小组讨论并利用类比的方法,自行得出力的分解实际上是力的合成的逆运算,同样遵循平行四边形定则.学生讨论:力的分解的方法与要点.学生小组代表交流讨论结果:(教师点评)1.一个力分解成两个分力的方法——平行四边形定则——作图法、计算法、正交分解法、力的三角形法.2.一个力分解成两个分力的要点:①被分解的力是力的平行四边形中的对角线;②力的分解必须根据具体条件,按照力的实际作用效果分析确定.[教师活动]教师通过演示实验让学生直观地感受到在很多情况下,我们可以把一个力分解成两个相互垂直的分力,并指出这种分解方法可以使问题得到简化,有利于对问题的分析和讨论,提出正交分解的概念.教师通过例题加以说明.[例题剖析1]人斜向上提箱子分析:力F有两个作用效果,一是水平向右,二是竖直向上.故力F应沿着这两个方向分解.图5-2-1 图5-2-2 [例题剖析2]物体沿斜面下滑分析:放在斜面上的物体的重力有两个作用效果:一是压斜面,二是使物体沿斜面下滑.故重力应沿着这两个方向分解.[教师活动]提出问题:我们生活中有哪些实际问题运用力的分解知识?教师布置分组讨论.[学生活动]学生通过小组讨论收集生活相关实例,先提交小组讨论交流,然后准备在全班发言交流.学生绘出力的分解图,并加以定量分析和求解.学生讨论:力的分解有确定答案的4种情况,分组设计情景并作力的分解.(教师巡视指导)(1)已知合力和两个分力的方向,则可确定两个分力的大小;(2)已知合力和一个分力的大小和方向,则可确定另一个分力的大小和方向;(3)已知合力和一个分力的大小和另一个分力的方向,则可确定这个分力的方向和另一个分力的大小(可能有两个解);(4)已知合力和两个分力的大小,则可确定两个分力的方向;课堂小结分解⎧原则:根据力的实验作用效果⎪⎪⎪(解三角形)⎪方法:平行四边形定则力的分解⎨(1)已知两个分力的方向(唯一解)⎧⎪⎪类型⎪方向(唯一解)⎨(2)已知一个分力的大小和⎪⎪(3)已知一个分力的方向和另一个分力的大小(两解,一解或无解)⎪⎩⎩布置作业阅读课本上信息窗.P951、2、3题.板书设计力的分解一、分力和力的分解二、力的分解原则(1)无条件限制无条件限制的分解具有任意性.(2)有条件限制条件一:已知两个分力的方向条件二:已知一个分力的大小和方向条件三:已知一个分力的方向和另一个分力的大小基本原则条件限制的分解根据具体条件在具体的物理问题中,两个分力的方向要根据力(合力)产生的效果确定.活动与探究研究斜面上物体重力的分解实验:斜面上小车重力的分解器材:一把30 cm长的塑料直尺作斜面,小车,弹簧秤步骤:调整好实验装置后按下列顺序进行①被分解的力——小车的重力;②物体的受力情况——重力、斜面、弹簧秤;③分析被分解力的作用效果——压斜面、拉弹簧;④确定分解方案——沿斜面正交分解;⑤测分力大小;⑥按平行四边形定则作力的图示;⑦从力的图示中测定重力.改变斜面的角度,调整好装置后再重复上面的步骤.3第二篇:高中物理第4章怎样求合力与分力第2节怎样求分解力教案1沪科版1教案力的分解一、教学目标:知识与技能:1、理解力的分解概念。
高中物理第4章怎样求合力与分力第1节怎样求合力分层练习1沪科版必修1(new)

怎样求合力练习与解析1 有两个共点力F1、F2的合力为F,则有…………………………………………()A.合力F一定大于任何一个分力B.合力F的大小可能等于F1,也可能等于F2C.合力F有可能小于任何一个分力D.合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小解析:物体受到两个共点力F1和F2时,其合力F的范围,|F1-F2|≤F≤F1+F2.当两个分力大小不变时,合力随分力间夹角的增大而减小.答案:BCD2 已知两个分力的大小依次为F1、F2,它们的合力大小为F,下列说法中正确的是……………………………………………………………………………………………()A.不可能出现F<F1同时F<F2的情况B.不可能出现F>F1同时F>F2的情况C.不可能出现F<F1+F2的情况D.不可能出现F>F1+F2的情况解析:根据物体受到两个共点力F1和F2时,其合力F的范围,|F1-F2|≤F≤F1+F2.由此可以判断A、B、C三种情况均可能出现,答案选D.答案:D3 已知三个分力的大小依次为3N、5N、9N,关于这三个分力的合力大小下面给出了四个值:①0 N ②1 N ③5 N ④18 N.其中可能的是…………………………………( ) A.只有②③B.只有①②③C.只有②③④D.只有①②④解析:已知物体受到3 N 和5N 的力时合力的范围为2 N -8 N ,与9N 的力合成时合力的范围为1 N ~17 N .由此判断①④两种情况不可能.答案:A4 物体同时受到同一平面内三个力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是……………………………………………………………………………………………( )A .5 N ,7N ,8 NB .5 N ,2 N,3 NC .5 N ,1 N ,10 ND .10 N ,10 N ,10 N解析:如果第三个力处于两个力的合力范围之内,则这三个力的合力可能为零.例如A 选项,5 N 和7 N 的合力范围是2 N ~12 N ,8 N 在这个范围之内,三个力的合力可能为零,因此A 选项不能选.依此类推,可以判断C 选项中的三个力合力不可能为零.答案:C5 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…………………………………………………………………………( )A .30°B .60°C .90°D .120°解析:两个力的大小相等,则求合力所作的平行四边形为菱形,设两个力间的夹角为θ,两个力为F ,则F =2F cos 2θ,即cos 2θ=1/2,故θ=120°. 答案:D6 有大小分别为 4 N 、9 N 、11 N 的三个力,它们彼此之间的夹角可以变化,它们的合力的最大值是________,最小值是________.解析:当三个力同向时合力最大,为三个力之和24 N ;物体受到两个共点力F 1和F 2时,其合力F 的范围|F 1-F 2|≤F ≤F 1+F 2,4 N 和9 N 的合力的范围是5 N~13 N ,当这两个力合力为11 N 且与原来11 N 的力反向时,合力可以取零.答案:24 N 07 两个共点力F 1、F 2的合力的最大值为14 N ,最小值为2 N .当F 1、F 2的夹角为90°时,合力大小为________N .解析:共点力F 1、F 2取最大值时,F 1+F 2=14 N;取最小值时,F 1-F 2=2 N .解得F 1=8 N ,F 2=6 N .当夹角为90°时,由直角三角形的知识可知,F =2221F F =10N . 答案:108 如图4-1-7所示(俯视图),物体静止在光滑水平面上,有一水平拉力F =20 N 作用在该物体上,若要使物体所受的合力在OO ′,方向上(OO ′与F 夹角为30°),必须在水平面内加一个力F ′,则F ′的最小值为________,这时合力大小等于_________.图4-1-7 解析:题中已知一个分力和合力的方向,只有构成完整的三角形(平行四边形的一半)才能满足合力与分力的关系.从图中可以看出当F ′与OO ′垂直时,F ′取最小值,由三角形知识,得F ′=F sin30°=F /2=10 N .F 合=F cos30°=3F /2=103N .答案:10 N 103N9 如图4-1-8所示,表示合力F 的大小与两分力夹角θ的关系图线,则这两个分力的大小分别为________和________.图4-1-8解析:设两个分力分别为F1和F2,由图象可知:当θ=0°时,F1+F2=18 N当θ=180°时,F1一F2=2 N联立两式,解得F1=10 N,F2=8 N答案:10 N 8 N尊敬的读者:本文由我和我的同事在百忙中收集整编出来,本文档在发布之前我们对内容进行仔细校对,但是难免会有不尽如人意之处,如有疏漏之处请指正,希望本文能为您解开疑惑,引发思考。
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怎样求合力
例题解析
本节重点是力的平行四边形法则.难点是用图解法和计算法求合力.矢量的合成用平行四边形法则,标量的合成用代数加法.因此,求几个力的合力的过程,就是作平行四边形的过程.只要能正确地作出平行四边形,就可以正确地求出合力.平行四边形的邻边为分力,其对角线为合力,夹角为力的方向.通常有两种求合力的方法:图解法和计算法.使用比较多的是计算法.因为数学作为一种工具,物理学中常常运用其方法结合物理意义来解决实际问题.在实际使用时,主要是解决直角三角形的问题,对于较简单的斜三角形,也能利用正弦定理、余弦定理等知识来求解.
如果两个力在一条直线上,则可以通过规定正方向的方法,把矢量运算转化为代数运算.与正方向相同的力取正值,与正方向相反的力取负值,然后进行代数运算.
【例1】物体受到两个力F 1和F 2,F 1=30 N ,方向水平向左,F 2=40 N ,方向竖直向下.求这两个力的合力F .
思路:两个分力的大小和方向已知,可以通过平行四边形法则求合力.求合力的过程就是作平行四边形的过程.
解析:图解法:取单位长度为10 N 的力,则取3个单位长度,取4个单位长度自O 点引两条有向线段OF 1和O F 2.以OF 1和OF 2为两个邻边,做平行四边形如图4-1-5所示,则对角线OF 就是所要求的合力F .量出对角线的长度为5个单位长度.则合力的大小 F =5×10 N =50 N .
用量角器量出合力F 与分力F 1的夹角θ为53°.
计算法:实际上是先运用数学知识,再回到物理情景.
在如图4-1-5所示的平行四边形中,ΔOFF ,为直角三角形,根据直角三角形的几何关系,可以求得斜边OF 的长度和OF 与OF 1的夹角,将其转化为物理问题,就可以求出合力F 的大小和方向.则
F =2221F F =50 N ,
tan θ=12F F =3
4, θ为53°.
图4-1-5
【例2】已知三个共点力的F 1、F 2和F 3,合力为零.F 1=10 N ,方向水平向左,F 2=4 N ,方向水平向右,求F 3的大小和方向.
思路:因为三个力在一条直线上,因此可以通过规定正方向的办法,把矢量运算转化为
代数运算,从而简化问题.
解析:规定水平向右为正方向,则F1=-10 N,F2=4 N,因为合力为零,则有F1+F2+F3=0
即-10 N+4 N+F3=0
故F3=6 N
因为F3为正值,所以F3的方向和规定的正方向相同,水平向右.
【例】如图4-1-6所示,大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成封闭的直角三角形(顶角为直角).下列四个图中,这三个力的合力最大的是…………………………()
A B C D
图4-1-6
解析:该题考查力合成的平行四边形法则的应用.A选项中把F2平移到F1和F3的箭尾处,F2和F3构成的平行四边形的对角线正好和F1重合,即合力的大小为F1,方向与F1同向,则F、F2、F3三个力的合力为2F1.同样的方法,B选项中把F3平移,可以求得合力为零;C 选项中把F3平移,可以求得合力为2F2;D选项中把F1平移,可以求得合力为2F3.又因为图中的线段的长短表示力的大小,所以位于斜边上的F2最大.故答案选C.点评:对于平行四边形法则的考查,这是一个很好的题目.题目没有直接说平行四边形,而是给了一个三角形,三个力构成的三角形,会给人造成一个思维的错觉.其实,只要抓住力在大小和方向不发生变化时的平移不改变力的大小,就能很好地切入该题.。