2013-2014学年高中物理人教版必修一同步辅导与检测课件：3-5 力的合成.ppt

第五课时　力的合成 ;杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的双塔双索面迭合梁斜拉桥．大桥全长7654米，602米长的主桥犹如一道横跨黄浦江的彩红，在世界同类型斜拉桥中雄居第一．挺拔高耸的208米主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． 那么，是什么力量拉起这么重的桥体呢？;1．知道力的合成的概念． 2．理解平行四边形的定则，会用作图法求共点力的合力．;知识清单;综合拓展;3．合力与分力的大小关系 (1)两分力同向时，合力最大：Fmax＝F1＋F2，合力方向与 F1、F2的方向相同． (2)两分力反向时，合力最小：Fmin＝|F1－F2|，合力方向与较大的分力的方向相同． (3)合力的取值范围：|F1 －F2|≤F≤F1＋F2. (4)夹角θ越大，合力就越小． (5)合力可能大于某一个分力、等于某一个分力，也有可能小于某一个分力． 特别提示：合力是几个分力的共同效果，并不是单独存在的力．合力与分力从物理实质上讲是在力的作用效果方面的一种等效替代关系，而不是物体的重新受力，因此受力分析中不能同时出现．;尝试应用;2．两个力F1与F2，其合力为F，则(　　) A．合力一定大于任一分力 B．合力有可能小于某一分力 C．分力F1增大，而F2不变，且它们的夹角不变时，合力F一定增大 D．当两分力大小不变时，增大两分力的夹角，则合力一定减小;知识清单;综合拓展;2．计算法：也叫解三角形法．根据平行四边形定则先作出力的合成示意图，然后应用数学知识(如正弦定理、余弦定理、相似三角形或直角三角形的知识)求解．常见的几种特殊情况有： ①相互垂直的两个力的合成．如下图甲所示，;②夹角为θ，两个等大的力的合成．如上图乙所示，作出的平行四边形为菱形，利用其对角线互相垂直的特点可得直角三角形，解直角三角形求得合力 ，合力F′与每一个分力的夹角等于 . ③夹角为120°的两个等大的力的合成，如上图丙所示，实际是②的特殊情况： 即合力大小等于分力，实际上对角线把画出的菱形分为两个等边三角形，所以合力与分力等大．;特别提示：1.做出一个正确的平行四边形，应注意：①两分力是平行四边形的两个邻边，合力是两分力夹角的平行四边形对角线．②分力、合力的比例要适当．③虚线、实线要分清． 2．求矢量时要注意不仅要求出其大小，还要求出其方向，其方向通常用它与已知矢量的夹角表示．;尝试应用;2．已知两个力的大小分别为F1＝4 N，F2＝5 N，用作图法求出下列各种情况下的合力F. (1)两力同向； (2)两力反向； (3)两力夹角60°； (4)两力夹角90°； (5)两力夹角120°.;答案：(1)9 N　(2)1 N　(3)7.8 N　 (4)6.4 N (5)4.6 N;合力与分力的关系 ;解析：本题图象的横坐标表示在两个力合成的过程中二力所成的角度，从图象上看出：在两分力的夹角从0°变化到180°的过程中，合力减小．另外图象中：当θ＝0时，表示两分力的方向相同的情况，根据图象有F1＋F2＝5 N．① 当θ＝180°时，表示两分力的方向相反时的情况，此时有|F1－F2|＝1 N．② 通过解方程组①②可得：F1＝3 N，F2＝2 N或F1＝2 N，F2＝3 N，合力的变化范围是1 N～5 N. 答案：1～5 N　2 N和3 N;名师点睛：本题通过图象给出已知条件，然后求解．遇到这类问题首先应弄清图象的两个坐标轴所代表的物理量．然后通过图象观察两个物理量之间的联系(一个量随另外一个量的变化情况：增大、减小，或据图象写出两个物理量之间关系的数学表达式)，再想一想图象中的一些特殊点所表示的物理含义．;变式训练;合力的计算;法一：图解法．如下图所示，自O引两条有向线段OA和OB，相互间的夹角为60°(用量角器画出)．取1 cm长度表示100 N的力，则OA和OB的长度都是2 cm，作出平行四边形OACB，其对角线OC就代表两个力的合力．量得OC长为3.5 cm，所以合力大小为：F＝3.5×100 N＝350 N 用量角器量得∠AOC＝30°，即合力沿两力夹角的平分线．;名师点睛：这类题的典型错误有(1)用作图法求合力时，标度不一致；(2)忘记求合力的方向，本题求的是合力，而不是合力的大小，不仅要求出合力的大小，还要求出合力的方向． 比较两种求合力的方法可以看出，用作图法求合力，虽然简单快捷，但准确度不高；用计算法求合力，由于受到数学知识的限制，目前只能在直角三角形中进行计算，遇到非直角三角形时，要转化为直角三角形进行计算．;变式训练;A．F　　　　　　　 B．F/2 C．F＋mg