3.4力的合成(一)課件-高一上學期物理教科版

第三章相互作用3.4力的合成(一)少聰察岐嶷，生五六歲，智意所及，有若成人之智。時孫權曾致巨象，太祖欲知其斤重，訪之群下，咸莫能出其理。沖曰：“置象大船之上，而刻其水痕所至，稱物以載之，則?？芍??！碧鎼?，即施行焉。聰明的曹沖所用的方法是“等量替換法”GOGO1.請作出圖甲中小球所受力的示意圖及圖乙中水桶和圖丙電燈所受重力的示意圖，延長各力的作用線，觀察三個物體受力有什么共同點？GNFTO三個物體所受力的作用線都能夠相交于一點共點力甲乙丙合力和分力2.某班師生在植樹節(jié)給樹澆水，如圖所示，老師一人提著一桶水到現(xiàn)場，放下桶，然后小娟、小明共同提起該桶，準備給樹澆水，老師的拉力為F，小娟、小明作用在桶上的力分別為F1、F2。(1)F與F1、F2共同作用的效果相同嗎？等效(2)判斷力F、F1、F2中哪些力是分力，哪些力是合力。相同F(xiàn)為F1和F2的合力，F(xiàn)1和F2為F的分力。[梳理與總結]1.合力與分力：如果力F的作用效果與力F1和F2共同作用的

相同，我們稱F為F1和F2的

，F(xiàn)1和F2為F的

。2.力的合成：求幾個力的

的過程。3.共點力：作用于物體上

，或者作用在同一物體上且力的作用線

的幾個力。分力F1、F2、F3……合力F等效替代力的合成力的分解同一點相交于同一點效果合力分力合力一個靜止的物體，在某平面上受到5個力作用，你能判斷它將向哪個方向運動嗎？如何解決這個問題呢？

1個力等效替代無法直接判斷物體將向哪個方向運動；如果能找到一個力的單獨作用替代這5個力的共同作用，而效果不變，即可判斷出物體將向哪個方向運動。1.如圖所示，假設有兩個力作用在同一物體上，且作用在一條直線上，F(xiàn)1＝40N、F2＝30N，你能求出這兩個力的合力嗎？F1＝40NF2＝30NF1＝40NF2＝30NF合

=70NF合=10N方向與兩個力同向，水平向右F合=F1+F2=70N方向與較大的力同向，水平向左F合=|F1-F2|=10N2.在圖中，假設這桶水的總重力是100N，大人和兩個小孩提這桶水時，這桶水都處于靜止狀態(tài)。如果大人提這桶水時用力的大小為F，兩個小孩提這桶水時用力的大小分別為F1、F2，那么F的大小是多少？F1和F2兩個數(shù)值相加是否等于F?100N不等于(1)合力與分力都是客觀存在的力。(

)(2)合力F一定與其分力的作用效果相同。(

)(3)合力與分力同時作用于物體上。(

)(4)兩分力一定是同一物體受到的力。(

)×√×√[實驗探究]閱讀課本第78-79頁，結合以下問題，設計本實驗方案：(1)如何提供合力與分力？如何保證合力與分力的作用效果相同？(2)實驗中需要用到哪些儀器？(3)在實驗過程中，需要記錄哪些數(shù)據(jù)？如何記錄？(4)如何處理記錄下來的信息？實驗：探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律等效替代1.實驗原理一個力F可以把橡皮筋末端的小圓環(huán)拉到某點，兩個力F1、F2共同作用，也能把橡皮筋末端的小圓環(huán)拉到

，F(xiàn)與F1和F2共同作用的

相同，則F是F1和F2的合力。分力合力F1F2F同一點效果木板白紙三角板圖釘帶繩套的橡皮條鉛筆彈簧測力計2.實驗器材F1=10.0NF2=6.8NF合=12.8NO2N3.實驗步驟F

1.00N力的圖示初步驗證猜想正確，猜想的合力F′與實際測量的合力F，大小近似相等，方向幾乎重合4.注意事項(1)小圓環(huán)位置O點①定位O點時要力求準確；O點為小圓環(huán)圓心在白紙上的投影點。(若實驗器材中沒有小圓環(huán)，則用繩子與橡皮筋的結點代替小圓環(huán))②同一次實驗中橡皮筋拉長后的O點必須位于同一位置。(2)拉力①用彈簧測力計測拉力時要使拉力沿彈簧測力計軸線方向；②應使橡皮筋、彈簧測力計和小圓環(huán)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)；③兩個分力F1、F2間的夾角θ不宜太大或太小。F1、F2所拉的兩根細繩適當長一些，記錄細繩方向的兩點要盡量遠些。(3)作圖①在同一次實驗中，選定的比例要相同；②嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力。(1)彈簧測力計使用前沒調(diào)零會造成誤差。(2)實驗時彈簧測力計的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間有摩擦力會造成誤差。(3)兩次測量拉力時，小圓環(huán)沒有拉到同一點會造成誤差。(4)兩個分力的夾角太小或太大以及F1、F2數(shù)值太小，應用平行四邊形定則作圖時，都會造成偶然誤差。5.誤差分析1.(2023·涼山高一期末改編)某同學在做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時，將橡皮筋用輕質(zhì)彈簧AA′替代。(1)實驗時的主要步驟是：A.把彈簧的一端A′固定在方木板上。將三段不可伸長的細繩的一端分別掛在彈簧的A端和彈簧測力計甲、乙的掛鉤上，另一端拴結在一點；B.用兩個彈簧測力計互成角度地拉彈簧，穩(wěn)定后，記錄下結點的位置O，并記錄兩個彈簧測力計的示數(shù)和_____________________；標記出OB、OC的方向C.按選好的標度，作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力F；D.只用一個彈簧測力計拉細繩，將結點__________________，記錄彈簧測力計的示數(shù)和細繩的方向，按同一標度作出這個力F′的圖示；E.比較F和F′的大小和方向，看它們是否在實驗誤差允許范圍內(nèi)相同，得出結論。拉至同一位置O點(2)F和F′中，一定沿AA′方向的是____。F′(3)同學們發(fā)現(xiàn)，力F′單獨作用，與F1、F2共同作用的效果是一樣的，所以F′等于F1、F2的合力。本實驗采用的科學方法是____。A.理想實驗法 B.等效替代法C.控制變量法 D.建立物理模型法B(4)對于這個實驗，下列說法正確的是____。A.用兩個彈簧測力計拉細繩時，兩彈簧測力計間的夾角越大越好B.細繩OB、OC要適當長一些，標記同一細繩方向的兩點要適當遠一些C.為了實驗盡可能精確，作力的圖示時，標度應盡量短一些B2.某同學用如圖甲所示的裝置“探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律”。將一木板豎直放在鐵架臺和輕彈簧所在平面后，其部分實驗操作如下，請完成下列相關內(nèi)容：(1)如圖甲，在木板上記下懸掛兩個鉤碼時彈簧末端的位置O；(2)卸下鉤碼然后將兩細繩套系在彈簧下端，用兩只彈簧測力計將輕彈簧末端拉到同一位置O，記錄細繩套AO、BO的_____及兩彈簧測力計相應的讀數(shù)。圖乙中B彈簧測力計的讀數(shù)為_____N；方向(3)該同學在坐標紙上畫出兩彈簧測力計拉力FA、FB的大小和方向，如圖丙所示，請在圖丙中作出FA、FB的合力F。(4)通過第(3)問作出的圖可得出什么結論：__________________________________________________________。在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，兩共點力的合成遵循平行四邊形定則一：合力與分力等效替代共點力