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《科学探究:力的合成》力与平衡PPT(第1课时力的合成)

发布于:2020-05-03 14:12:56

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高中必修一
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《科学探究:力的合成》力与平衡PPT(第1课时力的合成)

第一部分内容:学习目标

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,知道矢量与标量的根本区别.

3.理解合力与分力的关系,掌握求合力的方法.

... ... ...

科学探究力的合成PPT,第二部分内容:新知探究

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_________或者它们的作用线相交于_________,这几个力叫共点力.

2.合力:几个共点力共同作用产生的_________可以用一个力代替,则这个力叫做那几个力的_________,那几个力叫这个力的分力.

3.力的合成:求几个力的_________叫做力的合成.

二、平行四边形定则

1.平行四边形定则:以表示互成角度的两共点力的有向线段为_________作平行四边形,则两邻边间的_________所对应的这条有向线段就表示这两个共点力的合力_________和_________.

2.两个以上的力的合成方法:用__________定则求其中两个力的合力,然后用平行四边形定再求这个合力与第三个力的合力,直到把所有外力都合成为止,最后得这些力的合力.

(1)作用在同一物体上的几个力一定是共点力.(  )

(2)作用在物体上同一点的力才是共点力.(  )

(3)两个共点力共同作用的效果与其合力作用的效果相同.(  )

(4)力的合成有时用平行四边形定则,有时用三角形定则,二者是不同的.(  )

(5)合力比每个分力都要大.(  )

(6)两分力大小一定,则夹角越大,合力越大.(  )

(1)“曹冲称象”是大家都很熟悉的一个典故.请思考:

曹冲根据什么判断大象和船上石头的重力相等?其中包含什么思想方法?请你结合生活经验再举一个相似的例子.

(2)合力一定比分力大吗?两个大小一定的力F1和F2,其合力何时最大?何时最小?

提示:(1)在船的吃水线相同的情况下,一头大象的重力与一堆石头的重力相当.其中包含了等效替代的思想方法,即一头大象和一堆石头的作用效果相同.举例:一桶水可以由一个成年人单独提起,也可以由两个小孩共同提起.

(2)不一定.合力可能比分力大,也可能比分力小,还可能合力与分力大小相等;两个力同向的合力最大为F1+F2,反向时合力最小为|F1-F2|.

... ... ...

科学探究力的合成PPT,第三部分内容:师生互动

思考下列几种情况下,小车受到的合力.(假设F1>F2)

(1)两个人向反方向拉车

(2)一人推车,一人拉车

(3)两个人互成角度拉车

[要点提示] (1)F1-F2 (2)F1+F2

(3)F1-F2≤F≤F1+F2

【核心深化】

1.合力与分力的“三性”

2.合力与分力的大小关系

两分力大小不变时,合力F随两分力夹角θ的增大而减小,随θ的减小而增大.(0≤θ≤180°)

(1)两分力同向(θ=0)时,合力最大,F=F1+F2,合力与分力同向.

(2)两分力反向(θ=180°)时,合力最小,F=|F1-F2|,合力的方向与较大的一个分力的方向相同.

(3)合力的取值范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2.

关键能力1 合力与分力的关系

(多选)关于F1、F2及它们的合力F,下列说法中正确的是(  )

A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同

B.两力F1、F2一定是同种性质的力

C.两力F1、F2一定是同一个物体受到的力

D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力

关键能力2 二力合成的范围

(多选)两个共点力的大小分别为F1=6 N,F2=10 N,则它们的合力可能为(  )

A.3 N   B.5 N

C.10 N D.20 N

关键能力3 三力合成的范围

有三个力,大小分别为13 N、3 N、29 N.那么这三个力的合力最大值和最小值应该是(  )

A.29 N,3 N B.45 N,0 N

C.45 N,13 N D.29 N,13 N

力的合成范围分析的三点注意

(1)共点的两个力F1、F2的合力的取值范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2.

(2)三力合成时,若第三个共点力的大小在这一范围内,那么这三个力的合力可以为零.

(3)最小值的计算时,易受思维定式的影响,仍像求最大合力一样,把三个力限定在一条直线上考虑三个共点力的最小合力,从而导致错误.  

【达标练习】

1.大小分别为5 N、7 N和9 N的三个力合成,其合力F大小的范围为(  )

A.2 N≤F≤20 N  B.3 N≤F≤21 N

C.0≤F≤20 N D.0≤F≤21 N

2.如图所示为两个共点力的合力F随两个共点力间的夹角θ变化的图像,则这两个力的大小分别为(  )

A.1 N和4 N B.2 N和3 N

C.1 N和5 N D.2 N和4 N

求合力的方法

【核心深化】

1.作图法

根据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形,然后用测量工具测量出合力的大小、方向,具体思路如下:

2.计算法

(1)两分力共线时

①若F1、F2两力同向,则合力F=F1+F2,方向与两力同向.

②若F1、F2两力反向,则合力F=|F1-F2|,方向与两力中较大者同向.

(2)两分力不共线时:可以根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图,然后由几何知识求解对角线,即为合力.以下为求合力的三种特殊情况:

关键能力1 两个力的合成

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450 N的拉力,另一个人用了600 N 的拉力,如果这两个人所用拉力的夹角是90°,求它们的合力.

[思路点拨] 人的拉力是牌匾受到的两个力,明确了它们的大小和方向,可用作图法或计算法求出合力.

... ... ...

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力与平衡 科学探究力的合成 力的合成
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