高中物理必修第一册3-4-2第2课时力的合成和分解教学课件

(1)该成年人用的力与两个孩子用的力的作用效果是否相同？二者能 否等效替代？
(2)若桶和水总重100 N，两个小孩所施力的数值相加一定等于100 N 吗？
(3)两个孩子共提一桶水时，要想省力，两个人拉力间的夹角应大些 还是小些？为什么？
提示：(1)作用效果相同；两种情况下的作用效果均是把同一桶水提起来，能够 等效替代．
2．一个合力分解为一组分力的情况分析 (1)已知合力和两个分力的方向时，有唯一解．
(2)已知合力和一个分力的大小和方向时，有唯一解．
(3)已知合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时，若F 与F1的夹角为α，有下面几种可能：
①当F sin α<F2<F时，有两解，如图甲所示． ②当F2＝F sin α时，有唯一解，如图乙所示． ③当F2<F sin α时，无解，如图丙所示． ④当F2>F时，有唯一解，如图丁所示．
(2)两个小孩的力的合力大小等于桶和水的总重100 N，其所施力的数值相加不 一定等于100 N，根据平行四边形定则，通过作图法或计算法均可知，当两个小 孩所施的力成一定夹角时，两个力的数值相加大于100 N.
(3)夹角应小些．提水时两个孩子对水桶拉力的合力的大小等于一桶水所受的重 力，合力不变时，两分力的大小随着两个力之间夹角的减小而减小，因此夹角越 小越省力．
答案：D
目标二 力的分解及应用 【导思】 如图所示，已知力F，如果不加限制，可以分解出多少对分力？
提示：可以分解出无数多组分力．
【归纳】 1．力的分解
(1)力的分解也是矢量运算，且遵从平行四边形定则，是力的合成的 逆运算．
(2)如果对一个力的分解没有什么条件限制，那么这个力可以由无数 组分力来替代．
4．按下列要求作图． (1)已知力F及其一个分力F1，在图甲中画出另一个分力F2. (2)已知力F及其两个分力的方向，在图乙中画出两个分力F1和F2.
5．[2023·江苏南京高一上质量监测]如图所示，一条小船在河中向正 东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风作用，风力大小F1为100 N，方向为东偏南30°，为了使船受到的合力能恰沿正东方向，岸上
个力的合力的最小值和最大值分别为( )
A．0，1 200 N
B．100 N，1 200 N
C．200 N，1 000 N D．400 N，1 000 N
答案：A
解析：猎物受三个力作用，根据力的合成规律可知，三个力的合力的最大值为 1 200 N，最小值为0，A选项正确．
2．如图所示，三个大小相等的力F，作用于同一点O，则合力最大 的是( )
【情境思考】 如图所示，两个体重相同的人静止坐在秋千上，则图中哪个秋千的 绳子拉力大？
提示：小孩的重力和两根绳子拉力的合力等大反向．合力一定，两分力夹角越 大，分力越大，故乙秋千中绳子拉力大．
平行四边形定则演变为三角形定则
将两分力F1、F2首尾依次相接，则由F1无箭头一端指向F2有箭头一 端的有向线段所表示的力就是F.
0.8)( )
A．4 N
B．6 N
C．10 N
D．100 N
答案：A 解析：根据力的合成与分解，当F2与F1垂直时，F2最小，此时F2＝F sin 37°＝ 10×0.6 N＝6 N，所以不可能是4 N，故选A.
1．有三只豹子在抢食一猎物，三只豹子均沿水平方向用大小分别为
300 N、400 N和500 N的力拖动猎物．若豹子的方位不确定，则这三
一人用一根绳子拉船，问人至少要用多大的力？方向如何？
②如图所示：用作图法求F1、F2的合力F.
(2)计算法 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．
【典例】 例 1 岸边两人同时用力拉小船，两力的大小和方向如图所示．请分 别用作图法和计算法求出这两个力的合力．
例 2 某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的 四种情况中(坐标纸中每格边长表示1 N大小的力)，对物体所受的合外 力说法正确的是( )
答案：B
3．已知两个共点力的合力为50 N，分力F1的方向与合力F的方向成
30°角，分力F2的大小为30 N，则( )
A．F1的大小是唯一的 B．F2的方向是唯一的
C．F2有两个方向
D．F2可取任意方向
答案：C
解析：如图所示，以F的“箭头”为圆心，以F2的大 小为半径画一段圆弧，与F1所在的直线有两个交点， 因此F2有两个方向，F1的大小有两个值，C正确．
4．如果没有限制，同一个力F可以分解为___无_数____对大小、方向不 同的分力．
5．两个以上共点力的合力的求法：先求出任意___两__个___力的合力， 再求出这个合力跟第三个力的___合_力____，直到把所有的力都合成进去， 最后得到的结果就是这些力的合力．
二、矢量和标量 1．矢量：既有大小又有方向，相加时遵从___平_行__四__边__形_定__则___的物理 量． 2．标量：只有大小，没有方向，相加时遵从_算__术_法__则__的物理量．
【归纳】 1．力的合成和分解遵循的规律：平行四边形定则． 2．互成角度的二力合成 (1)当两个分力大小不变时，合力F随两分力夹角θ的增大而减小，合 力的大小取值范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2. (2)合力大小可能大于某一分力，可能小于某一分力，也可能等于某
一分力．
3．合力的求解方法 (1)作图法 ①基本思路
【典例】 例 3 如图所示，将一个力F＝10 N分解为两个分力，已知一个分力 F1的方向与F成30°角，另一个分力F2的大小为6 N，则在该力的分解 中( ) A．有唯一解 B．有两组解 C．有无数组解 D．无解
答案：B
例 4 如图所示，将一个已知力F分解为F1和F2，已知F＝10 N，F1与 F的夹角为37°，则F2的大小不可能是(sin 37°＝0.6，cos 37°＝
第2课时 力的合成和分解
一、力的合成和分解 1．力的合成：求_几__个__力__的_合__力___的过程． 2．力的分解：求__一_个__力__的_分__力___的过程．
3．平行四边形定则：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段 为___邻__边___作平行四边形，这两个邻边之间的__对__角_线___就代表合力的 大小和方向，如图所示，____F____表示F1与F2的合力．
1 多个力求合力的巧妙方法 (1)巧用分组：同一直线上的力优先分为一组，再对各力进行合成． (2)巧用特殊角：比如120°、60°等． (3)巧用对称：利用力的对称性，找出它们之间夹角的关系和分力的 关系，能抵消就抵消．
2 特殊情形下的合力 3个互成120°夹角的大小相等的力的合力为零．
目标一 力的合成及应用 【导思】 Fra Baidu bibliotek个成年人或两个孩子均能提起同一桶水，讨论并回答下列问题， 体会等效替代的物理思想．