高中物理【力的合成】人教版经典课件

能为零的是( )
A．5 N、7 N、8 N
B．5 N、2 N、3 N
C．1 N、5 N、10 N
D．10 N、10 N、10 N
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
解析 三力合成，若其中两力的合力与第三力大小相等、方向相反，就可以 使这三个力合力为零，只要使第三力在其他两个力的合力范围内，就可能使合力 为零，即第三力 F3 满足：|F1－F2|≤F3≤F1＋F2。分析各选项中前两力合力范围。 A 选项，2 N≤F 合≤12 N，第三力在其合力范围内；B 选项，3 N≤F 合≤7 N，第 三力在其合力范围内；C 选项，4 N≤F 合≤6 N，第三力不在其合力范围内；D 选项，0≤F 合≤20 N，第三力在其合力范围内。故 A、B、D 项中的三力的合力 可能为零。
[解析] (1)作图法。如下图图甲所示，自 O 点引两条有向线段 OA 和 OB，
相互间夹角为 60°，设每单位长度代表 100 N，则 OA 和 OB 的长度都是 3 个单位
长度，作出平行四边形 OACB，其对角线 OC 就表示两个拉力 F1、F2 的合力 F。
量得 OC 长 5.2 个单位长度，故合力 F＝5.2×100 N＝520 N。用量角器量得∠AOC
④F 可能垂直于 F1 或 F2
A．①③
B．②③
C．①②
D．①④
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
解析 若 F1 和 F2 的大小不变，θ 角越小，合力 F 越大，故①正确；由力的 合成方法可知，两力合力的范围为|F1－F2|≤F 合≤F1＋F2，故合力有可能大于任 一分力，也可能小于任一分力，还可能与两个分力都相等，故②错误；如果夹角
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
2．三个力的合力的最大值与最小值 (1)合力的最大值 设三个力的大小分别为 F1、F2、F3，其合力的最大值为 Fmax＝F1＋F2＋F3。 (2)合力的最小值 设三个力的大小分别为 F1、F2、F3，则： ①三个共点力如果能构成三角形，则合力的最小值为 0，能构成三角形的意 思就是某一力大于另外两力之差小于另外两力之和。 ②若三个力不能构成三角形，则最小值为最大力减去另外两个较小力。
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
二、力的合成与分解 阅读教材，并回答： 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。
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
3．若两个力成任意夹角时，如何求合力？ 教材图 3.4-3“探究两个互成角度的力的合成规律”实验 (1)实验目的是什么？
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地面上，如图所示，如果钢 丝绳与地面的夹角均为 60°，每条钢丝绳的拉力都是 300 N，试用作图法和计算 法分别求出两根钢丝绳作用在电线杆上的合力。
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
＝∠BOC＝30°，所以合力方向竖直向下。
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
(2)计算法。先作出力的平行四边形如图乙所示，由于两个力 F1、F2 大小相 等，故作出的平行四边形是一个菱形。由几何关系易得合力 F＝2F1 cos 30°＝ 300 3 N≈520 N，方向竖直向下。
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
若两力的大小分别为 F1＝3 N、F2＝10 N，则它们的合力大小可能
为( )
A．1 N
B．5 N
C．11 N
D．15 N
[解析] 由题意可知，合力的最小值为 7 N，最大值为 13 N，则合力的大小 为 7 N≤F 合≤13 N，故选 C。
答：由测力计的示数读出力的大小，沿细绳在平板上记下两点，两点与圆心 的连线即为力的方向。
(4)实验过程中需要记录哪些实验数据？ 答：记录合力与分力的大小和方向、圆心的位置。 (5)采用什么方法可以直观地描述出力的大小、方向和作用点？
答：力的图示法。
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物理·必修 第一册(配RJ版)
不变，F1 大小不变，只要 F2 增大，合力 F 可能减小，也可能增大，如图甲所示， F2 从 A 增加到 C，合力先减小后增大，故③错误；F 可能垂直于 F1 或 F2，如图 乙所示，故④正确。
答案 D
甲
乙
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
1．(多选)物体同时受到同一平面内三个共点力的作用，下列几组力的合力可
D．12 N
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物理·必修 第一册(配RJ版)
解析 F1、F2 为两个相互垂直的共点力，合力的大小 F 等于 5 N，所以根据 勾股定理可得 F2＝ F2－F21＝4 N，两力合成时合力范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2， 即 1 N≤F≤7 N，故选 AB。
答案 AB
4．结合实验过程请思考： (1)观察合力是否等于两个分力的大小之和？力的合成是不是简单的相加 减？ 答：否。不是。 (2)这两个力的合力可能与这两个力的什么因素有关？
答：跟两个分力的大小及两分力间的夹角有关。
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
(3)在数学上，要确定三条线段的关系，常常将它们归入到一个几何图形中去 进行分析比较，据此请思考：合力与两个分力间存在什么关系？
[答案] 520 N，方向竖直向下
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
●规律总结 计算法求合力常用的几何知识
(1)应用直角三角形中的边角关系求解，用于平行四边形的两边垂直或平行四 边形的对角线垂直的情况。
(2)应用等边三角形的特点求解。 (3)应用相似三角形的知识求解，用于力的矢量三角形与几何三角形相似的情 况。
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力的合成
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第三章 相互作用——力
目 录
CONTENTS
01 预 习 案
物理·必修 第一册(配RJ版)
02 探 究 案 03 提 升 案
04 知 能 达 标 训 练
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
[学业要求与核心素养] 1．知道合力、分力、力的合成、力的分解的概念。 物理观念 2．进一步理解矢量、标量的概念。 科学思维 会用图解法和计算法求合力。
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01
预习案 必备知识·问题导学
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第三章 相互作用——力
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一、合力与分力
阅读教材，并回答：
生活中有很多事例：两个力或者多个力共同作用的效果与某一个力单独作用
产生的效果相同，如图所示。
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第三章 相互作用——力
答：合力可能大于、等于、小于每个分力。
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[概念·规律] 平行四边形定则
平行四边形定则：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。
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02
探究案 关键能力·互动探究
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探究点一 合力与分力
[交流讨论] 阅读本节教材“练习与应用”第 1 题： (1)F1、F2 的合力最大值和最小值各多大？ 两个力的合力范围怎么表示？ 答：12 N,8 N。 (2)若两个大小确定、但方向未定的力 F1、F2，当它们之间的夹角由 0 逐渐 增大到 180°的过程中，合力如何变化？合力一定比分力大吗？
答：减小，不一定。
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第三章 相互作用——力
[归纳总结]
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1．合力与分力的大小关系
两个力的合成
最大值 最小值
两分力同向时，合力最大，Fmax＝F1＋F2 两分力反向时，合力最小，Fmin＝|F1－F2|，其方向与较大的一个分 力方向相同
合力范围 说明
|F1－F2|≤F≤F1＋F2 ①夹角 θ 越大，合力就越小；②合力可能大于某一分力，也可能小 于某一分力
第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
多个共点力合成的方法 利用平行四边形定则，先求出任意两个力的合力，如图所示，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。
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
三、矢量和标量 1．矢量：既有大小，又有方向，合成时遵守__平__行__四__边__形__定__则____的物理量。 2．标量：只有大小，没有方向，求和时按照__算__术__法__则____相加的物理量。
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[概念·规律] 合力与分力
1．合力：一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力 叫作那几个力的__合__力____。
2．分力：几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力 叫作那个力的__分__力____。
答：探究分力与合力的关系。
(2)实验中，怎样保证分力 F1、F2 产生的效果与合力 F 产生的效果相同？ 答：每次使橡皮筋沿同一方向伸长相同的长度，即每次使汇力圆环与平板上 的定位圆重合。
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第三章 相互作用——力
物理·必ຫໍສະໝຸດ Baidu 第一册(配RJ版)
(3)如何测量合力 F 和分力 F1、F2 的大小？如何确定合力 F 和分力 F1、F2 的方向？
答案 ABD
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探究点二 合力的求解
[交流讨论] 1．通过本节教材例题的分析，求合力的方法有作图法和计算法，各有何优 缺点？ 答：作图法直观但不精确，计算法结果精确。
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第三章 相互作用——力
2．试求以下各力的合力 F：
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答：(1)10 3 N (2)10 N (3)5 N (4)15 N
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第三章 相互作用——力
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[归纳总结] 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，具体操作流程如下：
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第三章 相互作用——力
[答案] C
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[变式训练]
1．(多选)若 F1、F2 为两个相互垂直的共点力，F 是它们的合力。已知 F1 的
大小等于 3 N，F 的大小等于 5 N。若改变 F1、F2 的夹角，则它们的合力的大小
还可能是( )
A．3 N
B．4 N
C．8 N
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第三章 相互作用——力
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2.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。(已知 sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)
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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|，方向与两力中较大的同向。 (2)两分力不共线时： 可以根据平行四边形定则作出力的示意图，然后由几何关系求解对角线，其 长度即为合力大小。
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第三章 相互作用——力
物理·必修 第一册(配RJ版)
2．若在例题中，两个力 F1＝3 N 和 F2＝10 N 的夹角为 θ，两力的合力为 F，
以下说法正确的是( )
①若 F1 和 F2 的大小不变，θ 角越小，合力 F 越大
②合力 F 总比分力 F1 和 F2 中的任何一个力都大
③如果 θ 角不变，F1 的大小不变，只要 F2 增大，合力 F 就必然增大