高一物理教案 力的合成

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一、力的合成

1.當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用時(shí),可以求出這樣一個(gè)力,這個(gè)力產(chǎn)生的效果跟原來幾個(gè)力的共同效果 ,這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的 ,原來的幾個(gè)力叫做 。合力和幾個(gè)分力的關(guān)系是“等效替代”.

2.求幾個(gè)力的合力的過程,叫 .

3.在探究求合力的實(shí)驗(yàn)中,要注意以下幾點(diǎn):

(1)要把拉線的方向描在木板的白紙上,用來表示 ;

(2)有彈簧測力計(jì)讀出各個(gè)力的大小,用力的圖示法畫出F1、F2、F;

(3)用虛線把F1、F2、F的箭頭端連接,得到的圖形是 ;

(4)探究結(jié)論:力的合成遵從 定則.

4.兩個(gè)力合成時(shí),以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作 ,這兩個(gè)鄰邊之間的 就代表合力的大小和方向,這個(gè)法則叫做 .

5.如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或多個(gè)力的作用,這些力共同作用在 ,或者雖不作用在同一點(diǎn),但它們的 交于一點(diǎn),這樣的一組力叫共點(diǎn)力。力的合成的平行四邊形定則只適用于共點(diǎn)力.

【參考答案】1.相同;合力;分力 2.力的合成 3.分力的方向;平行四邊形;平行四邊形定則 4.平行四邊形;對角線;平行四邊形定則 5.同一點(diǎn)上;延長線

☆典型例題

例1 力F1=4N方向向北,力F2=3N方向向東,求這兩個(gè)力的合力的大小和方向.

解析:用1cm長的線段代表1N,作出F1的線段長3cm,F(xiàn)2的線段長4cm,并標(biāo)明方向,如圖1所示.

以F1和F2為鄰邊作平行四邊形,連接兩鄰邊所夾角的對角線.

用刻度尺量出表示合力的對角線長度為5.1cm,所以合力的大小F=1N×5.1=5.1N.

用量角器量得F與F2的夾角α=37°,即合力的方向?yàn)闁|偏北37°.

說明:用圖解法時(shí),應(yīng)先確定力的標(biāo)度,在同一幅圖上的各個(gè)力都必須采用同一個(gè)標(biāo)度,并且分力、合力的比例要適當(dāng),虛線、實(shí)線要分清,圖解法簡單、直觀、但不夠精確。

例2 用計(jì)算法重解例1:

解析:利用平行四邊形定則,作出力的示意圖,如圖4所示,

其對角線F為合力.則

由tanα=3/4,故α=37°.

注意:計(jì)算法是把復(fù)雜的矢量運(yùn)算轉(zhuǎn)化為幾何上的邊角的計(jì)算,在精確求解時(shí)常常采用這種方法.

例3 用矢量三角形法重解例1:
解析:利用三角形定則作圖,如圖5所示

合力

由tanα=3/4,故α=37°.

注意:運(yùn)用三角形法時(shí),關(guān)鍵是弄清楚分力或合力與三角形的各邊的對應(yīng)關(guān)系.

☆隨堂練習(xí)

1.關(guān)于合力與兩個(gè)分力的關(guān)系,正確的是 ( )

A. 合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力

B. 合力的大小隨分力夾角的增大而增大

C. 合力的大小一定大于任意一個(gè)分力

D. 合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力

2.我國舉重運(yùn)動(dòng),是在世界級大賽中多次摘金奪銀的傳統(tǒng)體育項(xiàng)目。在舉重運(yùn)動(dòng)中,舉重運(yùn)動(dòng)員在抓舉比賽中,為了減少杠鈴上升的高度和發(fā)力,抓握杠鈴的兩手間要有較大的距離,使兩臂上舉后兩臂成鈍角。手臂伸直后所受力沿手臂方向.一質(zhì)量為75kg的運(yùn)動(dòng)員,在舉起125kg的杠鈴時(shí),兩臂成1200角(如圖1所示)。此時(shí),運(yùn)動(dòng)員的每只手臂對杠鈴的作用力及運(yùn)動(dòng)員對地面的壓力大小分別為( ) ( )

A.F=1250N, B. F=1250N,

C. F=625N , D. F=722N,

3.如圖4(甲)所示,為雜技表演的安全網(wǎng)示意圖,網(wǎng)繩的結(jié)構(gòu)為正方形,O、a、b、c、d……等為網(wǎng)繩的結(jié)點(diǎn).安全網(wǎng)水平張緊時(shí),若質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從高處落下,并恰好落在O點(diǎn).該處下凹至最低點(diǎn)時(shí),網(wǎng)繩dOe、bOg均成 向上的張角,如圖5(乙)所示,此時(shí)O點(diǎn)受到向下的沖力大小為F,則這時(shí)O點(diǎn)周圍每根繩承受的力的大小為 ( )

A. F B. F/2 C. F+mg D. (F+mg)/2

4.三個(gè)夾角互為 的共面力作用于一點(diǎn),大小分別為20、30和40N,求這三個(gè)力的合力.

5.在奧運(yùn)場上,蛙泳時(shí),運(yùn)動(dòng)員的雙腳向后蹬水,水受到向后的作用力,則人受到向前的作用力,這就是人體獲得的推進(jìn)力。但是,在自由泳時(shí),運(yùn)動(dòng)員下肢上下打水,為什么能獲得向前的推進(jìn)力呢?試說明其力學(xué)原理。

【參考答案】

1. D

2.A 解析:對運(yùn)動(dòng)員和杠鈴,整體處于平衡,有: ;對杠鈴,受力如圖所示,杠鈴處于平衡,所以, ,可得: 正確選項(xiàng)為A。

3.B 解析:因dOe、bOg均成 向上的張角,所以每根繩中的拉力大小相等,設(shè)為T.又根據(jù)力的合成原理知,dO、eO的合力等于為T,bO、gO的合力等于為T,所以,對O點(diǎn)有: ,T=F/2。

4.解析:作出題中三個(gè)力的圖,如圖所示,其中20N的力用(30-10)N等效代換,40N的力(30+10)N等效代換,則立即可知合力

.

5.解析:如圖所示,由于雙腳與水的作用是傾斜的,故雙腳對水的作用是斜向下的,根據(jù)“力的作用是相互的”,水對雙腳的作用力是斜向上的。其中P的分力 和Q的分力 即為下肢獲得的推動(dòng)力。當(dāng)然,自由泳的向前推進(jìn)力還來自手的劃動(dòng).

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