课件16张PPT。1 + 1 = 2矢量合成第五章 第1节 力的合成F=F1-F2F=F1+F2+F3+……
同一直线上力的合成互成角度 力的合成当一个力产生的效果和几个力产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力就叫做分力共点力
合力
分力什么是等效??探讨合力F与分力F1F2之间的关系平行四边形定则——矢量合成的法则ks5u精品课件友情提醒1、弹簧秤的使用:
①使用前要先调到零点②弹簧秤伸长方向和所测拉力方向要一致即应保持与木板平行 ③读数时要正视,按有效数字正确读数和记录④弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生磨擦
2、如何做到合力与两个分力效果相同,是实验的关键
3、两个分力的起始夹角a不宜太大1、O点位置对实验有没有影响?
2、怎样确定合力以及两个分力的大小、方向呢?
3、如何表达合力以及两个分力的大小、方向呢?
4、如何验证,得出结论?
……交流利用分力F1、F2由平行四边形法则,画出的合力F总在实际的合力F′ 左侧或右侧反思1、弹簧秤的精度不同(如何减小此原因引起的误差?)
2、用两个测力计拉橡皮条时,橡皮条、细绳和测力计不在同一个平面内(?)
3、结点O的位置和两个测力计的方向画得不准,造成作图的误差。4、两个分力的起始夹角a太大或太小,作出的平行四边形都会较扁,造成较大的误差。
5、作图比例不恰当造成作图误差。
……
有这种情况很正常,一个规律的得出,是由很多人在很长时间里,进行了许多次实验,才能总结出来,并要经得起实践检验。
因此,一个规律,并不是通过一次实验就能得到的。结论 互成角度的两个力的合成,不是简单的代数相加减,而是遵循平行四边形定则,即以两个分力F1、F2为邻边做平行四边形,合力F的大小就可以用这两个邻边之间的对角线表示。一切的矢量合成都遵循上述规则。平行四边形法则ks5u精品课件今天你有收获吗?习题岸边两人同时用力拉小船,两力的大小和方向如图,请求出这两个力的合力讨论1、合力F总是大于原来两个分力?什么情况下合力最大?什么情况下合力最小?2、合力的大小和方向如何随原来两个力夹角的改变而改变?作业P83 1、3课件20张PPT。第2 节 力的分解力的分解◆什么是力的分解◆力应该怎样分解◆能解决什么问题◆力为什么要分解什么是力的分解★用几个分力来等效替代一个力1★求一个力的分力叫做力的分解一、力的分解 求一力的分力叫做力的分解。二、力的分解也遵守平行四边形定则 因为分力的合力就是原来被分解的那个力,
所以力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平
行四边形定则。力 的 分 解2力为什么要分解★通过力的分解,可以求出一个力的两个效果★通过力的分解,可以使关系由复杂变得简单3力应该怎样分解★是由研究的问题所决定的,选择的分解方法要有利于问题的解决。一般情况下,要选择按力的实际作用效果进行分解能解决什么问题4G1= G sinθG2= G cosθ例题:把一个物体放在倾角为θ的斜面上,物体受到竖直向下的重力,但它并不能竖直下落。从力的作用效果看,应该怎样将重力分解?两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系?θF例1:放在水平地面上的物体受到一个斜向上方的拉力F的作用,且F与水平方向成θ角,如图所示.怎样把力F按其作用效果分解?它的两个分力的大小、方向如何?4θG能解决什么问题练一练:从力的作用效果看,应该怎样将重力分解?两个分力的大小与斜面的倾角有什么关系?(忽略一切摩擦)4能解决什么问题问题:轻杆受到的压力和细绳受到的拉力分别为多大?2.已知合力和一个分力的大小和方向 有唯一解三、有条件限制的力的分解:1.已知两分力的方向来分解力(力的方向按力所
产生的实际作用效果来确定)有唯一解4.已知合力F及一个分力的大小F2和另一个分力F1的
方向①当F2F时,一组解能解决什么问题3解:θ/23◇为什么四两可以拨千斤?能解决什么问题3★为什么刀刃的夹角越小越锋利?能解决什么问题OF·赵州桥 练习1:拱桥水滑梯课件62张PPT。第3节 力的平衡 平衡条件的应用1.知道平衡状态和共点力的平衡条件.
2.知道稳度的概念和影响稳度大小的因素.
3.会利用共点力平衡的条件解答平衡问题.
4.了解静态平衡、物体在某方向的平衡.1.猴子能够轻松地倒挂在树枝上,当其倒挂在树枝上静止时,下列说法正确的是( )
A.树枝对猴子的作用力和猴子所受的重力是一对平衡力
B.猴子对树枝的作用力和猴子所受的重力是一对平衡力
C.猴子对树枝的作用力和树枝对猴子的作用力是一对平衡力
D.猴子很轻,其重力不需要平衡就能静止在空中
【答案】 A【解析】 可以先将F1、F2两个力进行合成,合力为8 N,方向向右,木块处于静止状态,所以木块还受到向左的摩擦力8 N.撤去F1后,木块受2 N的推力,方向向左, 所以木块受2 N的摩擦力,方向向右,水平方向合力为零.故正确答案为D.
【答案】 D1.什么是平衡状态?
2.物体处于平衡状态的条件是什么?
3.有哪些有用的推论?
4.什么叫物体的静态平衡?一、共点力作用下物体的平衡条件
1.平衡状态和共点力平衡
(1)平衡状态:物体_________或______________的状态.
(2)共点力的平衡:物体受到________作用,且处于____________________状态.2.平衡条件
(1)共点力平衡条件:物体所受共点力的______为零,即_______.
(2)平衡条件的推论
物体受几个力而平衡,其中任意一个力与其他几个力的合力必然大小______、方向______,且作用在_____________.表示这个物体所受力的矢量首尾相接可构成一_____________.二、平衡的种类和稳度
1.平衡的种类及特点2.稳度概念及影响稳度的因素
(1)稳度:物体的_________.
(2)影响因素:重心的_____和支持面的_____,重心越____,支持面越大,稳度就越大.1.将两脚左右分开,使两足间的距离约为30 cm左右.你能从双脚站立不变姿势地改为单足站立吗?试一试,并说明可能或不可能的原因.仔细体验一下,你是如何从双足站立而变为单足站立的?【提示】 若保持双脚站立的姿势不变改为单足站立,是不可能的.因为两脚左右分开,使两足间的距离约为30 cm左右,人体的重心和人体在同一个竖直面上,重心的作用线大致落在两足中间.假设单足站立能够平衡,重心的作用线就转移到一只脚上,在保持姿势不变的情况下,是无法做到的.从双足站立而变为单足站立,身体应该逐渐倾斜,将重心转移到一只脚上.三、平衡条件的应用
1.物体的静态平衡:物体所受力的_____为零,处于______的平衡状态.
2.物体在某方向的平衡:运动的物体在某一方向上_________时,在该方向上处于_____状态.一、对物体的平衡状态的理解
1.从动力学的角度理解:处于平衡状态的物体所受的合外力为零,反过来物体受到的合外力为零,它一定处于平衡状态.
2.从运动学的角度理解
平衡状态的物体处于静止或匀速直线运动状态,此种状态其加速度为零.即处于平衡状态的物体加速度为零,反过来加速度为零的物体一定处于平衡状态.3.静态平衡与动态平衡
(1)静态平衡是处于静止状态的平衡,合力为零.
(2)动态平衡是匀速直线运动状态的平衡,合力为零.
4.平衡状态和平衡条件不同
(1)平衡状态指物体的匀速直线运动或静止状态,平衡条件是指要使物体保持平衡状态时,作用在物体上的力要满足的条件.
(2)力的平衡是作用在同一物体上的几个力所满足的一种关系,物体的平衡是物体所处的一种状态.力的平衡是物体平衡的条件,物体平衡是力的平衡的结果.(1)速度v=0,合力F合=0,物体处于平衡状态.
(2)速度v=0的时刻,F合≠0,物体不是处于平衡状态.1.物体在共点力作用下,下列说法中正确的是( )
A.物体的速度在某一时刻等于零时,物体就一定处于平衡状态
B.物体相对另一物体保持静止时,物体一定处于平衡状态
C.物体所受合外力为零时,就一定处于平衡状态
D.物体做匀加速运动时,物体处于平衡状态【解析】 本题考查对平衡状态的判断,处于平衡状态的物体从运动形式上是处于静止或匀速直线运动状态,从受力上看,物体所受合外力为零.某一时刻速度为零的物体,受力不一定为零,故不一定处于平衡状态,A错误;物体相对另一物体静止时,该物体不一定静止,如当另一物体做变速运动时,该物体也做变速运动,此时物体处于非平衡状态,故B错误;C选项符合平衡条件的判断,为正确选项;物体做匀加速运动,所受合外力不为零,所以不是平衡状态,故D错误,选C.
【答案】 C二、由平衡条件得出的结论
1.物体在两个力作用下处于平衡状态,则这两个力必定等大反向共线,是一对平衡力.
2.物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,任意两个力的合力与第三个力等大反向共线.
3.物体受N个共点力作用处于平衡状态时,其中任意一个力与剩余(N-1)个力的合力一定等大反向共线.
4.当物体处于平衡状态时,沿任意方向物体所受的合力均为零.【解析】 物体受重力mg、拉力T、支持力N和摩擦力f共同作用处于平衡状态,则四个力的合力为零,即有f与T的合力的大小等于重力和支持力的合力的大小,方向相反.
【答案】 C【解析】 在共点力作用下处于平衡状态的物体,必然同时具备两个特点:从运动状态来说,物体保持静止或匀速运动,加速度为零;从受力情况来说,合力为零.
显然,静止在粗糙斜面上的物体和匀速行驶的汽车都处于平衡状态,而沿光滑斜面由静止加速下滑的物体,加速度不等于零,不处于平衡状态,做自由落体运动的物体在刚开始下落时,尽管速度v=0,但加速度a=g≠0,合力F=G≠0,故也不处于平衡状态.
【答案】 AC判断物体是否处于平衡状态的方法:
(1)根据物体的运动状态(看运动状态是静止,还是匀速运动)
(2)根据物体的受力情况(看合力是否为零).1-1:下列说法中表明物体处于平衡状态的是( )
A.物体做匀速直线运动
B.物体静止
C.物体做匀加速直线运动
D.物体做匀变速直线运动【解析】 只有物体保持静止或物体做匀速直线运动(或物体的速度保持不变)才说明物体处于平衡状态.C选项中物体做匀加速直线运动和D选项中物体做匀变速直线运动速度的大小在变,所以不正确.正确选项为A、B.
【答案】 AB当T2达到最大值200 N时,mPg=115.6 N,T1=231.2 N>200 N.由此可看出,AC段绳的拉力达到最大值,BC段绳的拉力已经超过其最大承受拉力,在该条件下,BC段绳子早已断裂.从以上分析可知,C点悬挂物体的重力最多为100 N,这时BC段绳子即将拉断.【答案】 100 N BC处理平衡问题的物理思想方法:
(1)力的合成法
物体受三个共点力作用而平衡时,其中任意两个力的合力必跟第三个力等大反向共线.可利用力的平行四边形定则,根据正弦定理、余弦定理或相似三角形等数学知识求解.【答案】 A当板BC逐渐放至水平的过程中,N′1的方向不变,大小逐渐减小,N′2的方向发生变化,大小也逐渐减小;如右上图所示,由牛顿第三定律可知:N1=N′1,N2=N′2,故答案B正确.N′2=G/cos θ当板BC逐渐放至水平的过程中,θ逐渐减小,所以由上式可知,N′1减小,N′2也减小,由牛顿第三定律可知,
N1=N′,N2=N′,故答案B正确.
【答案】 B动态平衡问题的解题方法
(1)图解法:对研究对象进行受力分析,用平行四边形定则画出不同状态下力的矢量图,然后根据有向线段长度的变化判断各力的变化情况.
利用图解法解题的条件
①物体受三个力的作用而处于平衡状态.
②一个力不变,另一个力的方向不变,第三个力的大小、方向均变化.
(2)解析法:对研究对象的任一状态进行受力分析,列出平衡方程、写出函数关系式,再根据自变量的变化进行分析,得出结论.T3'是T1与T2的合力,且T3′=T3.在A点向上移动的过程中,T3的大小和方向都保持不变,T2′的方向保持不变.由图解法可知,当绳OA垂直于OB时,绳OA中的拉力最小,所以,绳OA的拉力先减小后增大,绳OB的拉力逐渐减小.
【答案】 BD在处理力的平衡问题的时候,受力分析和分步分段处理问题的思维习惯没有形成,凌乱的思路很容易导致错误的产生.质量为10 kg的物体放在水平面上,它与水平面间的动摩擦因数为0.2,在与水平方向成30°角的拉力F作用下匀速运动.求F的大小.(g=10 m/s2)【错因分析】 造成错解的原因主要有以下三个方面:(1)没有养成画受力图的好习惯;(2)片面地认为正压力就是重力;(3)不善于根据物理规律(定律、定理等)分步列出方程.
所谓正压力指垂直于接触面的相互挤压力,与重力没有必然的联系.如下图所示,甲中正压力与重力相等,乙中正压力小于重力,丙中正压力与重力无关.1.下列说法正确的是( )
A.只有静止的物体才处于平衡状态
B.只要物体的速度为零,它就一定处于平衡状态
C.只要物体的速度不等于零,它一定不处于平衡状态
D.只有加速度为零的物体才处于平衡状态【解析】 物体静止或物体做匀速直线运动就处于平衡状态,由运动学公式知a=0时,物体静止或做匀速直线运动,故处于平衡状态,平衡状态与速度大小无关,故A、B、C均错,D正确.
【答案】 D【答案】 D3.长方体木块静止在倾角为θ的斜面上,那么木块对斜面作用力的方向( )
A.沿斜面向下 B.垂直斜面向下
C.沿斜面向上 D.竖直向下【答案】 D【解析】 由平衡条件可得:F拉cos θ=mg,F拉sin θ=F风,可以看出B、D正确.
【答案】 BD5.如下图所示,水平传送带上放一物块,当传送带向右以速度v匀速传动时,物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态,此时弹簧的伸长量为Δx;现令传送带向右加速到2v,这时的弹簧的伸长量为Δx′.则关于弹簧前、后的伸长量,下列说法中正确的是( )A.弹簧伸长量将减小,即Δx′<Δx
B.弹簧伸长量将增加,即Δx′>Δx
C.弹簧伸长量在传送带向右加速时将有所变化,最终Δx′=Δx
D.弹簧伸长量在整个过程中始终保持不变,即始终Δx′=Δx
【答案】 D