河北省保定市涞水县义安镇高中物理 第三章 相互作用 3.4 力的合成课件 新人教版必修1

1、3.4 力的合成力的合成 情境情境2 2：一桶水，小孩需要二个人才能提起，而大人一桶水，小孩需要二个人才能提起，而大人 只需要一个就能很轻松地提起它，就力的作用效果只需要一个就能很轻松地提起它，就力的作用效果 而言，小孩与大人的作用效果是否一样？而言，小孩与大人的作用效果是否一样？ 情境情境1 1：小时候我们听说过曹冲称象的故事，他是小时候我们听说过曹冲称象的故事，他是 怎样称出大象的重量的？怎样称出大象的重量的？ 今天我们学习力今天我们学习力 的合成，将接触一种的合成，将接触一种 很重要的物理思想方很重要的物理思想方 法法 等效代替。等效代替。 生活中的等效替代生活中的等效替代 F1 F2

2、G=200N G=200N F 1 1、合力和分力、合力和分力 如果几个力同时作用时产生的作用效果与某如果几个力同时作用时产生的作用效果与某 一个力单独作用的一个力单独作用的效果相同效果相同，则这，则这一个力一个力就叫那就叫那 几个力的几个力的合力合力，那几个力叫这，那几个力叫这一个力的分力一个力的分力。 一几个基本概念一几个基本概念 2 2、力的合成：、力的合成：求几个力的合力。求几个力的合力。 等效思想等效思想 分力合 力 等效代替 力的合成 二、共点力和非共点力：二、共点力和非共点力： 几个力如果几个力如果 都作用在物体的都作用在物体的 同一点上，或者同一点上，或者 它们的作用线相它们的

3、作用线相 交于同一点上，交于同一点上， 这几个力叫做共这几个力叫做共 点力。点力。 共点力共点力 非共点力非共点力 力不但没力不但没 有作用在同一有作用在同一 点上，它们的点上，它们的 延长线也不能延长线也不能 相交于一点。相交于一点。 力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力。力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力。 问题问题 那么，分力和合力之间那么，分力和合力之间 存在怎样的关系呢？力的合存在怎样的关系呢？力的合 成又遵循什么规律成又遵循什么规律? ? 三、探究求合力的方法三、探究求合力的方法 F1=4N N 0F2=3N N F合 合=F1+F2=7N N 方向在同一直线上力合成问方

4、向在同一直线上力合成问 题题 两个分力同向相加两个分力同向相加 2.力的合成规律力的合成规律 两个分力反向相减两个分力反向相减 0F1=4N N F2=3N N F合 合=F1-F2=1N N 2.2.力的合成规律力的合成规律 方向在同一直线方向在同一直线上的几个力的合成运算上的几个力的合成运算 使用直接加减的方法使用直接加减的方法 同向相加同向相加 反向相减反向相减 问题问题 若两个分力的方向不在若两个分力的方向不在 同一直线上呢同一直线上呢? ? 想一想想一想 合力大小跟什么因素有关？你能合力大小跟什么因素有关？你能 设计一个实验探究出合力与分力的设计一个实验探究出合力与分力的 关系吗？关

5、系吗？ 方向不在同一直线上力合成问题方向不在同一直线上力合成问题 2.力的合成规律力的合成规律 实验目的：实验目的： 探究互成角度的两个力求合力的方法探究互成角度的两个力求合力的方法 实验仪器：实验仪器： 方木版，白纸，弹簧称（两个），橡皮条，细绳套两个，方木版，白纸，弹簧称（两个），橡皮条，细绳套两个， 三角板，米尺，铅笔，图钉（几个）。三角板，米尺，铅笔，图钉（几个）。 实验原理：实验原理： F1 F2 F F/ O E O F2 A E O E F/ 实验实验步骤步骤： 通过研究合力与分力在其作用效果上的等效性，探究通过研究合力与分力在其作用效果上的等效性，探究 得到力的平行四边形定则。

6、得到力的平行四边形定则。 （1）在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张）在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张 白纸，用图钉把白纸钉白纸，用图钉把白纸钉 在方木板上在方木板上。 实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤 （2）用图钉把橡皮条的一端固定在板上的）用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，点， 在橡皮条的另一端栓上两条细绳套。在橡皮条的另一端栓上两条细绳套。 E A 实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤 注意：请设计好伸长结点的位置，以便作图。注意：请设计好伸长结点的位置，以便作图。 （3）用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度地）用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度地

7、拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。 F1 O F2 A E （4）用铅笔记下）用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，点的位置和两条细绳的方向， 读出两个弹簧秤的示数读出两个弹簧秤的示数。 实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤 示数示数 示数示数 注意注意 （5）用铅笔和刻度尺在白纸上从）用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细点沿着两条细 绳的方向画直线，按着一定的标度作出两个力绳的方向画直线，按着一定的标度作出两个力F1 和和F2,F的图示。的图示。 F1 F2 F o 实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤 （6）只用一

8、个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点）只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点 拉到同样位置拉到同样位置O。读出示数，记下细绳的方向，按同。读出示数，记下细绳的方向，按同 一标度作出这个力一标度作出这个力F/的图示。的图示。 O E F/ 实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤 注意注意 F1 F F2 F/ （7）比较）比较F/与用平行四边形定则求得的合力与用平行四边形定则求得的合力F的大的大 小和方向，看它们是否相等。小和方向，看它们是否相等。 （8）改变两个力的大小和夹角，再做两次实验。）改变两个力的大小和夹角，再做两次实验。 F1 F F/ o F/是理论值，是理论值， F是实

9、验值是实验值 实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤 F2 力的合成规律力的合成规律 方向不在同一直线方向不在同一直线上的两个力的合成运算上的两个力的合成运算 遵循平行四边形定则遵循平行四边形定则 如果用表示两个共点力如果用表示两个共点力 F F1 1和和F F2 2的线段为邻边做平行的线段为邻边做平行 四边形，那么，合力四边形，那么，合力F F的大的大 小和方向就可以用这两个邻小和方向就可以用这两个邻 边之对角线表示出来，这就边之对角线表示出来，这就 叫做力的平行四边行定则。叫做力的平行四边行定则。 F合 合 F2 F1 分力分力邻边邻边 合力合力对角线对角线 三、合力与分力的大小

10、关系：三、合力与分力的大小关系： 在两个分力在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两大小不变的情况下，两 个分力的夹角越大，合力越小。个分力的夹角越大，合力越小。 （1）当两个分力方向相同时（夹角为）当两个分力方向相同时（夹角为00） 合力最大，大小等于两力之和；合力最大，大小等于两力之和； （2）当两个分力方向相反时（夹角为）当两个分力方向相反时（夹角为1800） 合力最小，大小等于两力之差。合力最小，大小等于两力之差。 （3）合力大小范围）合力大小范围 F1 - F2 F F1 + F2 作图法作图法( (即力的图示即力的图示) )求合力求合力 15N F F1 1 F F2 2 F F合

11、 合 530 力的合成规律应用力的合成规律应用 例：已知例：已知F F1 1=45N=45N，方向水平向右，方向水平向右;F;F2 2=60N=60N， 方向竖直向上，求方向竖直向上，求F F合 合= =？ ？ 大小大小F合 合=15X X5N=75N 方向：方向：与与F F1 1成成5353 斜向右上方斜向右上方 作图时的注意事项：作图时的注意事项： （1）合力、分力要共点，实线、虚线要分清；）合力、分力要共点，实线、虚线要分清； （2）合力、分力的标度要相同，作图要准确；）合力、分力的标度要相同，作图要准确； （3）对角线要找准；）对角线要找准； （4）力的箭头别忘画。）力的箭头别忘画。

12、计算法求合力计算法求合力 上例中根据平行四边形定则可作出下图上例中根据平行四边形定则可作出下图: : F F1 1 F F2 2 F F合 合由直角三角形可得由直角三角形可得 方向：方向：与与F F1 1成成 =arcsin(4/5)=arcsin(4/5) 斜向右上方斜向右上方 22 12 75FFFN 合 若物体受到两个以上的共点若物体受到两个以上的共点 力作用又该如何求它们的合力力作用又该如何求它们的合力? ? 0 F1 F2 F3 3 F4 F合 合 多个力的合成多个力的合成 先求先求F F1 1和和F F2 2的合力的合力F F4 4，再求，再求F F4 4与与F F3 3的合力的合

13、力F F合 合。 。 合力可以大于分力，也可以小于分力，还可合力可以大于分力，也可以小于分力，还可 以等于分力。以等于分力。 |F2-F1|F合 合 |F1+F2| 取值范围：取值范围： 注意：同一直线上力的合成是平行四边形定则注意：同一直线上力的合成是平行四边形定则 应用的特例。应用的特例。 合力与分力之间大小关系合力与分力之间大小关系 合力是否一定比分力大？合力是否一定比分力大？ 6 6、合力与分力间夹角、合力与分力间夹角关系关系： 0时，即时，即F1、F2共线同方向，合力为多大？共线同方向，合力为多大？ 180时，即时，即F1、F2共线反方向，共线反方向，合力为多大？合力为多大？ 合力的

14、取值范围：合力的取值范围： 夹角夹角越大，合力如何变化？越大，合力如何变化？ F F合 合可能大于、等于、小于 可能大于、等于、小于 F F1 1、F F2 2 F合 合随 随F1和和F2的夹角增大而减小的夹角增大而减小 F合 合 F1F2 合力方向与两个力的方向相同合力方向与两个力的方向相同 F合 合 F1F2 合力方向与分力合力方向与分力F1、F2中较中较 大的方向相同。大的方向相同。 F1F2 F合 合 F1 F2 演示演示 BD 1 1、下列关于分力与合力的说法中正确的是、下列关于分力与合力的说法中正确的是 ( )( ) A. A.分力与合力同时作用在物体上分力与合力同时作用在物体上

15、B.B.分力同时作用于物体时产生的效果与合力分力同时作用于物体时产生的效果与合力 单独作用于物体时产生的效果相同单独作用于物体时产生的效果相同 C.C.合力总是大于分力合力总是大于分力 D.D.两个分力大小一定，夹角在两个分力大小一定，夹角在0 0到到180180之之 间时，夹角越大，合力越小间时，夹角越大，合力越小 AB 2 2、作用在物体上的两个力，、作用在物体上的两个力，F F1 1=10N=10N，F F2 2=2N=2N。 若它们之间的夹角可任意，那么它们的合力若它们之间的夹角可任意，那么它们的合力 可能是（可能是（ ） A.8N B.11N C.0N D.1NA.8N B.11N

16、C.0N D.1N 3 3、三个共点力的大小分别为、三个共点力的大小分别为2N2N、3N3N、4N,4N, 则它们的合力的最大值是则它们的合力的最大值是_,_,最小最小 值是值是_._.若三个力分别为若三个力分别为2N2N、3N3N、 6N6N呢？呢？ 9N 0 D 4.一个重为一个重为20N的物体置于光滑的水平面上的物体置于光滑的水平面上,当用当用 一个一个F=5N的力竖直向上拉该物体时，如图所示的力竖直向上拉该物体时，如图所示, 物体受到的合力为物体受到的合力为 ( ) A.15N B.25N C.20N D.0 F F W 静态平衡静态平衡 5、 如图所示如图所示,电灯的重力电灯的重力G

17、=10N ,BO与与 顶板间的夹角顶板间的夹角为为60o,AO绳水平绳水平,求绳求绳AO、 BO受到的拉力受到的拉力F1 、F2 是多少？是多少？ 答案答案 F1 =Fctg60o=10ctg60o F2=F/sin60o=10/sin60o 3、用三根轻绳将质量为、用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中的物块悬挂在空中, 如图所示如图所示.已知已知ac和和bc与竖直方向的夹角分别与竖直方向的夹角分别 为为 30和和60，则，则ac绳和绳和bc绳中的拉力分别绳中的拉力分别 为为: A 31 , 22 mgmg B 13 , 22 mgmg C 31 , 42 mgmg D 13 , 24 mgmg C m b a mg Fac Fbc 600 A 7、在在“验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”实验中，实验中， 使使b b弹簧秤从图示位置开始顺时针缓慢转动，弹簧秤从图示位置开始顺时针缓慢转动， 在这过程中保持在这过程中保持O O点位置不变和点位置不变和a a弹簧秤的拉伸弹簧秤的拉伸 方向不变，则关于方向不变，则关于a a、b b弹簧秤的读数变化是弹簧秤的读数变化是 ( )( ) A.A.a a增大，增大，b b减小减小 B B. a. a减小，减小，b b增大增大 C.C. a a减小，减小，b b先增大后减小先增大后减小 D.D. a a减小减