高中物理人教必修一3.4 力的合成和分解课件(共46张PPT)

1、人教版 必修第一册3.4 力的合成和分解一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同等效以前我们在哪里也用过“等效”思想曹冲称象、定义： 一个力(F)作用的效果跟几个力(F1、F2)共同作用的效果相同，这个力(F)叫做那几个力的合力。那几个力叫做这个力的分力。定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成不是物体又多受了一个合力一、合力与分力二、力的合成2、关系：等效替代关系F1=4N0F2=3NF = F1+F2= 7N（1）同向相加二、力的合成1、同一直线上两个力的合成大小F =F1+F2，方向与两力方向相同（2）反向相减0F1=4NF2=3NF = F1-F2= 1N二、力的合成1、同一直线上两

2、个力的合成 大小F =|F1-F2|，方向与较大力的方向相同互成角度的力怎样求合力？F1F2 怎样设计才能使“合力”和“分力”产生的效果相同，且既比较准、又比较容易呢？探究求合力的方法设计实验实验器材方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳、量角器、刻度尺、图钉（几个）。 如图3.4-3甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。在图3.4-3乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO。撤去F1、F2，改用一个力 F单独拉住小圆环，仍使它处于O点（图3.4-3丙）。力F单独作用，与 F1、F2 共同作用

3、的效果是一样的，都能使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即橡皮条对小圆环的拉力相同，所以F等于F1、F2的合力。我们要探究的是：合力F与F1、F2有什么关系？1.由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F（三个力的方向沿着各自拉线的方向，三个力的大小由弹簧测力计读出）。3.用作图工具进行检验，并改变拉力F1 和F2的大小和方向，重做上述实验，检验所围成的图形是不是平行四边形。2. 三个力的大小和方向有什么关系？我们用虚线把拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，能看到所围成的形状像是一个平行四边形（图3.4-3 丁），但这只是猜想。注意事项:使用时弹簧秤先校零，与板面平

4、行. 在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差.画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外.要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力.在同一次实验中，橡皮条拉长的结点O位置一定要相同. 用表示这两个力的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。这个法则叫做平行四边形定则。使用范围：只适用于共点力。作法：F大小：标度方向：角度F1F2o结论2、互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则计算：共点力：几个力如果都作用在物体的同一点上，或者它们的作用线相交于同一点上，这几个力叫做共点力。共点

5、力与非共点力非共点力：力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也不能相交于一点。钩子受到的力是共点力扁担受到的力是非共点力 已知F1=2N，F2=10N，(1)它们的合力有可能等于5N、8N、10N、15N吗? (2)合力的最大值是多少?最小值是多少?合力的大小范围是多少?练习：思考：F1、F2大小一定,夹角增大,合力如何变化? 合力什么时候最大,什么时候最小?合力的范围如何? （1）在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力的夹角越大，合力越小。（1）当两个分力方向相同时（夹角为00） 合力最大，FF1 + F2 合力与分力同向； （2）当两个分力方向相反时（夹角为1800） 合力最小，F

6、F1 - F2 合力与分力F1 、F2中较大的同向。 （3）合力大小范围 F1 - F2 F F1 + F2（4）合力可能大于、等于、小于任一分力注意：同一直线上力的合成是平行四边形定则应用的特例。2、互成角度的两个力的合成-遵循平行四边形定则思考：若两个以上的力作用在一个物体上时如何求合力？F1F2F3F4F12F123F1234 先求出两个力的合力，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逐次合成法多个力的合成1、作图法(即力的图示法)求合力 15NF1F2F530大小:F = 15X5N= 75N方向:与F1成530斜向 右上方平行四边形定

7、则的应用【例题】力F145N，方向水平向右。力F260N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。2、计算法求合力 ：（精确） 根据平行四边形定则作出下图:F1F2F合由直角三角形可得 方向：与F1成 tan=4/3斜向右上方平行四边形定则的应用【例题】力F145N，方向水平向右。力F260N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。1、关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中正确的是（ ） A、分力与合力同时作用在物体上B、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C、F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大 D、F的大小随F1、F2间

8、夹角的增大而减小E、F的大小一定大于F1、F2中的最大者F、F的大小不能小于F1、F2中的最小者BD练习：2、两个共点力，大小都是50 N，如果要使这两个力的合力也是50 N，这两个力之间的夹角应为（ ）A300 B600 C1200 D1500C3、两个共点力的合力最大值为35 N,最小值为5 N,则这两个力的大小分别为 N和 N;若这两力的夹角为900,则合力的大小为 N152025 如果几个力共同作用产生的效果与一个力单独作用产生的效果相同,那么这几个力就叫那一个力的分力,这一个力就叫那几个力的合力.(合力)(分力)(分力)力的合成力的分解分力合力F如果没有限制, 同一个力可以分解为无数

9、对分力。力的分解要根据力的实际作用效果进行分解F模型转换例1：、按效果分解水平向前拉物体竖直向上提物体产生的两个作用效果分析：模型转换例2：由公式可以看出,F1和F2的大小只与倾角的大小有: F1F2F1F2将G分解，F1，F2即重力沿斜面和垂直斜面两个方向的分力：F1=GsinF2=Gcos结论：联系实际：高大的桥为什么要造很长的引桥？GF2F1为什么高大的桥梁都要建造很长的引桥?引桥引桥为什么高大的桥梁都要建造很长的引桥?GF2F1重力产生的效果使物体紧压挡板使物体紧压斜面例3：GF2F1重力产生的效果使物体紧压挡板使物体紧压斜面例4：GF1F2重力产生的效果：分别拉伸两根绳索例5：OAB

10、GF2F1例6： 力的分解的实际应用 刀刃劈物时力的分解分析力的作用效果：刀刃在物理学中称为“劈”,它的截面是一个夹角很小的锐角三角形。赵州桥是当今世界上跨径最大、建造最早的单孔敞肩型石拱桥。距今1400多年。 F如果让你来处理索道的技术问题,请问索道设计的绷直还是松一些?二、正交分解法 （2）正交分解的原理：一条直线上的两个或两个以上的力,其合力可由代数运算求得. 当物体受到多个力作用,并且这几个力只共面不共线时, 其合力用平行四边形定则求解很不方便, 为此建立一个直角坐标系, 先将各力正交分解在两条互相垂直的坐标轴上, 分别求出两个不同方向的合力Fx和Fy, 然后可以由 , 求合力。最好兼

11、顾力的实际效果（1）力的正交分解法：把力沿着两个选定的互相垂直的方向分解，叫力的正交分解法。F拉xyG f静No例1 物体在斜向上的拉力下静止在水平地面上。物体受到几个力的作用？ 各个力关系如何？F2F1例2：物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动，斜面倾角为，如图所示。如何利用正交分解法寻找力的关系？Oxy小结：正交分解法可以将矢量关系转化成坐标轴方向上的标量关系，是一种很有效的方法。vGFNf滑例3：一个物体受到四个力的作用，已知F1=1N，方向正东；F2=2N，方向东偏北600，F3= N，方向西偏北300；F4=4N，方向东偏南600，求物体所受的合力。F1F2F3F4xyF2xF2yF3yF3xF4xF4y600300600F1F2F3F4xyF2xF2yF3yF3xF4xF4y600300600Fy= NFx = -1/2 NF =1Nxy矢量和标量力的合成，可以认为是力的相加。二力相加时，不能简单地把两个力的大小相加，而要按平行四边形定则来确定合力的大小和方向。我们曾经学过位移。一个人从A 走到