力的合成和分解-课件

力的合成和分解教学目标能从力作用的等效性来理解合力和分力的概念，初步体会等效替代的物理思想能通过实验探究求合力的方法——力的平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍规则会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力知道合力的大小和合力夹角的关系能应用力的合成知识分析日常生活中的有关问题，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识。教学目标理解力的分解概念，强化“等效替代”的物理思想理解力的分解是力的合成的逆运算初步掌握一般情况下力的分解要根据实际需要来确定分力的方向会用作图法和直角三角形的知识求分力尝试运用力的分解解决一些日常生活中的有关物理问题，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识能区别矢量和标量，知道三角形定则，了解三角形定则与平行四边形定则的实质是一样的教学重点会用平行四边形定则求分力会分析日常生活中与力的分解相关的问题。着重让学生体验力的作用效果教学难点确定力的实际作用效果进行力的分解教学重点教学重点渗透“等效替代”的物理思想，促使力的平行四边形定则的发现与深刻的理解探究合力与分力关系的实验设计平行四边形关系的发现从“代数和”思维到“矢量和”思维的跨越对合力与分力间的“等效替代”关系的真正理解与灵活运用一个力的作用效果＝两个力的作用效果生活中的其它事例一个力的作用效果＝两个力的作用效果合力和分力的定义分力与合力的关系合力与分力的概念合力与分力定义：合力与分力的关系：等效替代关系力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成力的合成合力与分力的相关性①等效性：合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，它们在效果上可以相互替代②同体性：各个分力是作用在同一物体上的，分力与合力为同一物体。作用在不同物体上的力不能求合力③瞬时性：各个分力与合力具有瞬时对应关系，某个分力变化了，合力也同时发生变化力的合成力的合成应注意以下问题：①力的合成是唯一的②只有同一物体所受的力才可合成

③不同性质的力也可以合成

④分力与合力从物理实质上讲是在力的作用效果方面的一种等效替代关系，而不是物体的重复受力同一直线二力合成的规律同一直线上的两个力的合成具有什么规律呢？两个力同向

F=5N两力同向相加同一直线二力合成的规律同一直线上的两个力的合成具有什么规律呢？两个力反向

F=1N两力反向相减

力的合成的反思在力的合成中，合力是真实存在的一个力吗？在力的合成中，分力是实际存在的，每一个分力都有对应的施力物体，而合力没有与之对应的施力物体。所以合力不是真实存在的力互成角度的力怎样求合力？需要设计实验进行探究掌握力的平行四边形定则理解并掌握力的三角形法则和多边形法则力的平行四边形定则互成夹角的二力合成规律互成夹角的二力合成规律演示实验画出各个力的图示互成夹角的两个力的合成遵循平行四边形定则平行四边形定则方向不在同一直线上的两个力的合成运算遵循平行四边形定则

分力邻边合力对角线注意：同一直线上力的合成是平行四边形定则应用的特例。的线段为邻边做平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边的对角线表示出来，这就叫做力的平行四边行定则。平行四边形定则15作图时的注意事项：（1）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（3）对角线要找准（4）力的箭头别忘画平行四边形定则两个力互成30°角，大小分别是90N和120N。通过作图求出合力的大小和方向。如果这两个力的大小不变，两力间的夹角变为150°，通过作图求出合力的大小和方向。如图所示，选1cm长的线段表示30N的力，做出力的平行四边形，量得表示合力F的对角线长6.8cm，

平行四边形定则有两个力，它们的合力为0。现把其中一个向东的6N的力改为向南（大小不变），它们的合力大小，方向如何？当两个力的合力为0时，由于一个力向东，大小为6N，则另一个力的方向必向西，大小也为6N

三角形定则求合力转化为解三角形！合力的大小和方向用从第一个力的始端指向第二个力的末端的有向线段表示。首尾依次相连，三角形定则多个力的合成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?逐次合成法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多个力的合成也可用三角形定则多边形法则分力与合力的矢量满足平行四边形定则分力与合力之间的定量关系是怎样的？会进行合力与分力的大小与方向关系讨论理解特殊情况下的合力与分力关系合力与分力的大小和方向关系合力大小与两分力夹角的关系在两个分力

大小不变的情况下，两个分力的夹角越大，合力越小。合力大小与两分力夹角的关系合力一定比分力大吗？合力可能比每一个分力都大合力也可能比每一个分力都小合力也可能等于任意一个分力合力大小与两分力夹角的关系在做引体向上运动时，双臂平行时省力还是双臂张开较大夹角时省力？双臂平行时最省力，根据平行四边形定则可知，合力一定时（等于人的重力），两臂分力的大小随双臂间夹角的增大而增大，当双臂平行时，夹角最小，双臂用力最小合力大小与两分力夹角的关系两个力的大小分别为3N、5N，其合力大小可能是（

）A、1N

B、3N

C、5N

D、9NBC合力大小与两分力夹角的关系合力大小与两分力夹角的关系有两个力，一个是10N，一个是2N，它们的合力有可能等于5N、10N、15N吗？合力的最大值是多少？最小值是多少？两个力的夹角为0°时，它们的合力最大，为12N当两个力的夹角为180°时，它们的合力最小，为8N当两个力的夹角由0°逐渐增加到180°时，它们的合力逐渐减小，即合力的大小在12N和8N之间由此可见，两个力的合力可以等于10N，不能等于5N和15N合力大小与两分力夹角的关系三个共点力的大小分别为2N、3N、4N，则它们的合力的最大值是(

)，最小值是(

)。若三个力分别为2N、3N、6N呢？9N

0三个力的合力范围的求法最小值：共点力如果一个物体受两个或多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线相交于同一点，这几个力叫做共点力。

钩子受到的力是一组共点力力的合成只适用于共点力可视为共点力的几种情况①几个力同时作用于同一点（即力的作用点相重合）②同时作用在同一物体上的几个力，虽然作用点并不重合，但是这几个力的作用线的正向或反向延长线能够相交于同一点可视为共点力的几种情况③当一个物体可以被视为质点时，作用在物体上的几个力就可以认为是共点力非共点力非共点力：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。担子受到的力不是共点力力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力。共点力的平衡平衡状态：如果一个物体在力的作用下保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于“平衡状态”。共点力的平衡物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，那么其受力有何特点？两个力的平衡状态：如果两个力作用在物体上使之保持平衡，那么这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。共点力的平衡物体在三个共点力的作用下处于平衡状态，那么其受力有何特点？三个力的平衡状态：如果三个力作用在物体上使之保持平衡，那么其中任两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上。理解探究共点力合成法则的实验原理知道探究共点力合成法则的实验步骤探究共点力的合成法则的实验操作实验目的探究共点力的合成法则实验原理实验器材方木板白纸橡皮条细绳套（两个）三角板刻度尺图钉若干铅笔实验步骤a.用图钉把白纸钉在水平桌面的木板上。

b.用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细线套。

c.用两只弹簧测力计分别钩住细线套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细线套的方向。

实验步骤实验步骤f.比较一下，力F′与平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同注意事项a.不要直接以橡皮条端点为结点，可拴一端细绳连两细绳套，以三绳交点为结点，应使结点小些，以使准确地记录结点O的位置b.在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同

c.不要用老化的橡皮条，检查方法是用一个弹簧测力计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长度看弹簧测力计读数有无变化注意事项d.细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，取掉细绳套后，再将所标点与O点连一直线确定力的方向e.在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些实验结论F和对角线F’在误差范围内重合，

说明两个力合成时，用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，

则平行四边形的对角线所代表的力与合力的大小和方向是相同的理解并掌握探究共点力合成法则的实验误差分析理解并掌握探究共点力合成法则的实验注意事项探究共点力的合成法则的实验误差分析误差分析误差来源：除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等减小误差的办法：①实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度，要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录。正确使用弹簧测力计①同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是：将两只弹簧测力计调零后互钩对拉过程中，读数相同，则可选；若读数不同，应另换，直至相同为止②使用弹簧测力计测力时，读数应尽量大些，但不能超出它的测量范围③使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校正零位(无法校正的要记录下零误差)．还需用钩码检查是否存在示值误差，若存在，应加以矫正④被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动时弹簧不可与外壳相碰或摩擦

⑤读数时应正对、平视刻度总结合力与分力的关系是___________平行四边形定则：不在一条直线的两个力的合成时，以表示这两个力的线段为______作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表_________________合力与分力的大小关系：①合力大小范围：____________________合力不一定比分力大②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③合力不变的情况下，夹角越大，两个等值分力的大小________等效替代邻边合力的大小和方向越大思维拓展什么是力的合成？遵循什么原则？力的合成遵循平行四边形定则力可以合成，也可以分解学习按照不同规则进行力的分解了解不同规则下力分解的条件和情况在一定条件下进行力的分解

力的分解几个力，它们产生的效果跟原来一个力产生效果相同，这几个力就叫做原来那个力的分力。求一个已知力的分力叫做力的分解。力的分解5个钩码吊起重物G分别用4个钩码和三个钩码也能吊起重物G力的分解在力的合成中，分力是实际存在的力合力是设想的有实际意义的力在力的分解中，合力是实际存在的力分力是设想的有实际意义的力两个人合力提桶一个人提桶力的分解法则力的合成合力F力的分解力的分解是力的合成的逆运算注意：几个分力与原来那个力是等效的，它们可以互相代替，并非同时并存！

力的分解法则力的分解同样遵守平行四边行定则把一个已知力F作为平行四边形的对角线，那么与力F共点的平行四边形的两个邻边，就表示力F的两个分力无条件下的力的分解即同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的力如果没有其它限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形一定条件下力的分解已知合力和两个分力的方向，如何分解？解是否是唯一的？只能唯一的作出力的平行四边形有唯一解一定条件下力的分解已知合力和一个分力的大小和方向，如何分解？解是否是唯一的？只能唯一的作出力的平行四边形有唯一解一定条件下力的分解由三角形定则可知，合力与两个分力必定要围成一个三角形一定条件下力的分解而这个圆的半径是未知的需要分情况讨论一定条件下力的分解无解相离一定条件下力的分解唯一解相切一定条件下力的分解两解相交一定条件下力的分解唯一解一定条件下力的分解唯一解一定条件下力的分解一个竖直向下的180N的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上并等于240N，求另一个分力的大小和方向小结力的分解是力的合成的逆运算力的合成和分解都满足平行四边形定则前者是已知两个邻边求对角线，后者是已知对角线求两个邻边力的合成一个力(合力)效果相同几个力(分力)力的分解一木块放在斜面上，试分析其受力情况重力有哪些作用效果？使物体具有沿斜面下滑趋势使物体紧压斜面f产生N产生学习几种常见的按照效果进行力的分解的方法学习下滑力的概念按照力的作用效果进行力的分解按照力的作用效果进行力的分解效果分解法—根据力的作用效果进行力的分解可将重力按照其作用效果进行分解按照力的作用效果进行力的分解两个分力的大小为：斜面倾角变大时，重力的这两个分力分别如何变化？按照力的作用效果进行力的分解牵引力需要克服的重力的分力比较小，汽车爬坡相对容易按照力的作用效果进行力的分解试将拖拉机对靶的拉力按照力的作用效果进行分解此拉力有两个效果

①使靶向前运动②使靶向上运动

按照力的作用效果进行力的分解已知放在水平面上的物体，受到与水平方向成θ角的拉力F的作用，对物体的斜向上的拉力F会产生怎样的作用效果？如何分解？①使物体沿水平地面前进②向上提物体按照力的作用效果进行力的分解如果将作用于物体上的力改为斜向下与水平方向成α角（如下图）你认为该力产生什么效果？分解F并作出示意图①紧压桌面②向右运动按照力的作用效果进行分解的一般步骤分析力的作用效果据力的作用效果定分力的方向(画两个分力的方向)用平行四边形定则定分力的大小(把力F作为对角线，画平行四边形的分力)据三角形知识求分力的大小和方向按照力的作用效果进行分解的实例已知放在斜面上的物体所受重力为G，斜面倾角为θ，放在斜面上的物体所受重力G产生怎样的作用效果？如何分解？①紧压挡板②紧压斜面①紧压挡板②紧压斜面按照力的作用效果进行分解的实例A、B两点位于同一平面上，质量为m的物体被a、b两线拉住，其重力G产生怎样的作用效果？应该如何分解？①拉紧绳a②拉紧绳b两个分力均变小如果绳与墙面的夹角变大，那么重力的两个分力会如何变化？按照力的作用效果进行分解的实例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?索道越绷直，绳缆需要承受的拉力就越大，越容易损坏且安全系数较低索道设计的应该松一些按照力的作用效果进行分解的实例用一把斧头用力向下劈，能够把木桩劈开，试分析斧头对木桩的力的作用效果，并解释为何斧头越尖，越容易劈开（斧头光滑）按照力的作用效果进行分解的实例绳c对另外两根绳ab的力产生怎样的作用效果？应该如何分解？①拉紧绳a②拉紧绳b按照力的作用效果进行分解的实例①紧压墙壁②拉紧悬线按照力的作用效果进行分解的实例作用在三角支架上的力，产生怎样的作用效果？如何分解？①使水平杆紧压墙壁②使倾斜杆沿其自身方向产生形变小结按力的实际作用效果分解由力产生的效果确定分力的方向，由平行四边形定则（或三角形定则）确定分力的大小。解决力的分解问题的实际问题的思路和方法物理实际问题力的作用效果确定两个分力的方向平行四边形定则作平行四边形平面几何三角函数解三角形分析讨论回归物理平行四边形定则物理问题数学问题在进行力的计算时，放在直角三角形中会简便容易地多那么我们能否直接将力进行正交分解呢？学习力的正交分解法学习利用正交分解解决多力合成力的正交分解力的正交分解定义：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解建立坐标轴的原则：

少分解力；容易分解力力的正交分解合力方向跟x轴正方向的夹角为30°15

8.65