【公开课课件】力的合成和分解+课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

4.力的合成和分解思考：如图放在地面上的小车受到四个力的作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？用一个力的单独作用替代以上四个力的共同作用，而效果不变，上述问题就迎刃而解了。这就是我们要讲的力的合成。一、共点力的合成1、共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。扁担受到的力是非共点力一、共点力的合成1、共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。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2、合力和分力看下面图片说一说你观察到了什么？由此可得出什么结论？FFF1F2F2F1水桶所受拉力示意图吊灯所受拉力示意图结论：由于F产生的效果和F1、F2产生的效果相同，所以F是F1

、F2

的合力，F1

和F2

是F的分力。静止的效果（1）合力：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力。（2）分力：假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力。等效2、合力和分力物理思想:等效替代一个力的作用效果＝多个力的作用效果二、力的合成1、力的合成：在物理学中，我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成。2、同一直线二力合成注意：不是物体又多受了一个合力（1）同向相加大小F=F1+F2，方向与两力方向相同F1=4N0F2=3NF=F1+F2=7NF二、力的合成1、力的合成：在物理学中，我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成。2、同一直线二力合成（2）反向相减0F1=4NF2=3NF=F1-F2=1N

大小F=|F1-F2|，方向与较大力的方向相同F思考：互成角度的两个共点力，如何得到合力的大小和方向呢？互成角度的两个共点力还是简单的加减吗？有没有什么可遵守的规律吗？FF1F21、实验目的探究分力与合力的关系，寻找求合力的方法。实验：探究两个互成角度的力的合成规律方木块、白纸、弹簧称（两个）

、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉2、实验原理合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同。3、实验器材（1）在桌面上固定一个贴有白纸的方木板，用图钉把橡皮筋的一端固定在板上靠近顶端中点的A点，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套。A4、实验步骤实验：探究两个互成角度的力的合成规律O（2）用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置Ｏ。（3）用铅笔从Ｏ点沿着两绳的方向画直线，作出两个力Ｆ1和Ｆ2的图示。A实验：探究两个互成角度的力的合成规律O（4）只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置Ｏ点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，作出这个力Ｆ的图示。研究这三个力的大小及方向的关系。

实验：探究两个互成角度的力的合成规律五：数据记录与处理橡皮筋结点伸长到的位置O

（保证力的效果相同）合力和两个分力的大小——弹簧秤示数合力和两个分力的方向——描点记录细绳方向实验：探究两个互成角度的力的合成规律五．数据记录与处理：用相同标度作出两个分力与合力F1NF’F1FF2用平行四边形定则作出两个分力的合力F’，再比较F’和F结论：在误差允许的范围内，力F’与力F大小相等，方向相同实验：探究两个互成角度的力的合成规律6、实验结论F2F·F1O实验表明，在两个力合成时，以表示这两个力的有向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。这个规律叫作平行四边形定则。 两个力的合成注意：作图要准确，两个分力F1、F2和合力F要画成实线并标有箭头，平行四边形的另外两条平行线必须画成虚线。实验：探究两个互成角度的力的合成规律思考与讨论1：观察下面不同角度下F1、F2合力，由此可得出什么结论？由此可推断合力什么时候最大，什么时候最小？合力的范围如何？

120°FF1F2FF1F2FF1F2①互成角度的二个共点力如果保持大小不变，它们的合力将随夹角的增大而减小；②合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。③

F1、F2同向合力最大，反向合力最小。④合力大小范围：︱F1-F2︱≤F≤F1+F2二力合成的几个特例F1F2θFF1F2F1200F1F2FF1与F垂直时F1与F2大小相等且夹角为θ时F1与F2大小相等且夹角为1200时合力沿F1与F2的角平分线

平行四边形定则的应用作图法(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

例：力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。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。平行四边形定则计算法求合力根据平行四边形定则作出下图:F1F2F合由直角三角形可得θ方向：与F1成tanθ=4/3斜向右上方例：

力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。（解三角形）平行四边形定则F1F2F合F1F2F合2、计算法求合力（解三角形）多力合成的方法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

已知三个共点力F1=2N，F2=10N，F3=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?最大值：当三力共线且同向时，合力最大最小值：先求出任意两力的合力范围，再求三力范围例题三个力的大小分别为F1=4N,F2=5N和F3=6N,已知其合力为0,则F1、F2的合力的大小和方向如何?

三个力F1=4N、F2=5N、F3=6N的合力F的大小的范围?6N;与F3反向0—15N

三个力F1=3N、F2=4N、F3=8N的合力F的大小的范围?1—15N例题在一个平面内有六个共点力，它们的大小分别是F、2F、3F、4F、5F、6F,相互夹角均为600，如图所示，则它们的合力的大小为多少?方向如何?O1F2F3F4F5F6F60O6F;与力5F同向小结2、一个定则:3、两种方法1、一种思想:等效替代作图法：直观、误差大计算法：准确适用所有矢量的合成和分解小结1、合力与分力的关系是“等效替代”。2、平行四边形定则：以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。3、合力与分力的大小关系：（1）合力大小范围︱F1-F2︱≤F≤F1+F2

合力可能大于、等于、小于任一分力（2）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。（3）合力不变的情况下，夹角越大，两个等值分力的大小越大。例题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例题两个共点力，大小都是50N，如果要使这两个力的合力也是50N，这两个力之间的夹角应为（）A．300B．600C．1200D．1500C两个共点力的合力最大值为35N,最小值为5N,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

N．152025力的分解分力（几个）作用效果相同力的分解力的合成１.力的分解定义：已知一个力求它的分力的过程叫力的分解。２.力的分解法则：遵从平行四边形定则合力（一个）（1）平行四边形定则矢量相加法则F1FF1F2F2（2）三角形定则：

将两个矢量首尾相接，从一个矢量的箭尾指向另一个矢量的箭头的有向线段就是这两个矢量的合矢量。（3）三角形定则与平行四边形定则在本质上是一样的。F矢量和标量1、力的合成，按平行四边形定则来确定合力的大小和方向。2、位移合成时也遵从平行四边形定则。一个人从A走到B，发生的位移是AB，又从B走到C，发生的位移是BC。在整个运动过程中，这个人的位移是AC，AC是合位移。ABC3、矢量既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量。除了力和位移以外，速度、加速度都是矢量。在我们学过的物理量中，质量、路程、功、电流等都是标量。4、标量只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量。FF1F2F3F4F5F6思考讨论：如果没有限制，同一个力F可以分解为多少对分力？若没有限制，同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力。那么实际处理力的分解时又该如何进行呢？

2、已知合力F=10N，方向正东。它的其中一个分力F1=10N，方向正南，求F的另一个分力F2力的分解有确定解的几种情形1、已知合力F=10N，方向正东。它的其中一个分力F1方向向东偏北600，另一个分力F2方向向东偏南300，求F1

、F2的大小？

3、将水平向右F=10N的合力分解为大小为F1=10N，F2=2N的两个分力

4、已知合力F=10N，方向正东。它的其中一个分力F1方向向东偏南300，另一个分力F2的大小为5N，求F1大小和F2的方向，有几个解？若另一个分力F2的大小为4N，如何？若另一个分力F2的大小为8N，如何？1、已知合力和两个分力的方向，求两个分力的大小1、已知合力F=10N，方向正东。它的其中一个分力F1方向向东偏南600，另一个分力F2方向向东偏北300，求F1

、F2的大小？唯一解力的分解有确定解的几种情形αβFF1F22、已知合力F=10N，方向正东。它的其中一个分力F1=10N，方向正南，求F的另一个分力F2唯一解2、已知合力和一个分力的大小方向,求另一分力的大小方向。力的分解有确定解的几种情形F1FF2

3、将水平向右F=10N的合力分解为大小为F1=10N，F2=2N的两个分力

3、已知合力和两个分力的大小（F1+F2>F且F1≠F2）力的分解有确定解的几种情形FFF1F2F1F2F1F23.当Fsinα

<F1<F时2.当F1<Fsinα时αFαF4.当F1>F时αF4.已知合力、一个分力F1的大小和另一个分力F2的方向1.当F1=Fsinα

时αF一组解无解两组解一组解（1）物体受到斜向上拉力F的分解F的作用效果：①水平向右拉物体；②竖直向上提物体。mθF1F2力的分解方法——按作用效果分解

1.斜向上拉力F的分解F斜拉桥F模型转换F（2）斜面上物体重力的分解GθθF2F1重力G的作用效果：①使物体沿斜面向下滑；②使物体垂直向下压紧斜面模型转换G1=GsinθG2=Gcosθ如何计算分力大小？讨论：θ角增大，各分力大小如何变化？按力的效果分解力解桥高一定，引桥很长目的是什么？这能减少重力的哪个效果，有什么好处？为了减小桥面的坡度，从而减小G1

，使得汽车上坡容易，下坡安全。公园的滑梯倾角为什么比较大?STS应用盘山公路θ1θGF2θF1θ2

思考：骑自行车上比较陡的坡怎样可以更省力？【例】如右图所示，光滑斜面上的物体的重力分解为F1、F2两个力，下列说法正确的是（）A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力；B．物体受到重力mg、FN、F1、F2四个力的作用；C．物体只受到重力mg和斜面支持力N的作用；CDD．FN、F1、F2三个力的作用效果与mg、FN

两个力

的作用效果相同。1、关于力的分解，下列叙述中正确的是（

）A.8N的力可以分解为两个8N的分力B.8N的力可以分解为两个3N的分力C.8N的力可以分解为13N和4N的两个分力D.8N的力可以分解为16N和7N的两个分力A2、如图所示，一个重60N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F=20N的力竖直向上拉物体时，物体所受的合力为（）A．0N B．40N，方向竖直向下C．40N，方向竖直向上D．80N，方向竖直向上FAFF1F2FF1F2磨刀不误砍柴工生活实例菜刀越锋利，切菜越省力若两分力相等且合力一定，分力随夹角增大而增大“小力”变“大力”的放大效应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课堂探究晾衣绳上的力学·Oθ/2(θ/2G?(θF2F1G/2F1晾衣绳是绷直了好还是稍松弛好？光滑小球静止在斜面和挡板之间，请按力的实际作用效果分解小球所受的重力。F1=Gtanα

F2=G/cosα

αGαF1F2按力的效果分解力重力产生的效果使物体紧压挡板使物体紧压斜面θGF2F1GF1F2重力产生的效果：分别拉伸两根绳索θ三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端固定．若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳（）A.必定是OAB.必定是OBC.必定是OCD.可能是OB，也可能是OC

TOCTOATOBAOABθGF