中职物理（通用类）高教版（2023）1.4 力的合成与分解 同步课件(共30张PPT)

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第四节力的合成与分解

大桥的主缆是怎样制作的？它为什么能承受巨大的重量？

主要内容

合力与分力

力的合成

力的分解

1

2

3

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PART01

合力与分力

在生活中常见到这样的情景：一桶水，需要两个小孩才能提得动；而一个成人就可以把它提起来。因此可以说，两个小孩的力的作用效果与一个成人的力的作用效果相同。

一、合力与分力

一、合力与分力

在物理学中，

就把这一个力称为那几个力的合力，那几个力都称为分力。

如果有一个力的作用效果与几个力的作用效果相同，

02

PART01

力的合成

求几个分力的合力，称为力的合成。

例如，当一个物体同时受到作用于O点的两个分力F1、F2的作用时，它们的合力会指向哪里？大小是多少？

二、力的合成

【观察与体验】研究合力与分力的关系

1.在绘图板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端用图钉固定在白纸一侧的A点，将橡皮筋的另一端拴两根带环的细绳，从A点画一条虚线到白纸另一侧的B点。

二、力的合成

【观察与体验】研究合力与分力的关系

2.用一个量程为10N的测力计拉住一根细绳，用5N的力把橡皮筋的另一端沿AB方向拉到O点，并保持静止。标下O点位置，将这个5N的力作为合力F标注在白纸上。

二、力的合成

【观察与体验】研究合力与分力的关系

3.用两个量程都为10N的测力计分别拉住两根细绳，都沿AB方向把橡皮筋的另一端拉到O点，并保持静止。在白纸上记下两个分力F11、F12的大小。

二、力的合成

【观察与体验】研究合力与分力的关系

4.用两个测力计分别拉住两根细绳，以约45°的夹角把橡皮筋的另一端拉到O点，并保持静止。在白纸上记下两个分力F21、F22的方向和大小。

二、力的合成

【观察与体验】研究合力与分力的关系

5.用两个测力计分别拉住两根细绳，以约90°的夹角把橡皮筋的另一端再次拉到O点，并保持静止。在白纸上记下两个分力F31、F32的方向和大小。

二、力的合成

【观察与体验】研究合力与分力的关系

6.用两个测力计分别拉住两根细绳，让一个测力计用1N大小的力，沿垂直于AB的方向拉，尝试调整另一个测力计的大小和方向，仍把橡皮筋的另一端拉到O点，并保持静止。在白纸上记下两个分力F41、F42的方向和大小。

二、力的合成

【观察与体验】研究合力与分力的关系

7.用两个测力计分别拉住两根细绳，让一个测力计用1N大小的力，沿着由B到A的方向拉，尝试调整另一个测力计的大小和方向，仍把橡皮筋的另一端拉到O点，并保持静止。在白纸上记下两个分力F51、F52的方向和大小。

二、力的合成

【观察与体验】研究合力与分力的关系

8.用力的图示法分别将上面所测的合力与第2、3、4组分力在白纸上表示出来。

【思考与讨论】

与本学习小组的同学讨论，观察、比较合力与各组分力之间的大小关系，尝试归纳其中的规律。

二、力的合成

因此，两个分力F1、F2的合力F的大小和方向如右图所示。

通过大量实验发现，两个互成角度的力合成时，遵循这样的定则：以表示这两个力的线段为邻边，作平行四边形，它的对角线就表示合力的大小和方向。这就是力的平行四边形定则。

二、力的合成

两个分力的夹角可以在0～180°之间变化。当两个分力的大小固定不变，只有夹角改变时，合力随分力间夹角的变化情况如右图所示。

平行四边形定则是矢量合成法则，所有的矢量如速度、加速度等合成时都遵循这一法则。

二、力的合成

合力与分力之间的大小关系可以归纳出如下规律：

杨泗港长江大桥的主缆由271根相互平行的索股组成，每根索又由91根平行放置的直径6.2mm的高强钢丝组成。

二、力的合成

如果求两个以上力的合力，可以连续应用平行四边形定则。其步骤是：先求出任意两个力的合力F’，然后再求出F’与第三个力的合力F”，依此类推，直到求出所有力的合力F为止。如右图所示为一种三个力的合成过程。

二、力的合成

03

PART01

力的分解

求一个合力的分力，称为力的分解。

三、力的分解

【观察与体验】研究重力的分解规律

1.先在直角凹槽的两个斜面上分别铺一层海绵，再将一个长方体物体放在凹槽中的海绵上，并保持静止，如右图所示。

生活中经常可以见到一个力产生两个作用效果的情景。

三、力的分解

【观察与体验】研究重力的分解规律

2.用一个测力计沿右侧斜面的方向缓慢向上拉物体，当左侧斜面上的海绵形状完全恢复原状后，将其抽出，并使物体保持静止，如右图所示。

三、力的分解

【观察与体验】研究重力的分解规律

3.在左侧斜面铺上海绵，用一个测力计沿左侧斜面的方向缓慢向上拉物体，当右侧斜面上的海绵形状完全恢复原状后，将其抽出，并使物体保持静止，如右图所示。

三、力的分解

【观察与体验】研究重力的分解规律

4.在两侧斜面都铺上海绵，用两个测力计分别沿两个斜面的方向缓慢向上拉物体，使两侧的海绵完全恢复原状并使物体保持静止，如右图所示。

三、力的分解

例如，斜面上物体的重力会产生两个作用效果：使物体沿斜面向下滑和使物体垂直于斜面向下压。因此，重力G应该分解为平行于斜面向下的分力F1和垂直于斜面向下的分力F2，如右图所示。

通过大量精确的实验，人们发现：根据力的作用效果，可以将一个力分解为两个力。力的分解也遵循平行四边形定则。

三、力的分解

再如，人斜向上拉着物体前进，拉力对木块产生两个作用效果，一个使木块向前运动，另一个将木块向上提。

三、力的分解

合力与分力是等效方法的一种实际应用。重力、弹力、摩擦力都是真实存在的力，对这些力都可以进行合成或分解，即用等效力进行替代。这些等效力是假想出来的力，不是真实存在的力。合力与分力可以等效地相互替代，但不能同时