力的合成与分解（一）

2019人教版普通高中物理必修第一册第三章第四节

《力的合成与分解》§34力的合成与分解（一）主讲人：谢雄湖南省宁乡县第一高级中学《曹冲称象》是人人皆知的历史故事，曹冲是怎样“称出”大象的重量的？采用的是什么方法？“等效替代”一桶水可以一个人提，也可以由两个人提。思考：就“提起水桶”这一作用效果而言，相同吗？它们可以相互替代吗？G=200NF1F2G=200N多个力的作用效果=一个力的作用效果物理思想：等效替代生活实例一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力叫作那几个力的合力。原来的几个力叫作分力。说明：在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的等效代替。而不是物体又多受了一个合力。分力F1分力F2G=200N合力等效性同体性瞬间性等效替代的关系受力物体相同瞬时对应关系效果相同同一物体分力变合力变求几个力的合力的过程，叫作力的合成。（1）实质：就是找一个力去替代作用在物体上的几个已知的力，而不改变其作用效果。力的合成是惟一的；只有同一物体所受的力才可合成；不同性质的力也可以合成；力的合成应注意以下问题：1、同一直线上两个力的合成已知：F1=300N、F2=400N已知：F1=300N、F2=400N则F合==N则F合==N方向方向_______________700F2-F1F1F2100与F1、F2方向相同与F2方向相同F1F2F1F2使用直接加减的方法同向相加反向相减合力方向与较大的力方向相同1、同一直线上两个力的合成互成角度的两个力怎样求合力？F1F2分力和合力的作用效果相同力的作用效果：形变（更好控制）；速度变化确定一组分力和合力使物体的形变量相同如何测量力？弹簧测力计、两点确定一条直线怎么表示力的三要素力的图示对比理想合力和实际合力求两个力的合力时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，夹在两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这个法则叫平行四边形定则。

【例题】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：方法一：（作图法）取6mm长的线段表示15N的力作出力的平行四边形定则如图所示合力大小F＝15N×30/6=75N合力方向：与F1的夹角为53°或与水平方向成53°方法二：（计算法）还可作出力的示意图，进行计算求解（2）θ=120o时，（1）θ=90o时，1两种种特殊情况：若F1=F2，F合=F1=F2θθF2F1F合2一般情况思考：1F1、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qFFq=0°qFq0<<90°Fqq=90º讨论：两个分力大小不变，但夹角不同时的合力qFF.最大最小思考：2合力的大小一定大于分力的大小吗？（3）三个力、四个分力怎么求合力？F1F2F3F4F12F123F1234将任两力合成，再与其它力合成，直到求出最终的合力。3多个力合成：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。4、共点力注意：力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力非共点力图1图2图3如图1、图2为共点力；而图3为非共点力．FGTNT1T2GGF1F2共点力平衡的几条重要推论：1二力平衡：如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态，这两个力必定大小相等、方向相反2三力平衡：物体在三个共点力作用下处于平衡状态时，任意两个力的合力与第三个力等大反向3多力平衡：物体受N个共点力作用下处于平衡状态时，其中任意一个力与剩余N－1个力的合力一定等大反向共点力的平衡条件：合力为零练习1：有两个力，一个是10N，一个是3N，它们的合力能等于5N、10N、15N吗？这两个力的合力的最大值是多少？最小值是多少？练习2：三个共点力的大小分别为F1=15N、F2=9N、F3=5N，则它们的合力的大小不可能为A25NB29NC0ND20N三个力的合力范围怎么求？①3N、4N、5N；②2N、5N、6N；③8N、4N、3N；④1N、5N、9N；最大值：F合=F1F2F3最小值：①先求任两个力F1、F2合力大小范围：︱F1-F2︱≤F≤F1F2；②若F3在此范围内，三个力的合力最小值为0。③若F3不在此范围内，三个力的合力最小值为F3与F的合力的最小值。①0N≤F≤12N；②0N≤F≤13N；③1N≤F≤15N；④3N≤F≤15N；练习3：如图所示，一木块放在水平桌面上，受水平方向的推力F1和F2的作用，但木块处于静止状态，F1=10N，F2=2N，则木块受到合力F合和摩擦力f的大小，方向是（）AF合=0；f=8N，方向向左BF合=0，f=0CF合=10N，方向向左；f=8N，方向向左DF合=10N，方向向左；f=12N，方向向右A5、力的三角形定则：F合F1OF2·θF1两个力F1、F2求合力时，首尾依次相连，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。求合力转化为解三角形！F1F2F合AθBC1）解直角三角形：2）解斜三角形：特殊三角形等边三角形、120°等腰三角形练习4：如图所示，小船M受到两个拉力F1、F2作用，其大小均为800N，它们的夹角为60˚。求小船M受到的这两个力的合力。MF1F260˚F两个力夹角θ一定，F