3.4 力的合成和分解 课件 高一上学期物理人教版（2019）必修第一册VIP

第三章相互作用——力3.4

力的合成与分解

(课时1)——力的合成人教版（2019）必修第一册1.知道合力与分力的概念，体会等效替换的思想。2.通过实验探究，得出力的合成和分解遵从的法则——平行四边形定则。3.会利用作图和三角函数的知识求解合力或者分力。4.知道矢量相加遵从平行四边形定则，标量相加遵从算数法则。能区别矢量和标量。学习目标

一个静止的物体，在某平面上受到5个力作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？

如果我们能找到一种方法，即“用一个力的单独作用替代两个力的共同作用，而效果不变”，上述问题就迎刃而解了。

你觉得这个力和被替代的两个力会有怎样的关系呢？导入新课概念：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。共点力结点O受到的力光滑碗中的均匀杆件受到的力扁担受到的力【实例】F3F1F2一、合力与分力【实例】一个成年人单独用的力与两个孩子共同用的力效果相同。FF1F2【分析】F称为F1与F2的合力，F1与F2称为F的分力。

一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力称为那几个力的合力；那几个力称为这一个力的分力。分力合力等效替代1.建立概念——合力与分力2.合力与分力的关系●求几个力的合力的过程叫做力的合成

3.力的合成与力的分解●求一个力的分力的过程叫做力的分解

回顾：同一直线上二力的合成【结论】同向相加，反向相减

合力方向与较大的分力方向相同二、力的合成F2F1F2F1【结论】【做一做】利用两只弹簧测力计和一个钩码，做下面的实验：⑴用一只弹簧秤提起钩码，记录拉力F。⑵用两只弹簧秤提起该钩码，分别记录拉力F1、F2。⑶增大夹角，重复上述⑴、⑵步骤。比较F和F1+F2的大小关系，你有何发现？实验：探究两个互成角度的共点力的合成①如何确定力的大小？②如何确定力的方向？③怎样保证合力与分力等效？④怎样才能直观的看出合力与分力

的关系？思考：【实验器材】方木板、白纸、图钉（几个）、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳套两个、刻度尺。【实验步骤】⑵用图钉把橡皮筋的一端固定在板上一点，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳套。⑶用两个弹簧测力计各钩住一个绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置O点，并记录O点位置。

弹簧秤、细绳和橡皮条都应与木板平行，且在同一平面内。⑴在桌上平放一个木板，方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好。⑷用铅笔记下两条细绳的方向，再分别读出两只弹簧测力计的示数F1、F2。⑸只用一只弹簧测力计，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点,用铅笔记下细绳的方向，再读出弹簧测力计的示数F。⑹按照一定标度，用铅笔和刻度尺作出两个分力Ｆ1、Ｆ2及合力F的图示。

用虚线将合力的箭头端与两个力的箭头端连接起来，观察所围成的四边形OF1FF2是否为平行四边形。F理论F1F2OFFF1F2O【实验结论】

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。

【例1】某物体受到一个大小为32N的力，方向水平向右，还受到另一个大小为

44N的力，方向竖直向上。通过作图求出这两个力的合力的大小和方向。OF2FF1θ10N解法一：用1cm长的线段表示10N的力。

表示F1的有向线段长3.20cm，表示F2的有向线段长4.40cm。

根据题意，作出二力合成的平行四边形。用刻度尺测得表示合力F的对角线长为5.44cm，则

F=5.44cm×10N/cm=54.4N

用量角器测得合力F与力F1的夹角为54°即合力的大小为54.4N，方向与力F1的夹角为54°。F2FF1θO解得：θ=54°解法二：由平行四边形定则作出F与F1、F2的关系如图，解三角形得：设F与F1的夹角为θ，

则有

F1F3F4F2思考：如果有多个力作用在同一物体上，如何求出它们的合力？讨论：两个分力F1、F2大小不变，合力随夹角如何变化？αFF1F2

合力最大:

合力最小:

合力的大小范围:

合力可能大于、等于、小于任一分力

两个分力F1、F2大小不变，两个分力的夹角越大，合力越小。F=︱F1-F2︱(夹角为180,即方向相反)F=F1+F2(夹角为0

,即方向相同)

︱F1-F2︱≤F≤F1+F22.5N和7N的两个力的合力可能是

(

)

A.3NB.13NC.2.5ND.10NACD针对练

1.关于合力的下列说法，正确的是

(

)

A.两个力的合力就是这两个力的代数和

B.两个力的合力一定大于这两个力中的任何一个力

C.两个力的合力可能小于这两个力中最小的力

D.两个力的合力可能大于这两个力中最大的力CD1.矢量：只有大小而没有方向的物理量叫标量。既有大小又有方向的物理量叫矢量。实例：力、位移、速度、加速度等实例：时间、路程、质量、温度、长度、能量、速率等运算法则：2.标量：运算法则：

平行四边形定则三、矢量和标量代数加法分析：求三个力的合力的最小值

先求两个力的取值范围，再看第三个力在不在这个范围内，如果在，则最小值为0。1.若物体受到方向可变的5N、7N、10N三个共点力，其合力的最大值为_____，最小值为______。22N0四、拓展提高2.讨论：两个力夹角不变，其中一个分力是恒力，另一个分力方向不变，当其增大时,合力一定增大吗？【结论】一个分力不变，另一个分力增大时,合力可能增大,可能减小,可能不变。①两分力反向时：F1F2【分析】设F1是恒力，F2方向不变。可见，随着F2增加，合力先减小为0，然后增加。②两分力成钝角时：F1F2’F2”F合F合F2F合’F合”可见，随着F2增加，合力先减小至最小，然后增加到与原来大小相等。3.三角形定则FF1F2OFF1F2O等价三角形的三条边中，首尾相接的两个边表示分力，第三个表示合力【例题2】

如图所示，物体静止于光滑水平面M上，力F作用于物体O点，现要使物体所受的合力沿虚线OO′方向（F

和OO′都在M水平面内），那么必须同时再加一个力F′，那么