4.1 科学探究：力的合成 课件高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册

§4.1科学探究：力的合成授课教师：2024年5月22日等效替代等效替代一个大人的力与两个小孩的力——效果都是把水桶提起并保持静止等效替代一根弹簧称跟两根弹簧秤拉橡皮筋的力

——作用效果是相同的，都是将橡皮筋结点从A拉到BAB合力与分力分力等效替代合力当物体受到几个力的作用时，可以用一个力来代替他们，且产生的作用效果相同合力与分力：一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做分力。合力与分力ABF产生的效果与F1、F2共同作用产生的效果相同

F称为F1、F2的合力F1、F2称为F的分力共点力共点力：作用在物体的同一点或作用线的延长线交于一点的几个力共点力力的合成：求几个已知力的合力的过程一个原本静止的物体，在平面上受到5个力的作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？二力合成：求两个已知力的合力的过程1.同一直线上的两个力F2F1F2F1两个力同向两个力反向方向与任一个力方向都相同方向与较大的那个力的方向相同二力合成：求两个已知力的合力的过程互成角度的力怎样求合力？F1F2二力合成：求两个已知力的合力的过程找到几组合力与分力--比较大小--寻找关系与规律等效思想法1：让“水桶”保持静止（钩码代替水桶）法2：让橡皮筋形变相同2.不在同一直线上的两个力

——实验探究实验目的：探究互成角度的两个共点力与其合力的关系实验设计：二力合成：求两个已知力的合力的过程实验装置与仪器：产生合力与分力：木板、图钉、橡皮筋、细绳套（两个）、

弹簧测力计（两个）记录力的大小与方向（图示法）：铅笔、白纸、刻度尺

三角板2.不在同一直线上的两个力

——实验探究二力合成：求两个已知力的合力的过程实验演示102345N102345N记录效果记录方向2.不在同一直线上的两个力

——实验探究实验步骤：1.用图钉把白纸钉在方木板上.2.把方木板平放在桌面上，用图钉把橡皮条的一端固定，橡皮条的另一端拴上两个绳套.3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O.用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数.注意在使用弹簧测力计的时候，要使它的弹簧与木板平面平行.二力合成：求两个已知力的合力的过程实验演示102345N记录效果记录方向2.不在同一直线上的两个力

——实验探究4.只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同一位置O.读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向.实验步骤：二力合成：求两个已知力的合力的过程记录效果记录方向2.不在同一直线上的两个力

——实验探究实验演示5.用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两绳套的方向画直线，按选定的标度作这两只弹簧测力计的拉力F1和F2图示，以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，即为理论合力F图示.6.按同一标度作出实际合力F′(步骤4的弹簧测力所测拉力),比较力F′与合力F的大小和方向，在实验误差允许的范围内看它们是否相等.实验步骤：二力合成：求两个已知力的合力的过程记录效果记录方向2.不在同一直线上的两个力

——实验探究实验演示1.弹簧测力计本身不够准确造成系统误差.2.弹簧测力计读数和作图不准造成偶然误差.误差分析（名校学案P80）：二力合成：求两个已知力的合力的过程2.不在同一直线上的两个力

——实验探究注意事项：1.使用弹簧测力计前，要先观察指针是否指在零刻度处，若指针不在零刻度处，要设法调整指针，使之指在零刻度处.再将两个弹簧测力计的挂钩钩在一起，向相反方向拉，如果两个示数相同方可使用.2.实验中的两个细绳套不要太短.3.在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同.4.用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，在60°～100°之间为宜.二力合成：求两个已知力的合力的过程2.不在同一直线上的两个力

——实验探究注意事项：5.在用力拉弹簧测力计时，拉力应沿弹簧测力计的轴线方向.弹簧测力计中弹簧轴线、橡皮条、细绳套应该位于与纸面平行的同一平面内.要防止弹簧测力计卡壳，防止弹簧测力计或橡皮条与纸面有摩擦.6.在同一实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些.二力合成：求两个已知力的合力的过程2.不在同一直线上的两个力

——实验探究实验结论：共点力的合成满足：用表示两个力共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么，合力的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。二力合成：求两个已知力的合力的过程（1）平行四边形定则：若以表示互成角度的两共点力的有向线段为邻边作平行四边形，则两邻边间的对角线所对应的这条有向线段就表示这两个共点力的合力的大小与方向。

F合F1OF2θ注意：力用实线，辅助线用虚线！特点：三力共起点也适用于位移、速度、加速度等矢量的合成。2.不在同一直线上的两个力

二力合成：求两个已知力的合力的过程（2）三角形定则：平行四边形的邻边平移后，把表示所有力的有向线段依次首尾相接，从第一个力的矢端指向最后一个力的末端画出的有向线段就表示所有力的合力。平行四边形定则F1F2FF1F2F三角形定则F1F2F或

特点：分力首尾相接、合力从头到尾2.不在同一直线上的两个力

矢量与标量从运算的角度重新认识矢量与标量矢量标量有大小、有方向合成：遵循平行四边形定则有大小、无方向合成：代数相加

例：某人水平扔出一个重力G=0.4N的小球，小球在空中受到方向水平向左的风力F=0.3N的作用，求球所受的合力。1作图法用1cm长的线段表示0.1N的力，作出的平行四边形如图所示．用量角器量得合力F与分力F1的夹角θ为53°所以合力的大小为：F=0.1×5N=0.5N用刻度尺量得表示合力F的对角线长5cm,二力合成：合力的计算

例：某人水平扔出一个重力G=0.4N的小球，小球在空中受到方向水平向左的风力F=0.3N的作用，求球所受的合力。1作图法选择合适的标度作出分力的图示用量角器求夹角并描述合力的方向由代表合力的有向线段长度×标度得合力大小平行四边形定则（或三角形定则）画出合力

二力合成：合力的计算

例：某人水平扔出一个重力G=0.4N的小球，小球在空中受到方向水平向左的风力F=0.3N的作用，求球所受的合力。2计算法根据直角三角形的几何关系：合力与的夹角的正切值为：得：

二力合成：合力的计算

例：某人水平扔出一个重力G=0.4N的小球，小球在空中受到方向水平向左的风力F=0.3N的作用，求球所受的合力。2计算法作出力的示意图解三角形寻找几何关系

二力合成：合力的计算

1当F1⊥F2.平行四边形→矩形几种特殊情况

二力合成：合力的计算

2当F1=F2.平行四边形→菱形几种特殊情况对角线互相垂直对角线为角平分线F1F2FF1F2F

二力合成：合力的计算θθ

一般情况

二力合成：合力的计算θαθF2F1F合

保持两分力的大小不变，夹角越大，合力怎样变化？二力合成：合力的大小及范围

合力可能大于某一分力，也可能小于、等于某一分力当两个分力大小一定时，合力随夹角增大而减小合力大小不变时，分力随夹角增大而增大

二力合成：合力的大小及范围

F1=F2=F3且三力互成120°，则F合=0

三力合成若三力不等大，F1=1N，F2=2N，F3=3N，互成120°，其合力为？

平行四边形定则

三力合成F1F2F3F4F12F123F1234

先求出任意两个力的合力，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

三力合成F1F2F3F4三角形定则F2F3F4

三力合成例1：F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形，这三个力的合力最大的是（

）例2：以下各力的合力不可能为0的是（

）A.5N、7N、8NB.3N、7N、3NC.1N、5N、10NCBC三个力首尾相连，若构