【物理】力的合成和分解课件 2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.4力的合成与分解（力的合成）普通高中物理必修一（人教版2019）P68-P711+1在什么情况下不等于2？在算错的情况下不等于2通过这节课学习我们可以知道：即使在算正确的情况下也可以不等于2引入新课情景导入少聪察岐嶷，生五六岁，智意所及，有若成人之智。时孙权曾致巨象，太祖欲知其斤重，访之群下，咸莫能出其理。冲曰：“置象大船之上，而刻其水痕所至，称物以载之，则校可知矣。”太祖悦，即施行焉。聪明的曹冲所用的方法是“等量替换法”213理解合力与分力的等效替代关系.通过实验探究知道两个互成角度的力合成时遵循的平行四边形定则.重点重点通过力的合成规律深刻认识矢量和标量的区别.合力和分力观察与思考某班师生在植树节给树浇水，如图所示，老师一人提着一桶水到现场，放下桶，然后小娟、小明共同提起该桶，准备给树浇水，老师的拉力为F，小娟、小明作用在桶上的力分别为F1、F2。(1)F与F1、F2共同作用的效果相同吗？(2)判断力F、F1、F2中哪些力是分力，哪些力是合力。力F单独的效果与力F1和F2共同作用的效果相同。力F是F1和F2的合力，力F1和F2是力F的分力

。等效一、合力与分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，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（代替了就没有了）分力

F1、F2

、F3……合力

F等效替代力的合成力的分解观察与思考一个静止的物体，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？如何解决这个问题呢？1个力等效替代无法直接判断物体将向哪个方向运动；如果能找到一个力的单独作用替代这5个力的共同作用，而效果不变，即可判断出物体将向哪个方向运动.探究两个互成角度的力的合成规律观察与思考1.如图所示，假设有两个力作用在同一物体上，且作用在一条直线上，F1＝40N、F2＝30N，你能求出这两个力的合力吗？F1＝40NF2＝30NF1＝40NF2＝30NF合

=70NF合

=10N方向与两个力同向，水平向左F合=F1+F2=70N方向与较大的力同向，水平向左F合=|F1-F2|=10N观察与思考[实验探究]阅读课本第73页，结合以下问题，设计本实验方案：(1)如何提供合力与分力？如何保证合力与分力的作用效果相同？(2)实验中需要用到哪些仪器？(3)在实验过程中，需要记录哪些数据？如何记录？(4)如何处理记录下来的信息？观察与思考分力合力等效替代1.实验原理两个力F1、F2共同作用，能把橡皮条末端小圆环拉到某点，一个力F也可以把橡皮条末端的小圆环拉到同一点，则F与F1和F2共同作用的效果相同，则F等于F1和F2的合力。效果相同분력합력观察与思考木板白纸三角板图钉带绳套的橡皮条铅笔弹簧测力计2.实验器材观察与思考F1=10.0NF2=6.8NF合=12.8NO2N3.实验步骤观察与思考F

1.00N力的图示4.数据分析

观察与思考1.弹簧测力计使用前没调零会造成误差.2.实验时弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间有摩擦力存在会造成系统误差.3.两次测量拉力时，小圆环没有拉到同一点会造成偶然误差.4.两个分力的夹角太小或太大以及F1、F2数值太小，作图时都会造成偶然误差.5.重力原因误差分析

求两个力的合力时，可分别用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，这叫做力的平行四边形定则。结论：·F1O3NF24NF合6N观察与思考互成角度的两个力的合成满足平行四边形定则，在如图中，物体受到5个力的作用，有什么办法能求出他们的合力呢？F12F123F1234F合无论物体受到几个力的作用，最终都可以转化为两个力的合成，遵从平行四边形定则.导练1.某学生在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，将橡皮条的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小分度为0.1N的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮条的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直(如图甲)，这时弹簧测力计的读数可从图甲中读出。(1)由图甲可读得两个相互垂直的拉力大小为F1＝______N，F2＝______N。4.002.50(2)在方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力，并求出合力的近似值F＝______N。4.72(1)由题图甲可知，竖直方向上的弹簧测力计的读数为2.50N，即F2＝2.50N，水平方向上的弹簧测力计的读数为4.00N，即F1＝4.00N。读数要估读到最小刻度的后一位。(2)因为读数2.50N、4.00N均是0.50N的整数倍，所以选方格纸中一个小方格的边长表示0.50N，应用平行四边形定则，即可画出两个力以及它们的合力，如图所示。对角线长度约为9.43格，即合力大小约为4.72N。矢量和标量三角形定则取值范围观察与思考矢量(vector):既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量。标量(scalar):只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量例：力、位移，速度、加速度等（高一下学期数学“向量”）例：质量、时间、路程、功、电流等思考与讨论如图所示，矢量合成时遵从平行四边形定则，平行四边形的一半是三角形，求合力时能否只画三角形呢？能，只要把原来两个力的矢量首尾相连，然后从第一个力的箭尾向第二个力的箭头画一个矢量(如图)，这个矢量就表示原来两个力的合力。ABC如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成封闭的直角三角形。下列四个图中，这三个力的合力最大的是√观察与思考两个共点力间的夹角是90º，力的大小分别为90N和120N，试用作图法和计算法求合力的大小和方向。F1F2FO30N53º

解：（1）作图法如图所示，量得合力的大小为150N,量角器量的合力F

与F1的夹角为53º。观察与思考两个共点力间的夹角是90º，力的大小分别为90N和120N，试用作图法和计算法求合力的大小和方向。解：（2）计算法F1F2FO53º观察与思考1.已知两分力的大小和方向，我们怎么用力的图示来求合力？答案:（1）作图法(2)计算法类型作图合力的计算(设F1、F2已知)两分力相互垂直

大小：F＝___________方向：tanθ＝_____两分力等大，夹角为θ

合力与其中一个分力垂直

大小：F＝__________F1＝F2θ对边邻边斜边正弦sinθ=余弦cosθ=正切tanθ=余切cotθ=0°30°45°60°90°53°37°010∞∞037°53°345sinθ=0.3θ=？反三角函啊啊数宿舍反三角函数：θ=arcsin0.3tanα=8，α=？α=arctan8观察与思考两个大小相等的共点力F1、F2，都为20N，则当它们间的夹角为0°、60°、120°、180°时：(1)请利用几何知识分别计算出合力F的大小，填入下表。F1、F2的夹角0°60°90°120°180°合力F/N

40200(2)通过以上计算可知①当两分力大小一定时，随着夹角的增大，合力大小如何变化？两分力大小一定时，随夹角增大，合力大小变小。②合力一定大于分力吗？不一定。F合0°180°导练两个共点力的大小分别为F1＝15N，F2＝8N，它们的合力大小不可能