4.1科学探究力的合成课件高一上学期物理

第一节

科学探究：力的合成

第四章力与平衡目录学习目标01情景导入02新课讲解03小试牛刀04课堂小结05学习目标1.知道共点力的概念。2.会区分什么是分力，什么是合力。3.知道力的平行四边形定则的概念及其验证。4.了解合力的求解方法。每一对钢索对塔柱的拉力作用在同一点。它们合起来对塔柱的作用效果让塔柱好像受到一个竖直向下的力一样。这样，塔柱便能稳固地伫立在桥墩上，不会因钢索的牵拉而发生倾斜，甚至倒下。斜拉桥的塔柱两侧有许多钢索，呈对称分布，它们的一端都系在塔柱上，另一端则固定在桥面上情境导入F1F2F两个人同时拉动推车，也可以一个人拉动推车，从效果上讲两个人的拉力与一个人的拉力是相当的，但两个人拉力的合力并不是一个真实存在的力等效F1、F2可以看作

F的分力，F可以看作F1、F2的合力合力是一种效果力，合力没有施力物体新课讲解作用于物体上同一点，或者作用在同一个物体上且力的作用线相交于同一点的几个力叫作共点力。①几个力同时作用于一点（力的作用点重合）共点力②同时作用在同一物体上的几个力，虽然作用点不重合，但是这几个力的作用线的正向或反向延长线能够相交于同一点③当一个物体可以被视为质点时，作用在物体上的几个力就可以认为是共点力OO2O1O3F1F2F3说明：共点力中的“点”，可能在物体上，也可能不在物体上，还可能是与物体相关联的某细绳上的一个结点NF2GF1撬石块时，由于撬棍不能被看成质点，且受力无法交于一点，故撬棍受到的四个力不是共点力如果力

F的作用效果与力F1和

F2共同作用的效果相同，我们就称F为F1和

F2的合力，F1和

F2为F的分力。注意：合力与分力的等效替代强调的是效果相同，而不是物体的重新受力。因此在受力分析时，合力与分力不能同时分析。合力与分力合力与分力的关系合力与分力等效性同体性瞬时性相互替代关系受力物体相同瞬时对应关系各个分力作用在同一物体上某个分力变化了，合力同时也发生变化合力的作用效果与分力的共同作用效果相同求几个力的合力的过程叫作力的合成。力的合成F1＝50NF2＝20NF1＝50NF2＝20NF合

=70NF合=30N方向与两个力同向，水平向右F合

=F1+F2=70N方向与较大的力同向，水平向左F合=|F1-F2|=30N

同一直线上力的合成1、实验目的探究分力与合力的关系，寻找求合力的方法。平台、白纸、弹簧测力计（至少两个）

、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉2、实验原理合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同。3、实验器材实验：探究两个互成角度的力的合成规律（1）在桌面上固定一个贴有白纸的方木板，用图钉把橡皮筋的一端固定在板上靠近顶端中点的A点，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套。A4、实验步骤O（2）用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置O。（3）用铅笔从O点沿着两绳的方向画直线，作出两个力F1和F2的图示。AO（4）只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，作出这个力F的图示。研究这三个力的大小及方向的关系。

一个弹簧时的拉力F′和作图得到的合力F在误差范围内重合，说明两个力合成时，用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，则平行四边形的对角线所代表的力就是合力的大小和方向。如果用表示两个共点力F1

和F2

的线段为邻边作平行四边形，那么合力F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，如图所示，这叫作力的平行四边形定则。·OF1F2F（1）弹簧测力计使用前没调零会造成误差。（2）实验中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳与纸面之间有摩擦力会造成误差。（3）橡皮条的结点没有拉到同一位置会造成偶然误差。（4）如果两个分力的夹角太小或太大，F1、F2的数值太小，应用平行四边形定则作图时会造成偶然误差。6、误差分析从力的作用点起，按同一标度作出两个分力

F1

和

F2

的图示，再以

F1

和

F2

为邻边作平行四边形，画出过作用点的对角线，量出对角线的长度，计算出合力的大小，量出对角线与某一力的夹角确定合力的方向（如图所示）。求两个力共点力的合力的方法作图法类型作图合力的大小、方向两分力互相垂直

F=，tanθ

=合力与其中一个分力垂直

F=，F⊥F2两分力等大，夹角为θ

F=2F1cos，F与F1的夹角为两分力等大，夹角为120°

F

=

F1

=

F2，θ

=

60°计算法平行四边形的一半是三角形，在求合力的时候，也可以把表示原来两个力首尾相接，然后再从第一个力的始端向第二个力的末端画一条有向线段，这个有向线段就可以表示原来两个力的合力。这种求合力的方法叫作力的三角形定则。如图所示。力的三角形定则（2）巧用特殊角：比如120°、60°等。（3）巧用分组：同一直线上的力优先分为一组，再对其他力合成。（4）巧用对称性：利用力的对称性，找出它们之间的夹角关系，用计算法求解。拓展：多个共点力合成的方法（1）基本方法：先利用平行四边形定则，求出其中两个力的合力F，如图所示，然后再利用平行四边形定则再求这个合力和第三个力的合力F′，以此类推，从而求出最后的合力。1.作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是5N，另一个力的大小是8N，它们的合力可能是(

)A.2N B.4N C.14N D.20NB小试牛刀答案：B解析：两力合成时，合力范围为代入数据，故有故B正确，ACD错误。2.如图所示，AB是半圆的直径，O为圆心，P点是圆上的一点，在P点作用了三个共点力

.若

的大小已知，则这三个力的合力为(

)A. B. C. D.C答案：C解析：以

为邻边作平行四边形，由几何特征，可知平行四边形是矩形，则合力

，故

的合力

，所以C正确，故选C.学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结3.如图所示，有五个力作用于同一点O，表示这五个力的有向线段恰分别构成一个正六边形的两条邻边和内角的连线.已知

，则这五个力的合力大小为(

)A.20N B.30N C.40N D.60ND

答案：D解析：解法一：利用平行四边形定则，如图甲所示.最大力为，根据平行四边形定则可知，与的合力为与的合力为，这五个力的合力为，已知，根据几何关系可知，所以合力的大小为，故D正确.答案：D解析：利用三角形定则，如图乙所示.将分别平移到与与的末端之间，的合力等于的合力等于，由几何关系可知，故这五个力的合力大小为，故D正确.学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结4.用如图装置“探究力的平行四边形定则”的实验时，其中有益于减小实验误差的做法是(

)A.两细绳必须等长B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的两细绳要相互垂直B答案：B解析：A.为减小实验误差，拉橡皮条的细绳应细一些且长一些，可不必等长，故A错误；B.为了防止出现竖直方向的分力，读数的弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确；C.该实验应用作图法，用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差适当即可，之差不一定尽可能大，故C错误；D.拉橡皮条的两细绳要长一些，构成一定的角度即可，不必要相互垂直，故D错误；故选B。

共点力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，这几个力就叫作共点力.

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，这几个力就叫做那个力的分力.1作用力的延长线交于一点，也属于共点力相对平行力而言的，要注意非共点力不能合成2等效替换，合力与分力不同时存在课堂小结①

力的合成（1）平行四边形定则——矢量运算法