3.4力的合成(新) LI.ppt

3.4 3.4 力的合成力的合成 第三章第三章 相互作用相互作用 复复 习：习：1、如何简单直观的描述力的大小和方向、如何简单直观的描述力的大小和方向？2 2、力的作用效果是什么？、力的作用效果是什么？力的图示力的图示（1）使物体发生形变）使物体发生形变（2）改变物体的运动状态）改变物体的运动状态生活事例生活事例一个力（一个力（F）的作用效果）的作用效果两个力（两个力（F1及及F2）的作用效果）的作用效果一个力的作用效果一个力的作用效果多个力的作用效果多个力的作用效果 曹冲称象曹冲称象是人人皆知的历史故事，是人人皆知的历史故事，请同学们结合下面的图片回忆故事情节，细请同学们结合下面的图片回忆故事情节，细心体会曹冲是怎样心体会曹冲是怎样“称出称出”大象的重量的？大象的重量的？采用的是什么方法？思考后，请举手发言。采用的是什么方法？思考后，请举手发言。“等效替代”几个力几个力一个力一个力=效果相同等效替代分力分力合力合力一、几个概念一、几个概念F1F2G=200NG=200NF1 1、合力、分力、合力、分力 如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作用产生的用产生的效果相同效果相同，那么这个力叫做那几个力的，那么这个力叫做那几个力的合力合力。原来的那几个力叫做这个力的原来的那几个力叫做这个力的分力分力。一、几个概念一、几个概念1 1、合力、分力、合力、分力 如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作用产生的用产生的效果相同效果相同，那么这个力叫做那几个力的，那么这个力叫做那几个力的合力合力。原来的那几个力叫做这个力的。原来的那几个力叫做这个力的分分力力。一、几个概念一、几个概念合力与分力的关系：合力与分力的关系：等效替代等效替代1 1、合力、分力、合力、分力 如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作用产生的用产生的效果相同效果相同，那么这个力叫做那几个力的，那么这个力叫做那几个力的合力合力。原来的那几个力叫做这个力的。原来的那几个力叫做这个力的分力分力。说明：在实际问题中，可以用一个力来代替那几个说明：在实际问题中，可以用一个力来代替那几个力，这就是力的力，这就是力的等效代替等效代替等效代替等效代替。即即合力与分力的关系是合力与分力的关系是“等效替代等效替代”。而不是物体又多受了一个合力。而不是物体又多受了一个合力。在在分析同一个问题时，合力和分力不能同时使用。分析同一个问题时，合力和分力不能同时使用。也也就是说，在分析问题时，考虑了合力就不能再考虑就是说，在分析问题时，考虑了合力就不能再考虑分力；考虑了分力就不能再考虑合力。分力；考虑了分力就不能再考虑合力。一、几个概念一、几个概念合力与分力的关系：合力与分力的关系：等效替代等效替代2 2、力的合成、力的合成 求几个已知力的合力的过程叫做求几个已知力的合力的过程叫做力的合成力的合成。1 1、合力、分力、合力、分力 如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作用产生的用产生的效果相同效果相同，那么这个力叫做那几个力的，那么这个力叫做那几个力的合力合力。原来的那几个力叫做这个力的。原来的那几个力叫做这个力的分力分力。力的合成就是找一个力去力的合成就是找一个力去力的合成就是找一个力去力的合成就是找一个力去替代替代替代替代几个已知力，而不改几个已知力，而不改几个已知力，而不改几个已知力，而不改变其作用效果变其作用效果变其作用效果变其作用效果一、几个概念一、几个概念合力与分力的关系：合力与分力的关系：等效替代等效替代2 2、力的合成、力的合成 求几个已知力的合力的过程叫做求几个已知力的合力的过程叫做力的合成力的合成。3 3、共点力、共点力 如果物体受到的两个力或多个力作用在物体如果物体受到的两个力或多个力作用在物体的同一点或者作用线相交于同一点，那么这两个的同一点或者作用线相交于同一点，那么这两个力或多个力就叫做力或多个力就叫做共点力共点力。1 1、合力、分力、合力、分力 如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作用产生的用产生的效果相同效果相同，那么这个力叫做那几个力的，那么这个力叫做那几个力的合力合力。原来的那几个力叫做这个力的。原来的那几个力叫做这个力的分力分力。一、几个概念一、几个概念3 3、共点力、共点力 如果物体受到的两个力或多个力作用在物体如果物体受到的两个力或多个力作用在物体的同一点或者作用线相交于同一点，那么这两个的同一点或者作用线相交于同一点，那么这两个力或多个力就叫做力或多个力就叫做共点力共点力。F1F2GF1F2F非共点力非共点力在同一条直线上力的合成在同一条直线上力的合成F1F2F1F=F1+F2F2F1F=F1-F2一个力作用一个力作用二力同向二力同向二力反向二力反向二二、合成方法、合成方法1、同一直线上二力合成的规律、同一直线上二力合成的规律使用直接加减的方法使用直接加减的方法同向相加同向相加反向相减反向相减问题问题 若两个分力的方向不若两个分力的方向不在同一直线上呢在同一直线上呢?二二、合成方法、合成方法 如图：当两个力如图：当两个力不在一条直线不在一条直线上时上时还能用这种方法求合力吗还能用这种方法求合力吗?如何求任意如何求任意的的互成角度互成角度的两个力的合力呢的两个力的合力呢?F1=1NF2=2N二二、合成方法、合成方法想想一一想想 你能设计一个实验探究你能设计一个实验探究合力合力F F与互成角度的两个力与互成角度的两个力F F1 1、F F2 2的关系吗？的关系吗？互成角度两个力的合成遵循什么规律？互成角度两个力的合成遵循什么规律？【实验器材实验器材】方木板、白纸、弹簧秤方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细（两个）、橡皮条、细绳套绳套1个或个或2个、三角板、个、三角板、刻度尺、图钉（几个）。刻度尺、图钉（几个）。互成角度两个力的合成遵循什么规律？互成角度两个力的合成遵循什么规律？力的合成实验演示力的合成实验演示F2F合合F1O结论结论：力的合成遵循的规律：力的合成遵循的规律：（1）平行四边形定则：平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两两个力合成时，以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。对角线就代表合力的大小和方向。F2F合合F1O（2）注意）注意：平行四边形定则只适用于共点力的情况下。平行四边形定则只适用于共点力的情况下。二、合成方法二、合成方法1.同一直线上力的合成同一直线上力的合成反向：反向：F=F1-F2 同向：同向：F=F1+F22.互成角度的两个力的合成互成角度的两个力的合成利用平行四边行定则进行合成利用平行四边行定则进行合成F1FO）F215N解：解：(1)(1)作图法作图法.则则F=75N,合力合力F与水平分力与水平分力F1间间的夹角为的夹角为533.求求合合力力的的方方法法(1)力力F1=45N，方向水平向右。力，方向水平向右。力F2=60N，方向竖，方向竖直向上。通过作图法求这两个力的合力直向上。通过作图法求这两个力的合力F的大小和的大小和方向。方向。(1)(1)、作图法：、作图法：按按同一标度同一标度作出两个分力作出两个分力F F1 1、F F2 2力的图示；力的图示；画画出出平平行行四四边边形形；(分分力力和和合合力力要要画画成成带带箭箭头头的的实实线线，平平行行四四边边形形的的另另外外两两条条边边必必须须画画成成虚线虚线。)量量出出对对角角线线的的长长度度，根根据据选选定定的的标标度度求求出出合力的大小；合力的大小；用用量量角角器器量量出出合合力力与与某某个个分分力力的的夹夹角角，表表示合力的方向。示合力的方向。3.求求合合力力的的方方法法(1)思考：思考：有没其他方法呢？有没其他方法呢？3.求求合合力力的的方方法法(2)(2)、计算法：、计算法：根据平行四边形定则作出力的示意图，根据平行四边形定则作出力的示意图，利用合力与分力组成的平行四边形内的三利用合力与分力组成的平行四边形内的三角形关系，求合力大小和方向。角形关系，求合力大小和方向。tan=F2/F1 =4/3 F1FO）F2如图所示，作出力的示意图，则如图所示，作出力的示意图，则=75N=534 4、多力合成的方法：、多力合成的方法：F1F2F3F4F12F123F1234 先求出任意两个力的合力，先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的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合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这进去，最后得到的结果就是这些力的合力些力的合力逐次合成法逐次合成法F1F2F3F4F5例：例：如图正六边形中，共点力如图正六边形中，共点力F1、F2、F3、F4、F5，若若F1=1N,则它们的合力是多大？则它们的合力是多大？F1F5思考思考2：合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力合合力力与与分分力力的的关关系系5 5、合力与分力间的关系、合力与分力间的关系：0时，即时，即F1、F2共线同方向：共线同方向：F合合F1F2 合力方向与两个力的方向相同合力方向与两个力的方向相同180时，即时，即F1、F2共线反方向：共线反方向：F合合F1F2合力方向合力方向与分力与分力F1、F2中较大的方向相同。中较大的方向相同。合力的取值范围：合力的取值范围：F1F2 F合合 F1F2当分力大小一定时，夹角当分力大小一定时，夹角越大，合力就越小：越大，合力就越小：F合合随随F1和和F2的夹角增大而减小的夹角增大而减小F1F2F合合F1F2F合合两力相互垂直时两力相互垂直时(=90)合力可能大于某一分力，也可能小于、合力可能大于某一分力，也可能小于、合力可能大于某一分力，也可能小于、合力可能大于某一分力，也可能小于、等于等于某一分力某一分力某一分力某一分力 小结小结1、合力与分力的关系是合力与分力的关系是“等效替代等效替代”。2、平行四边形定则：不在一条直线的两个力的合平行四边形定则：不在一条直线的两个力的合成时，以表示成时，以表示这两个力的这两个力的线段为邻边做平行四边线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。和方向。3、合力与分力的大小关系：合力与分力的大小关系：（1）合力大小范围合力大小范围F F1 1-F-F2 2 F F F F1 1+F+F2 2 合力不一定比分力大合力不一定比分力大（2）在在两两个个分分力力F F1 1、F F2 2大大小小不不变变的的情情况况下下，两两个个分分力的力的夹角越大，合力越小。夹角越大，合力越小。4.共点力共点力：如果一个物体受两个或多个力作用，这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些力都作用在物体上的同一点同一点，或者虽不作用在，或者虽不作用在同一点上，但它们的同一点上，但它们的作用线相交于同一点作用线相交于同一点，这几，这几个力叫做个力叫做共点力。共点力。1 1关于两个大小不变的共点力关于两个大小不变的共点力F F1 1、F F2 2与其合力与其合力F F的关系，下列说法中正确的是（的关系，下列说法中正确的是（）A AF F的大小随的大小随F F1 1、F F2 2间夹角的增大而增大间夹角的增大而增大 B BF F的大小一定大于的大小一定大于F F1 1、F F2 2中的最大者中的最大者 C CF F的大小随的大小随F F1 1、F F2 2间夹角的增大而减小间夹角的增大而减小 D DF F的大小不能小于的大小不能小于F F1 1、F F2 2中的最小者中的最小者C课堂练习课堂练习2 2两个共点力，大小都是两个共点力，大小都是50 N50 N，如果要使这，如果要使这两个力的合力也是两个力的合力也是50 N50 N，这两个力之间的夹，这两个力之间的夹角应为（角应为（）A A30300 0 B B60600 0 C C1201200 0 D D1501500 0c3 3两个共点力的合力最大值为两个共点力的合力最大值为35 N35 N，最小值为，最小值为5 N5 N，则这两个力的大小分别为，则这两个力的大小分别为 N N和和 N.N.若若这两力的夹角为这两力的夹角为90900 0，则合力大小为，则合力大小为 N N151520202525课堂练习课堂练习4.4.关于合力的下列说法中正确的是关于合力的下列说法中正确的是()()A.A.几个力的合力就是这几个力的代数和几个力的合力就是这几个力的代数和B.B.几个力的合力一定大于这几个力的任何一个力几个力的合力一定大于这几个力的任何一个力C.C.几个力的合力可能小于这几个力中最小的力几个力的合力可能小于这几个力中最小的力D.D.几个力的合力可能大于这几个力中最大的力几个力的合力可能大于这几个力中最大的力CD5、两个共点力的大小分别为、两个共点力的大小分别为F1=15 N、F2=9 N，他们的合力可能等于，他们的合力可能等于()A、9 N B、25 N C、6 N D、21 NACD课堂练习课堂练习6.6.大小不同的三个力作用在一个小球上，以大小不同的三个力作用在一个小球上，以下各组力中可能使小球平衡的一组（下各组力中可能使小球平衡的一组（）A：2N，3N，6N。B：1N，4N，6N。C：35N，15N，25 N D：5N，15N，25N C课堂练习课堂练习7 7 7 7有一组共点力的合力为零，将其中一个大小为有一组共点力的合力为零，将其中一个大小为有一组共点力的合力为零，将其中一个大小为有一组共点力的合力为零，将其中一个大小为2N2N2N2N的的的的力撤去，问剩下的几个力的合力为（力撤去，问剩下的几个力的合力为（力撤去，问剩下的几个力的合力为（力撤去，问剩下的几个力的合力为（）A、10 N B、8 N C、6 N D、2 ND课堂练习课堂练习结论结论：当物体受到几个力平衡时，若撤去某个力，：当物体受到几个力平衡时，若撤去某个力，剩下的几个力的合力与撤去的力的大小相等，方向剩下的几个力的合力与撤去的力的大小相等，方向相反。相反。8 8 8 8有一组共点力的合力为零，将其中一个大小为有一组共点力的合力为零，将其中一个大小为有一组共点力的合力为零，将其中一个大小为有一组共点力的合力为零，将其中一个大小为2N2N2N2N的的的的力的方向改变力的方向改变力的方向改变力的方向改变90909090，那么这组共点力的合力大小为为，那么这组共点力的合力大小为为，那么这组共点力的合力大小为为，那么这组共点力的合力大小为为（）A、0 B、2 N C、4 N D、ND验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则需要记录的内容？1、在在用用两两个个弹弹簧簧秤秤做做“验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则”的的实实验验中中，通通过过细细绳绳用用两两个个弹弹簧簧秤秤互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条条，使使结结点点拉拉至至某某一位置一位置O后，此时需记录的是哪几项？后，此时需记录的是哪几项？结结点点位位置置、两两弹弹簧簧秤秤读读数数（力力的的大大小小）、细细线线方方向向（力力的的方向）方向）2、这这样样做做了了之之后后再再单单独独用用一一个个弹弹簧簧秤秤，把把结结点点拉拉至至位位置置O，还要记下哪几项？还要记下哪几项？记记下下弹弹簧簧秤秤读读数数仅仅仅仅是是记记下下了了拉拉力力的的大大小小，还还应应该该记记下下拉力的方向拉力的方向注意事项注意事项v1位置不变：位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同位置一定要相同v2角度合适角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大，以60100之间为宜之间为宜v3尽量减少误差尽量减少误差v(1)在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内的前提下，在合力不超出量程及在橡皮条弹性限度内的前提下，测测量数据应尽量大一些量数据应尽量大一些v(2)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向细绳套应适当长一些，便于确定力的方向不要直接沿不要直接沿细绳套方向画直线细绳套方向画直线，应在细绳套两端画个投影点，去掉细，应在细绳套两端画个投影点，去掉细绳套后，连直线确定力的方向绳套后，连直线确定力的方向v4统一标度统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度：在同一次实验中，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要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些