【课件】力的合成与分解——力的合成+课件高一上学期物理人教版（2019）必修第一册+.pptx

第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回4 4 力的合成力的合成F F1 1F F2 2G G生活事例生活事例一个力的作用效果一个力的作用效果两个力的作用效果两个力的作用效果F1F2F力力F的效果的效果和和F1 1、F2 2共同共同作用的效果作用的效果一样一样合合一、力的合力一、力的合力 力与分力力与分力 如果一个力产生的如果一个力产生的效果效果，跟几个力的共同，跟几个力的共同效果相同效果相同，则这个力就叫做那几个力的则这个力就叫做那几个力的合力合力，那几个力叫做，那几个力叫做分力分力。合力合力分力分力等效替代等效替代可逆替代可逆替代 不能不能理解为物体在受到几个力（分力）理解为物体在受到几个力（分力）作用的同时，还受到了合力的作用；作用的同时，还受到了合力的作用；4【说明说明】力的合成是一种等效代替方法，即用力的合成是一种等效代替方法，即用一个假设的力去替代几个共同作用的力，替代后一个假设的力去替代几个共同作用的力，替代后产生的效果与原来相同。从而简化物体的受力，产生的效果与原来相同。从而简化物体的受力，给我们解决实际问题带来了方便。给我们解决实际问题带来了方便。在力的合成中在力的合成中分力是客观存在的分力是客观存在的，合力是，合力是假想力假想力，用于替代分力。，用于替代分力。一、合力、分力与力的合成的概念一、合力、分力与力的合成的概念第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回 既然合力与分力可以相互替代，那它们既然合力与分力可以相互替代，那它们之间存在什么关系呢？之间存在什么关系呢？是不是满足是不是满足1+1=21+1=2呢？呢？答案是不一定，不是因为算错，答案是不一定，不是因为算错，而是它要符合而是它要符合平行四边形定则。平行四边形定则。第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回2.2.力的合成力的合成求几个力的合力的过程，叫做求几个力的合力的过程，叫做力的合成力的合成.第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回F1=4N N0F2=3N NF合合=F1+F2=7N N3.3.方向在同一直线上力合成问题方向在同一直线上力合成问题两个分力同向相加，两个分力同向相加，方向与两力方向相同方向与两力方向相同第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回两个分力反向相减，两个分力反向相减，方向与较大力的方向相同方向与较大力的方向相同0F1=4N NF2=3N NF合合=|F1-F2|=1N N1、同一直线上两个力的合成、同一直线上两个力的合成二、力的合成二、力的合成两力两力同同向相向相加加两力两力反反向相向相减减F合合=F1+F2F合合=|F1-F2|第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回 以上情形中两个分力共线，如果两个以上情形中两个分力共线，如果两个分力有夹角该怎样合成？分力有夹角该怎样合成？F1F2FF1F2Fo三角形定则三角形定则共起点共起点首尾相接首尾相接平行四边形定则作法：以作法：以表示这两个力的线段表示这两个力的线段为为邻边邻边作平行四边形作平行四边形,这这两个邻边之间的对角线两个邻边之间的对角线就代表就代表合力合力的大小和方向。的大小和方向。解：解：作图法作图法(即力的图示即力的图示)求合力求合力 15NF F1 1F F2 2F F合合530例题例题1 1.已知：力已知：力F F1 1=45N=45N，方向水平向右；力，方向水平向右；力F F2 2=60 N=60 N，方，方向竖直向上，利用作图法求这两个力的合力向竖直向上，利用作图法求这两个力的合力F F的大小和方向的大小和方向？大小：大小：F合合=15X5N=75N方向：方向：与与F F1 1成成5353斜向斜向 右上方右上方O步骤：步骤：学以致用学以致用 巩固提高巩固提高 练习练习:F16,F26,它们互成它们互成1200夹角夹角,求出合力求出合力F的大小和方向的大小和方向 (用用作图法作图法和和计算法计算法)以下为求合力的二种特殊情况：以下为求合力的二种特殊情况：思考：当两个力的夹角不是特殊角时，如何求合力？实线虚线实线第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回（2 2）平行四边形定则是一切）平行四边形定则是一切矢量矢量的运的运算法则，不仅适用于力的合成，也适用算法则，不仅适用于力的合成，也适用于位移、速度、加速度等矢量的合成。于位移、速度、加速度等矢量的合成。第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回1.1.两个力两个力F F1 1和和F F2 2的夹角在由的夹角在由00变为变为180180过程中，过程中，合力的大小怎样变化？你能不能确定出两个力的合力的大小怎样变化？你能不能确定出两个力的合力大小范围？合力大小范围？2.2.合力的大小一定大于分力的大小吗？合力的大小一定大于分力的大小吗？【思考讨论思考讨论】第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回4.4.合力与分力的大小关系合力与分力的大小关系在两个分力在两个分力F F1 1、F F2 2大小不变大小不变的情况下，的情况下，（1 1）两个分力的）两个分力的夹角夹角越大，合力越小越大，合力越小；（2 2）合力大小范围）合力大小范围 （3）合力可能大于、等于或小于分力）合力可能大于、等于或小于分力(4)120且且F1=F2时，时，F合合=F1=F2 如果夹角如果夹角 不变，不变，大小不变，只要大小不变，只要 增增大，合力大，合力 就必然增大吗？就必然增大吗？【练习】【练习】F1与与F2为作用在同一物体上的两个力，为作用在同一物体上的两个力，F1=10N，F2=8N，它们的合力大小可能是，它们的合力大小可能是()A.19N B.18N C.10N D.2NBCD【例【例2】有两个力，一个是有两个力，一个是10N，一个是，一个是2N，这两个力，这两个力的合力的最大值是的合力的最大值是_最小值是最小值是_。它们的合力能。它们的合力能等于等于5N、10N、15N吗？吗？12N8N第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回5.5.三个及三个以上力的合成的方法三个及三个以上力的合成的方法先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，直到把所有力合为一个力，得到合力。直到把所有力合为一个力，得到合力。F F1 1F F2 2F F3 3F F4 4F F1212F F123123F F12341234逐次合成法逐次合成法多个力合成的技巧多个力合成的技巧多个力的合成的基本方法仍是平行四边形定则，但要掌多个力的合成的基本方法仍是平行四边形定则，但要掌握一定技巧，一般情况下：握一定技巧，一般情况下：(1)若有两分力共线若有两分力共线(方向相同或相反方向相同或相反)，应先求这两个分，应先求这两个分力的合力力的合力(2)若两分力若两分力F1、F2垂直，则先求垂直，则先求F1、F2的合力的合力(3)若两分力大小相等，夹角为若两分力大小相等，夹角为120，则先求它们的合力，则先求它们的合力(大小仍等于分力大小仍等于分力)【三角形定则的两个推论三角形定则的两个推论】(1)(1)表示三个共点力的有向线段首尾相接表示三个共点力的有向线段首尾相接,如果能围成如果能围成闭合的三角闭合的三角形形,如图所示如图所示,则这三个力的则这三个力的合力一定为零合力一定为零。(2)(2)表示多个共点力的有向线段首尾相接表示多个共点力的有向线段首尾相接,从第从第1 1个力的始端指向个力的始端指向最后最后1 1个力的末端的有向线段代表合力的大小和方向个力的末端的有向线段代表合力的大小和方向,如图所示。如图所示。如果这些力首尾相接围成一个如果这些力首尾相接围成一个闭合的闭合的多边形多边形,则其则其合力一定为零。合力一定为零。6.三个力的合力取值范围三个力的合力取值范围【例【例3】三个共点力大小分别为三个共点力大小分别为5N、10N、12N，其最大合力为，其最大合力为_N，最小合力为，最小合力为_N270最大值：最大值：Fmax=F1+F2+F3最小值：先求两个较小力最小值：先求两个较小力F1，F2的合力范围的合力范围（1）若最大力）若最大力F3在合力范围之内，在合力范围之内，Fmin=0（2）若最大力）若最大力F3不在合力范围之内，不在合力范围之内，Fmin=F3-(F1+F2)【练习【练习3】三个共点力大小分别为三个共点力大小分别为4N、8N、15N，其最大合力为，其最大合力为_N，最小合力为，最小合力为_N273第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回1.1.下列关于合力与分力的叙述中正确的是下列关于合力与分力的叙述中正确的是()()A.A.合力的大小一定大于每一分力的大小。合力的大小一定大于每一分力的大小。B.B.合力可以同时垂直于每一分力。合力可以同时垂直于每一分力。C.C.合力与分力间是一种等效替代关系，不能同时考查它合力与分力间是一种等效替代关系，不能同时考查它们的作用效果。们的作用效果。D.D.若两个分力的大小不变，则合力的大小也不会变化若两个分力的大小不变，则合力的大小也不会变化C C 第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回2.2.有两个大小相等的共点力有两个大小相等的共点力F F1 1和和F F2 2，当它们间的夹角为，当它们间的夹角为9090时合时合力为力为F F，则当它们间的夹角为，则当它们间的夹角为120120时，合力的大小为时，合力的大小为()()A.2F B.C.F D.A.2F B.C.F D.B B解：解：第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回3 3如图所示，重为如图所示，重为100N100N的物体在水平面上向右运动的物体在水平面上向右运动,物体与水物体与水平面的动摩擦因数为平面的动摩擦因数为0.2,0.2,与此同时物体受到一个水平向左的力与此同时物体受到一个水平向左的力F=20N,F=20N,那么物体受到的合力为那么物体受到的合力为(g(g取取10N/kg)()10N/kg)()A A0 0 B B40N,40N,水平向左水平向左C C20N,20N,水平向右水平向右 D D20N,20N,水平向左水平向左B B提示：提示：先判断摩擦力的类型，先判断摩擦力的类型，然后确定摩擦力的方向及大小然后确定摩擦力的方向及大小 例题例题.重重5N电灯受到电灯受到OA、OB两绳子拉力处于静止两绳子拉力处于静止状态，则绳子状态，则绳子OA、OB拉力的合力大小为拉力的合力大小为_5N 当物体受到三个力静止时，任意两个力的当物体受到三个力静止时，任意两个力的合力与第三个力的大小相等，方向相反。合力与第三个力的大小相等，方向相反。阅读课本阅读课本69页实验，并思考以下问题页实验，并思考以下问题1.怎么保证两个分力与合力的作用效果相同？怎么保证两个分力与合力的作用效果相同？2.怎样测出力的大小？怎样测出力的大小？3.怎样记录力的方向？怎样记录力的方向？4.如何得到合力和分力的关系满足平行四边形定则？如何得到合力和分力的关系满足平行四边形定则？5.哪一个是合力的实际值（等效力）？哪一个是合力的实际值（等效力）？6.哪一个是合力的理论值？哪一个是合力的理论值？32-橡皮筋沿同一方向拉到相同长度橡皮筋沿同一方向拉到相同长度-弹簧秤读数弹簧秤读数记录细绳的方向记录细绳的方向-记录两点记录两点作力的图示作力的图示实验：探究两个互成角度的力的合成规律实验：探究两个互成角度的力的合成规律实验：探究两个互成角度的力的合成规律实验：探究两个互成角度的力的合成规律 两个弹簧秤、橡皮条、两个弹簧秤、橡皮条、细绳、细绳、木板、白纸、木板、白纸、图钉、刻度尺等图钉、刻度尺等5N3N4NEO1N 步骤步骤1：用两个力：用两个力F1、F2共同作共同作 用在橡用在橡皮条上，使橡皮条从皮条上，使橡皮条从E点伸长到点伸长到O点。记下点。记下F1、F2的大小和方向的大小和方向 步骤步骤2：只用一个：只用一个弹簧称将同一个橡皮弹簧称将同一个橡皮条从条从E伸至伸至O点。记下点。记下F的大小和方向。的大小和方向。步骤步骤3：用同一标：用同一标度，将三个力在同一点度，将三个力在同一点用力的图示出来，观察用力的图示出来，观察它们之间的位置关系。它们之间的位置关系。多次实验后，可得出结论：多次实验后，可得出结论：在实在实验误差允许的范围内，验误差允许的范围内，两个力的两个力的合力为以这两分力为邻边作出的合力为以这两分力为邻边作出的平行四边形的对角线平行四边形的对角线实验结论：第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回GF F1 1F F2 2第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回二、共点力二、共点力 如果一个物体受到两个或更多个力作如果一个物体受到两个或更多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或用，这些力都作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线者虽不作用在同一点上，但它们的延长线相交于同一点，这样的一组力叫做共点力。相交于同一点，这样的一组力叫做共点力。力的合成的平行四边形法则，只适力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力。用于共点力。共点力的作用线能共点力的作用线能相交于一点相交于一点共点力：共点力：如果一个物体同时受两个或更多个力的作用，这些力共同作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线相交于同一点，这几个力叫做共点力FFG力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力o第第4节节：力的合成：力的合成相相互互作作用用返回对于同一物体产对于同一物体产生相同的效果生相同的效果已知分力已知分力合力合力力的合成力的合成平行四边形定则平行四边形定则以两个共点力为邻边作平行四边形，这两个邻以两个共点力为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的边之间的对角线就表示合力的大小和方向对角线就表示合力的大小和方向遵循遵循