4力的合成用(教育精品).ppt

4 4 力的合成力的合成F F1 1F F2 2G G11.1.能从力的作用的等效性来理解合力和分力的概念。能从力的作用的等效性来理解合力和分力的概念。2.2.能通过实验探究求合力的方法能通过实验探究求合力的方法平行四边形定则，平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍规则。并知道它是矢量运算的普遍规则。3.3.会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。(重点重点)4.4.知道合力的大小和分力夹角的关系。知道合力的大小和分力夹角的关系。(重点重点)2F1F2G GF FG G3多个力的作用效果多个力的作用效果=一个力的作用效果一个力的作用效果物理思想物理思想:等效替代等效替代4一、力的合力一、力的合力 1.1.合力与分力：当一个物体受到几个力的共同作用时，合力与分力：当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做这个力的分力。的合力。原来的几个力叫做这个力的分力。说明：说明：在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的等效代替。而不是物体又多受了一个力，这就是力的等效代替。而不是物体又多受了一个合力。合力。5既然合力与分力可以相互替代，那它们之间存在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？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。62.2.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.7F1=4N N0F2=3N NF合合=F1+F2=7N N3.3.方向方向在同一直线上在同一直线上力合成问题力合成问题两个分力同向相加两个分力同向相加8两个分力反向相减两个分力反向相减0F1=4N NF2=3N NF合合=F1-F2=1N N9以上情形中两个分力共线，如果两个分力有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？夹角该怎样合成？10【实验器材实验器材】方木板、白纸、弹簧测力计方木板、白纸、弹簧测力计（两个）、橡皮条、细绳套（两个）、橡皮条、细绳套1 1个或个或2 2个、三角板、刻度尺、个、三角板、刻度尺、图钉（几个）。图钉（几个）。111 1.怎样确定两个分力怎样确定两个分力F F1 1、F F2 2的大小、方向？的大小、方向？F1F2O12F1F2OF2.2.怎样使怎样使F F单独作用效果单独作用效果与与F F1 1、F F2 2共同作用效果相共同作用效果相同？同？合力合力分力分力13实验结论总结实验结论总结（1 1）求两个力的合力时，以表示这两个力的线段）求两个力的合力时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，夹在两邻边之间的对角线为邻边作平行四边形，夹在两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这个法则叫平行四边就表示合力的大小和方向，这个法则叫平行四边形定则。形定则。F F1 1O OF F2 21、保证分力、合力的比例一致，、保证分力、合力的比例一致，且力的标度适当且力的标度适当2、分清虚线、实线，表示分力和、分清虚线、实线，表示分力和合力的两条邻边和对角线画实线，合力的两条邻边和对角线画实线，并加箭头，平行四边形的两条边并加箭头，平行四边形的两条边画虚线。画虚线。3、求合力时，既要求出合力的大、求合力时，既要求出合力的大小，还要求出合力的方向。小，还要求出合力的方向。14（2 2）平行四边形定则是一切矢量的运算法则，不仅）平行四边形定则是一切矢量的运算法则，不仅适用于力的合成，也适用于位移、速度、加速度等适用于力的合成，也适用于位移、速度、加速度等矢量的合成。矢量的合成。151.1.两个力两个力F F1 1和和F F2 2的夹角在由的夹角在由0 0变为变为180180过程中，合过程中，合力的大小怎样变化？你能不能确定出两个力的合力大力的大小怎样变化？你能不能确定出两个力的合力大小范围？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】1617合力可能合力可能大于、等大于、等于或小于于或小于分力分力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，两个分力的的情况下，两个分力的夹角越大，合力越小夹角越大，合力越小。18(1)(1)当两个分力方向相同（夹角为当两个分力方向相同（夹角为0 00 0）时）时合力最大，合力最大，F FF F1 1+F+F2 2 合力与分力方向相同；合力与分力方向相同；(2)(2)当两个分力方向相反（夹角为当两个分力方向相反（夹角为1801800 0）时）时合力最小，合力最小，F FF F1 1-F-F2 2 合力与分力合力与分力F F1 1 、F F2 2中较大的方向相同。中较大的方向相同。(3)(3)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(4)(4)合力可能大于、等于、小于任一分力合力可能大于、等于、小于任一分力(5)(5)两个等大的分力夹角为两个等大的分力夹角为1201200 0时，合力与两个分力一样大，且合力方向与时，合力与两个分力一样大，且合力方向与每个分力夹角均为每个分力夹角均为60600 0.（6 6）两个分力的夹角为）两个分力的夹角为90900 0时，合力大小为时，合力大小为 ，合力的方向与，合力的方向与F1F1的夹角的夹角满足满足tantan=F=F2 2/F/F1.1.195.5.三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先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，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 F1234123420【典例典例】气球在空中受到的空气浮力竖直向上，大小气球在空中受到的空气浮力竖直向上，大小为为4N4N，同时受到水平方向的风力作用，大小为，同时受到水平方向的风力作用，大小为3N3N。求。求气球受到的浮力与风力的合力。气球受到的浮力与风力的合力。211.1.图解法图解法(即力的图示法即力的图示法)求合力。求合力。解：解：选定一个合适的标度，如用一选定一个合适的标度，如用一个单位长度表示个单位长度表示1N1N，用，用O O点代表气点代表气球，作出气球所受两个力的图示，球，作出气球所受两个力的图示，如图所示。以如图所示。以F F1 1、F F2 2为邻边作平行为邻边作平行四边形，作出表示合力四边形，作出表示合力F F的对角线的对角线OFOF，用刻度尺量出对角线的长，约，用刻度尺量出对角线的长，约为为5 5个单位长度，可求得合力的大个单位长度，可求得合力的大小约为小约为F=5F=51N=5N1N=5N用量角器量出合用量角器量出合力力F F与竖直方向的夹角为与竖直方向的夹角为3737O222.2.计算法计算法求合力求合力解：解：根据平行四边形定则作出下图根据平行四边形定则作出下图:F F1 1F F2 2F F合合由直角三角形可得由直角三角形可得方向：与方向：与竖直方向竖直方向夹夹角为角为且且23求合力的两种方法：求合力的两种方法：(1)(1)图解法从力的作用点沿两个分力的作用方向，图解法从力的作用点沿两个分力的作用方向，按同一标度作出两个分力按同一标度作出两个分力F F1 1和和F F2 2,并画成一个平行并画成一个平行四边形，这个平行四边形的对角线的长度按同样比四边形，这个平行四边形的对角线的长度按同样比例表示合力的大小，对角线的方向就是合力的方向。例表示合力的大小，对角线的方向就是合力的方向。通常可用量角器直接量出它与某一个分力方向的角通常可用量角器直接量出它与某一个分力方向的角度。度。(2)(2)计算法用公式计算出合力的大小。计算法用公式计算出合力的大小。【规律方法规律方法】24GF F1 1F F2 225二、共点力二、共点力如果一个物体受到两个或更多个力作用，这些力都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，或者虽不作用在同一点上，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，这样的一组力叫做但它们的延长线相交于同一点，这样的一组力叫做共点力。共点力。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。共点力的作用线共点力的作用线能相交于一点能相交于一点26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力的合成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，这两个邻边之间以两个共点力为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的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271.1.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。它们的作用效果。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 282.F2.F1 1与与F F2 2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，F F1 1=10N=10N，F F2 2=8N=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.2NA.19N B.18N C.10N D.2N3.3.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，当它们间的夹角为角为9090时合力为时合力为F F，则当它们间的夹角为，则当它们间的夹角为120120时，时，合力的大小为合力的大小为()()A.2F B.C.F D.A.2F B.C.F D.BCDBCDB B294 4如图所示，重为如图所示，重为100N100N的物体在水平面上向右运的物体在水平面上向右运动动,物体与水平面的动摩擦因数为物体与水平面的动摩擦因数为0.2,0.2,与此同时物与此同时物体受到一个水平向左的力体受到一个水平向左的力F=20N,F=20N,那么物体受到的合那么物体受到的合力为力为(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FB 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30F1F3F2O5.5.如图所示，同一平面内的三个共点力如图所示，同一平面内的三个共点力F F1 1、F F2 2、F F3 3之间的夹角互成之间的夹角互成120120，其中，其中F F1 1的大小为的大小为20N20N，方向，方向水平向右，水平向右，F F2 2、F F3 3的大小均为的大小均为30N30N，则三个力的合，则三个力的合力大小及方向是（力大小及方向是（）A A10N10N，方向水平向左，方向水平向左 B B10N10N，方向水平向右，方向水平向右C C40N40N，方向水平向左，方向水平向左 D D80N80N，方向水平向左，方向水平向左A A31过去不等于未来；没有失败，只有暂时停过去不等于未来；没有失败，只有暂时停止成功；采取更大量的行动。止成功；采取更大量的行动。32