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1、高中物理课件 力的合成本讲稿第一页，共五十页本讲稿第二页，共五十页本讲稿第三页，共五十页1 1能从力的作用效果上理解合力与分能从力的作用效果上理解合力与分力的概念，知道共点力的概念。力的概念，知道共点力的概念。2 2掌握力的平行四边形定则，会用作掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力。图法求共点力的合力。3 3会用直角三角形的知识求共点力的会用直角三角形的知识求共点力的合力。合力。4 4知道合力与分力的大小关系及夹角知道合力与分力的大小关系及夹角对合力的影响。对合力的影响。本讲稿第四页，共五十页本讲稿第五页，共五十页读教材读教材填要点填要点1 1合力与分力合力与分力(1)(1)定义：

2、一个力产生的效果跟原来几个力的共同效果定义：一个力产生的效果跟原来几个力的共同效果 ，这个力就叫做那几个力的，这个力就叫做那几个力的 ，原来的几个力叫做，原来的几个力叫做 。(2)(2)关系：合力与分力之间是关系：合力与分力之间是“”关系。关系。合力合力分力分力等效替代等效替代相同相同本讲稿第六页，共五十页 2 2力的合成力的合成 (1)(1)定义：求几个力的定义：求几个力的 的过程叫做力的合成。力的合的过程叫做力的合成。力的合成实际上就是要找一个力去代替几个已知的力，成实际上就是要找一个力去代替几个已知的力，而不改变其作用效果，即合力和分力可以而不改变其作用效果，即合力和分力可以 。(2)(

3、2)平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两个力的线段平行四边形定则：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作为邻边作 ，这两个邻边之间的对角线就代表，这两个邻边之间的对角线就代表 ，这个法则叫做平行四边形定则。，这个法则叫做平行四边形定则。合力合力相互替代相互替代平行四边形平行四边形合力的大小和方向合力的大小和方向本讲稿第七页，共五十页 关键一点关键一点 (1)(1)合力与分力满足平行四边形定则而不是算术法则，故合力可合力与分力满足平行四边形定则而不是算术法则，故合力可以大于、等于或小于分力。以大于、等于或小于分力。(2)(2)不仅力的合成遵循平行四边形定则，一切矢量的运算都遵循这不仅力的

4、合成遵循平行四边形定则，一切矢量的运算都遵循这个定则。个定则。3 3共点力共点力 如果一个物体受到两个或更多力的作用，而且这些力都共同如果一个物体受到两个或更多力的作用，而且这些力都共同作用在物体的作用在物体的 上，或者它们的上，或者它们的 相交于同一点，相交于同一点，这样的一组力叫做共点力。共点力的合成遵循平行四边形定则。这样的一组力叫做共点力。共点力的合成遵循平行四边形定则。同一点同一点延长线延长线本讲稿第八页，共五十页试身手试身手夯基础夯基础1 1关于共点力，下列说法中正确的是关于共点力，下列说法中正确的是 ()A A作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，作用在一个物体上的两个力，如果

5、大小相等，方向相反，这两个力是共点力方向相反，这两个力是共点力B B作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡 力，则这两个力是共点力力，则这两个力是共点力 C C作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点 在同一点上，则这几个力是共点力在同一点上，则这几个力是共点力D D作用在一个物体上的几个力，如果它们力的作用作用在一个物体上的几个力，如果它们力的作用 线汇交于同一点，则这几个力是共点力线汇交于同一点，则这几个力是共点力本讲稿第九页，共五十页解析：解析：共点力是几个力作用于一点或力的作用线交于一点共点力是几个力

6、作用于一点或力的作用线交于一点的力。作用在同一物体上大小相等方向相反的两个力不一的力。作用在同一物体上大小相等方向相反的两个力不一定在同一条直线上，即不一定是共点力。如果受两个力且定在同一条直线上，即不一定是共点力。如果受两个力且平衡的物体，所受的力一定是共点力，故平衡的物体，所受的力一定是共点力，故A A错误，错误，B B、C C、D D正确。正确。答案：答案：BCDBCD本讲稿第十页，共五十页图图 3 34 41 12 2引体向上是体育课上常做的一种体引体向上是体育课上常做的一种体育运动，人的双手抓住单杠使身体育运动，人的双手抓住单杠使身体在空中做上、下运动，可以有效锻在空中做上、下运动，

7、可以有效锻炼人的上肢及胸部多处肌肉，很多炼人的上肢及胸部多处肌肉，很多同学很喜欢这一运动。同学很喜欢这一运动。如图如图3 34 41 1所示，在做引体向上所示，在做引体向上运动时，双臂平行时用力大还是双运动时，双臂平行时用力大还是双臂张开较大角度时用力大？臂张开较大角度时用力大？本讲稿第十一页，共五十页答案：答案：双臂平行时省力，根据平行四边形定则可知，合力双臂平行时省力，根据平行四边形定则可知，合力一定时一定时(等于人的重力等于人的重力)，两臂分力的大小随双臂间夹角，两臂分力的大小随双臂间夹角的增大而增大，当双臂平行时，夹角最小，两臂用力最的增大而增大，当双臂平行时，夹角最小，两臂用力最小。

8、小。本讲稿第十二页，共五十页本讲稿第十三页，共五十页1 1实验目的实验目的验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则。验证互成角度的两个力合成时的平行四边形定则。2实验实验原理原理根据等效替代法，使一个力的作用效果和两个力的共同作用根据等效替代法，使一个力的作用效果和两个力的共同作用效果相同。将橡皮条一端固定，另一端用两个力效果相同。将橡皮条一端固定，另一端用两个力F1、F2使其伸使其伸长长一定一定长长度，再用一个力度，再用一个力F作用于橡皮条的同一点，使其伸作用于橡皮条的同一点，使其伸长长同同样样的的长长度，度，则则F与与F1和和F2的作用效果相同。所以的作用效果相同。所以F就是就是F1、F

9、2的合力，作的合力，作出力出力F的的图图示。再根据平行四示。再根据平行四边边形定形定则则作出力作出力F1、F2的合力的合力F的的图图示，比示，比较较F和和F的大小和方向是否相同。的大小和方向是否相同。本讲稿第十四页，共五十页3实验实验器材器材方木板一方木板一块块、白、白纸纸、弹弹簧簧测测力力计计(两只两只)、橡皮条、橡皮条、细绳细绳套套(两个两个)、三角板、刻度尺、三角板、刻度尺、图钉图钉(几个几个)、细细芯芯铅铅笔。笔。4实验实验步步骤骤(1)用用图钉图钉把白把白纸钉纸钉在水平桌面上的方木板上。在水平桌面上的方木板上。(2)用用图钉图钉把橡皮条的一端固定在把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另

10、一端拴上两个点，橡皮条的另一端拴上两个细绳细绳套。套。本讲稿第十五页，共五十页图图342 (3)用两只用两只弹弹簧簧测测力力计计分分别钩别钩住住细绳细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长长到某一位置到某一位置O，如，如图图342所示，所示，记记录录两两弹弹簧簧测测力力计计的的读读数数F1和和F2，用，用铅铅笔笔描下描下O点的位置及此点的位置及此时时两两细绳细绳套的方向。套的方向。(4)只用一只只用一只弹弹簧簧测测力力计计通通过细绳过细绳套把橡皮条的套把橡皮条的结结点拉到同点拉到同样样的位置的位置O，记记下下弹弹簧簧测测力力计计的的读读数数F和和细绳细绳的方向

11、。的方向。(5)改改变变两个力两个力F1与与F2的大小和的大小和夹夹角再重复角再重复实验实验两次。两次。本讲稿第十六页，共五十页5数据数据处处理理(1)用用铅铅笔和刻度尺从笔和刻度尺从结结点点O沿两条沿两条细绳细绳的方向画直的方向画直线线，按，按选选定的定的标标度作出度作出这这两只两只弹弹簧簧测测力力计计的的读读数数F1和和F2的的图图示，并以示，并以F1和和F2为邻边为邻边用刻度尺作平行四用刻度尺作平行四边边形，形，过过O点画平行四点画平行四边边形的形的对对角角线线，此，此对对角角线线即即为为合力合力F的的图图示。示。(2)用刻度尺从用刻度尺从O点按同点按同样样的的标标度沿度沿记录记录的的F

12、的方向作出的方向作出这这只只弹弹簧簧测测力力计计的拉力的拉力F的的图图示。示。(3)比比较较F和平行四和平行四边边形定形定则则求出的合力求出的合力F在大小和方向上是否相在大小和方向上是否相同。同。本讲稿第十七页，共五十页6注意事注意事项项(1)正确使用正确使用弹弹簧簧测测力力计计：使用前要使用前要检查检查指指针针是否指在零刻度是否指在零刻度线线上，否上，否则应则应校正零校正零位位(无法校正的要无法校正的要记录记录下零下零误误差差)。还还需用需用钩码检查钩码检查是否存是否存在示在示值误值误差，若存在，差，若存在，应应加以校正。加以校正。实验实验中的两只中的两只弹弹簧簧测测力力计计的的选选取方法是

13、：将两只取方法是：将两只弹弹簧簧测测力力计调计调零后互零后互钩钩水平水平对对拉拉过过程中，程中，读读数相同，数相同，则则可可选选；若；若读读数数不同，不同，应应另另换换或或调调校，直至相同校，直至相同为为止。止。本讲稿第十八页，共五十页使用使用弹弹簧簧测测力力计测计测力力时时，读读数数应应尽量大些，尽量大些，但不能超出它的但不能超出它的测测量范量范围围。被被测测力的方向力的方向应应与与弹弹簧簧测测力力计轴线计轴线方向一致，拉方向一致，拉动时弹动时弹簧及挂簧及挂钩钩不可与外壳相碰以避免不可与外壳相碰以避免产产生摩擦。生摩擦。读读数数时应时应正正对对、平、平视视刻度。刻度。本讲稿第十九页，共五十页

14、(2)规规范范实验实验操作：操作：不要直接以橡皮条端点不要直接以橡皮条端点为结为结点，可用一段点，可用一段细绳连细绳连接两接两细绳细绳套，以三套，以三绳绳交点交点为结为结点，点，应应使使结结点小些，以便准确地点小些，以便准确地记记录结录结点点O的位置。的位置。在同一次在同一次实验实验中，将橡皮条拉中，将橡皮条拉长时结长时结点点O的位置一的位置一定要相同。定要相同。不要用老化的橡皮条，不要用老化的橡皮条，检查检查方法是用一个方法是用一个弹弹簧簧测测力力计计拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的拉橡皮条，要反复做几次，使橡皮条拉到相同的长长度看度看弹弹簧簧测测力力计读计读数有无数有无变变化。化

15、。本讲稿第二十页，共五十页细绳细绳套套应应适当适当长长一些，便于确定力的方向。不要直一些，便于确定力的方向。不要直接沿接沿细绳细绳套的方向画直套的方向画直线线，应应在在细绳细绳套末端用套末端用铅铅笔画一个笔画一个点，去掉点，去掉细绳细绳套后，再将所套后，再将所标标点与点与O点点连连一直一直线线确定力的方向。确定力的方向。在同一次在同一次实验实验中，画力的中，画力的图图示所示所选选定的定的标标度要相同，并且度要相同，并且要恰当要恰当选选取取标标度，使所作力的度，使所作力的图图示稍大一些。示稍大一些。本讲稿第二十一页，共五十页7误误差分析差分析(1)误误差来源：除差来源：除弹弹簧簧测测力力计计本身

16、的本身的误误差外，差外，还还有有读读数数误误差、作差、作图误图误差等。差等。(2)减小减小误误差的差的办办法：法：实验过实验过程中程中读读数数时时眼睛一定要正眼睛一定要正视弹视弹簧簧测测力力计计的刻度，的刻度，要根据要根据弹弹簧簧测测力力计计的精度正确的精度正确读读数和数和记录记录。本讲稿第二十二页，共五十页作作图时图时用刻度尺借助于三角板，使表示两力的用刻度尺借助于三角板，使表示两力的对对边边一定要平行。因两个分力一定要平行。因两个分力F1、F2间间的的夹夹角角越大，用平越大，用平行四行四边边形定形定则则作出的合力作出的合力F的的误误差差F就越大，所以，就越大，所以，实验实验中不要把中不要把

17、取得太大，但也不宜太小，以取得太大，但也不宜太小，以60120之之间间为为宜。宜。本讲稿第二十三页，共五十页1将橡皮条的一端固定在将橡皮条的一端固定在A点，另一端拴上两根点，另一端拴上两根细绳细绳，每根每根细绳细绳分分别连别连着一个量程着一个量程为为5 N、最小刻度、最小刻度为为0.1 N的的弹弹簧簧测测力力计计。沿着两个不同的方向拉。沿着两个不同的方向拉弹弹簧簧测测力力计计。当橡皮。当橡皮条的活条的活动动端拉到端拉到O点点时时，两根，两根细绳细绳相互垂直，如相互垂直，如图图343所示。所示。这时弹这时弹簧簧测测力力计计的的读读数可从数可从图图中中读读出。出。本讲稿第二十四页，共五十页图图34

18、3本讲稿第二十五页，共五十页 (1)由由图图可可读读得水平和得水平和竖竖直拉力的大小分直拉力的大小分别为别为_ N和和_ N。(2)在本在本题题的虚的虚线线方格方格纸纸上按作上按作图图法的要求画出法的要求画出这这两个力及两个力及它它们们的合力。的合力。审题审题指指导导本本题题主要考主要考查查学生学生对对基本基本仪仪器的器的读读数情况以及数情况以及数据的数据的处处理方法和分析比理方法和分析比较较能力。能力。读弹读弹簧簧测测力力计计示数示数时时，应应注意注意首先找零刻度，尤其是首先找零刻度，尤其是竖竖直放置的那个直放置的那个弹弹簧簧测测力力计计是倒置，是倒置，应应注注意它的意它的读读数方法。数方法

19、。本讲稿第二十六页，共五十页解析解析由由题图题图可以看出水平可以看出水平弹弹簧簧测测力力计计的的读读数是数是3.50 N，竖竖直直弹弹簧簧测测力力计计的的读读数是数是2.5 N。在方格。在方格纸纸上画上画这这两个力两个力及它及它们们的合力的合力时时要使要使线线段段长长短表示力的大小，短表示力的大小，标标度度应统应统一。一。本讲稿第二十七页，共五十页答案答案(1)3.502.50(2)如如图图所示所示本讲稿第二十八页，共五十页1对对合力和分力的合力和分力的进进一步理解一步理解(1)由于合力由于合力对对物体的作用效果与几个分力的作用效果相同，所以物体的作用效果与几个分力的作用效果相同，所以可用合力

20、等效替代那几个分力。可用合力等效替代那几个分力。(2)合力与分力的等效替代是可逆的，也可以用几个分力来替代一个合合力与分力的等效替代是可逆的，也可以用几个分力来替代一个合力。力。(3)只有同一物体同只有同一物体同时时受到的力才能合成。受到的力才能合成。(4)不同性不同性质质的力也可以合成，因的力也可以合成，因为为合力与分力是作用效果上合力与分力是作用效果上的一种等效替的一种等效替换换。(5)受力分析中合力与分力不能同受力分析中合力与分力不能同时时出出现现。本讲稿第二十九页，共五十页2合力与分力的大小关系合力与分力的大小关系(1)两个力的合成：两个力的合成：最大最大值值：当两个力同向：当两个力同

21、向时时，合力，合力F最大，最大，FmaxF1F2，合力与分力方向相同。合力与分力方向相同。最小最小值值：当两个力反向：当两个力反向时时，合力，合力F最小，最小，Fmin|F1F2|，合力与分力中，合力与分力中较较大的力方向相同。大的力方向相同。合力范合力范围围：互成角度的两个共点力的合力大小范：互成角度的两个共点力的合力大小范围围是是|F1F2|FF1F2。本讲稿第三十页，共五十页(2)三个力的合成：三个力的合成：最大最大值值：三个力同向：三个力同向时时，合力，合力F最大，最大，FmaxF1F2F3。最小最小值值：当其中两个：当其中两个较较小分力的和小分力的和F1F2大于等于第大于等于第三个分

22、力三个分力F3时时，合力，合力F最小最小值为值为零；当其中两个零；当其中两个较较小分力之和小分力之和F1F2F3时时，合力最小，合力最小值值FminF3(F1F2)。本讲稿第三十一页，共五十页名名师师点睛点睛(1)两个分力两个分力F1、F2的大小确定的大小确定时时，它，它们们的的夹夹角越小，角越小，合力越大，合力越大，夹夹角越大，合力越小。角越大，合力越小。(2)三个力合成三个力合成时时，如果某个力介于其他两个力的合力，如果某个力介于其他两个力的合力的范的范围围之内，之内，则这则这三个力的合力的最小三个力的合力的最小值值必定必定为为零。零。本讲稿第三十二页，共五十页2关于合力与分力的关于合力与

23、分力的说说法中，正确的是法中，正确的是()A合力与分力同合力与分力同时时作用在物体上作用在物体上B分力同分力同时时作用于物体作用于物体时时共同共同产产生的效果与合力生的效果与合力单单独作独作用用时产时产生的效果是相同的生的效果是相同的C合力可能大于分力，也可能小于分力合力可能大于分力，也可能小于分力D当两分力大小不当两分力大小不变时变时，增大两分力，增大两分力间间的的夹夹角，角，则则合力一定减小合力一定减小本讲稿第三十三页，共五十页审题审题指指导导解答本解答本题时题时需要把握以下两点：需要把握以下两点：(1)合力与分力作用效果相同，且作用在同一物体上；合力与分力作用效果相同，且作用在同一物体上

24、；(2)合力与分力遵循平行四合力与分力遵循平行四边边形定形定则则。本讲稿第三十四页，共五十页解析解析合力与分力的作用效果相同，它合力与分力的作用效果相同，它们们并不是同并不是同时时作用在物体上，作用在物体上，选项选项A错误错误，B正确；当两分力大小不正确；当两分力大小不变变时时，由平行四，由平行四边边形定形定则则可知，分力可知，分力间间的的夹夹角越大，合力越角越大，合力越小，合力可能大于分力小，合力可能大于分力(如两分力如两分力间间的的夹夹角角为锐为锐角角时时)，也可，也可能小于分力能小于分力(如两分力如两分力间间的的夹夹角大于角大于120时时)，选项选项C、D正确。正确。答案答案BCD本讲稿

25、第三十五页，共五十页(1)合力与分力是等效替代关系，若两者分合力与分力是等效替代关系，若两者分别别作用在同一作用在同一个物体上个物体上时时，其作用效果相同，并不是指物体同，其作用效果相同，并不是指物体同时时受到合力受到合力和分力的作用。和分力的作用。(2)合力与分力的大小关系可利用平行四合力与分力的大小关系可利用平行四边边形定形定则则画出画出示意示意图图分析，合力的大小可能大于每个分力，也可能小于分析，合力的大小可能大于每个分力，也可能小于每个分力，每个分力，还还可以与某个分力相等。可以与某个分力相等。本讲稿第三十六页，共五十页1图图解法解法从力的作用点起，依两个分力的作用方向按同一从力的作用

26、点起，依两个分力的作用方向按同一标标度度作出两个分力作出两个分力F1和和F2，并把，并把F1、F2作作为邻边为邻边作出平行四作出平行四边边形，形，这这个平行四个平行四边边形的形的对对角角线线的的长长度按同一度按同一标标度表示合力的大小，度表示合力的大小，对对角角线线的方向就是合力的方向，通常可以用量角器直接量出合的方向就是合力的方向，通常可以用量角器直接量出合力力F与某一分力的与某一分力的夹夹角。角。2计计算法算法可以根据平行四可以根据平行四边边形法形法则则作出示意作出示意图图，然后由几何知，然后由几何知识识求解求解对对角角线线，即，即为为合力。以下合力。以下为为求合力的几种特殊情况。求合力的

27、几种特殊情况。本讲稿第三十七页，共五十页图图344本讲稿第三十八页，共五十页本讲稿第三十九页，共五十页推推论论：当：当F1F2F3且三力且三力夹夹角两两角两两为为120时时，其合力，其合力F0。图图 345图图346本讲稿第四十页，共五十页名名师师点睛点睛(1)求合力求合力时时既要求出其大小又要求出其方向。既要求出其大小又要求出其方向。(2)作作图图法与法与计计算法均算法均为为矢量运算的通用方法。矢量运算的通用方法。本讲稿第四十一页，共五十页3在在电线电线杆的两杆的两侧侧常用常用钢丝绳钢丝绳把它固定在地面上把它固定在地面上(如如图图347所示所示)。如果。如果钢丝绳钢丝绳与水平地面的与水平地面

28、的夹夹角角AB60，每根，每根钢丝绳钢丝绳的拉力都是的拉力都是300 N，求两根，求两根钢丝绳钢丝绳作用作用在在电线电线杆上的合力。杆上的合力。图图347本讲稿第四十二页，共五十页本讲稿第四十三页，共五十页本讲稿第四十四页，共五十页如果用作如果用作图图法求合力，要法求合力，要统统一一标标度，比例要适当，虚、度，比例要适当，虚、实线实线要分清。要分清。应应用用计计算法求合力算法求合力时时，应应利用几何知利用几何知识识求解求解合力的大小和方向。合力的大小和方向。本讲稿第四十五页，共五十页本讲稿第四十六页，共五十页本讲稿第四十七页，共五十页1求几个力的合力的求几个力的合力的过过程叫做力的合成，其合力

29、和分力是程叫做力的合成，其合力和分力是一种等效替代关系。一种等效替代关系。2平行四平行四边边形定形定则则：以表示两个分力的有向：以表示两个分力的有向线线段段为邻边为邻边做平行四做平行四边边形，形，则则两两邻边邻边所所夹夹的的对对角角线线即表示合力的大小和方即表示合力的大小和方向。求合力向。求合力时时必必须须遵循平行四遵循平行四边边形定形定则则。其合力。其合力|F1F2|F合合F1F2；合力可大于、等于、小于分力。；合力可大于、等于、小于分力。本讲稿第四十八页，共五十页3 3如果一个物体受到的几个力作用于一点，或这如果一个物体受到的几个力作用于一点，或这几个力的延长线交于一点，则这几个力叫作共点力。力几个力的延长线交于一点，则这几个力叫作共点力。力的平行四边形定则只适用于共点力的合成，当物体可看的平行四边形定则只适用于共点力的合成，当物体可看做质点时，物体受到的所有的力均可视为共点力。做质点时，物体受到的所有的力均可视为共点力。本讲稿第四十九页，共五十页本讲稿第五十页，共五十页