【高中物理】2023-2024学年人教版必修第一册 力的合成与分解（第一课时） 课件.pptx

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1、第三章第三章 相互作用相互作用力力第四节第四节 力的合成与分解力的合成与分解（第一课时）（第一课时）自学质疑自学质疑4.可以用哪些方法求解合力?1.什么是力的合成？力的合成中用了哪种物理思想？3.互成角度的两个力的合成遵循什么法则？5.合力的大小和分力的大小之间存在着怎样的关系?2.探究两个互成角度的力的合成规律的实验中需要注意什么？思考与讨论 思考与讨论 曹冲是曹冲是怎样怎样“称称出出”大象大象的重量的的重量的？采用的？采用的是什么方是什么方法？法？同一桶水 思考与讨论 下图中，下图中，两个力两个力与与一个力一个力，就，就“提起木块提起木块”这一作用效果而言，这一作用效果而言，相同吗？相同吗

2、？F1F2F 思考与讨论 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，这个力叫作那几个力的叫作那几个力的叫作那几个力的叫作那几个力的合力合力合力合力。那几个力叫作。那几个力叫作。那几个力叫作。那几个力叫作这个力的这个力的这个力的这个力的分力分力分力分力。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。在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就

3、是在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的力的力的力的等效代替等效代替等效代替等效代替。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。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代替代替代替代替几个已知力，而不是改变其作用几个已知力，而不是改变其作用几个已知力，而不是改变其作用几个已知力，而不是改变其作用效果。效果。效果。效果。一、力的合成一、力的合成 观察以下两幅图片，结合生活经验体会力的作用效果，求出合力。观察以下两幅图片，

4、结合生活经验体会力的作用效果，求出合力。然后总结然后总结“同一直线上二力合成同一直线上二力合成”的方法。的方法。已知：F1=300N、F2=400N 已知：F1=300N、F2=400N 则F合=N 则F合=N 方向 方向 700F2-F1 F1+F2100与F1、F2方向相同与F2方向相同F1F2F1F2观察与思考两力同向相加，两力同向相加，合力大小合力大小F=F1+F2，方向与两力方向相同。，方向与两力方向相同。两力反向相减，两力反向相减，合力大小合力大小F=|F1-F2|，方向与较大力的方向相同。，方向与较大力的方向相同。结论：1.同一直线上二力合成的规律 如图中所示如图中所示F1、F2

5、，它们的合力大小还是，它们的合力大小还是F1、F2 的大小的大小相加减吗相加减吗?F1F2F 利用手边的实验器材：两只测力计、一只钩码。通过实验，比较利用手边的实验器材：两只测力计、一只钩码。通过实验，比较F F和和F F1 1+F+F2 2 的关系，你有何发现？的关系，你有何发现？F F1 +F2 实验探究2.2.互成角度的两个力的合成互成角度的两个力的合成 (1)(1)研究对象是谁？如何得到分力研究对象是谁？如何得到分力F F1 1、F F2 2与合力与合力F F？如何保证？如何保证F F与与F F1 1、F F2 2 的作用效果是相同的？的作用效果是相同的？利用所给器材，完成实验探究利用

6、所给器材，完成实验探究器材：橡皮条、图钉、木板、白纸、弹簧秤、细绳套。F2F1FF2F1F (2)实验过程中需要记录哪些数据？如何准确直观的描述力的大小和方向？(3)实验应该注意哪些问题？实验注意点实验注意点 a.a.弹簧秤要校零，读数时正视刻度；弹簧秤要校零，读数时正视刻度；b.b.应使拉力沿着弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套应使拉力沿着弹簧的轴线方向，橡皮条、弹簧秤和细绳套要与纸面平行；要与纸面平行；c.c.选择适当的标度作力的图示，所作的图不宜过小和过大。选择适当的标度作力的图示，所作的图不宜过小和过大。实实验验步步骤骤 1.1.1.1.把方木板放在桌上，用图钉把白纸钉在方木板上。

7、把方木板放在桌上，用图钉把白纸钉在方木板上。把方木板放在桌上，用图钉把白纸钉在方木板上。把方木板放在桌上，用图钉把白纸钉在方木板上。2.2.2.2.用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上A A A A点，橡皮条的另一端点，橡皮条的另一端点，橡皮条的另一端点，橡皮条的另一端B B B B拴上两根细绳。拴上两根细绳。拴上两根细绳。拴上两根细绳。3.3.3.3.用两把弹簧秤分别钩住两根细绳，沿两个不同方向拉橡皮条，用两把弹簧秤分别钩住两根细绳，沿两个不同方向拉橡皮条，用两把弹簧秤分别钩住两根细绳，沿两个

8、不同方向拉橡皮条，用两把弹簧秤分别钩住两根细绳，沿两个不同方向拉橡皮条，使橡皮条的结点使橡皮条的结点使橡皮条的结点使橡皮条的结点B B B B伸长到某一位置伸长到某一位置伸长到某一位置伸长到某一位置O O O O点，记下点，记下点，记下点，记下O O O O点的位置、两把弹簧秤的点的位置、两把弹簧秤的点的位置、两把弹簧秤的点的位置、两把弹簧秤的读数和两根细绳的方向。读数和两根细绳的方向。读数和两根细绳的方向。读数和两根细绳的方向。4.4.4.4.用一把弹簧秤钩住一根细绳，使橡皮条的结点用一把弹簧秤钩住一根细绳，使橡皮条的结点用一把弹簧秤钩住一根细绳，使橡皮条的结点用一把弹簧秤钩住一根细绳，使橡

9、皮条的结点B B B B拉到同样位置拉到同样位置拉到同样位置拉到同样位置O O O O点，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。点，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。点，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。点，记下弹簧秤的读数和细绳的方向。5.5.5.5.选定一个合适的标度，用力的图示法画出选定一个合适的标度，用力的图示法画出选定一个合适的标度，用力的图示法画出选定一个合适的标度，用力的图示法画出F F F F1 1 1 1、F F F F2 2 2 2和和和和F F F F的图示。的图示。的图示。的图示。为什么要记下细绳的方向？为什么要记下细绳的方向？为什么也要拉到同样的位置？为什么也要拉到同样的位置？能否先

10、做步骤能否先做步骤4 4再再做步骤做步骤3 3？两个力合成时，如果以表示这两个力合成时，如果以表示这两个力合成时，如果以表示这两个力合成时，如果以表示这两个力两个力两个力两个力的有向线段为的有向线段为的有向线段为的有向线段为邻边邻边邻边邻边作平行作平行作平行作平行四边形，这两个四边形，这两个四边形，这两个四边形，这两个邻边之间的对角线邻边之间的对角线邻边之间的对角线邻边之间的对角线就代表就代表就代表就代表合力合力合力合力的大小和方向。这个的大小和方向。这个的大小和方向。这个的大小和方向。这个规律叫做规律叫做规律叫做规律叫做平行四边形定则平行四边形定则平行四边形定则平行四边形定则。力的合成遵循平

11、行四边形定则力的合成遵循平行四边形定则F1F2F二、平行四边形定则适用条件：共点力 共点力：几个力如果都作用在物体的共点力：几个力如果都作用在物体的同一点上，或者它们的作用线相交于同一同一点上，或者它们的作用线相交于同一点上，这几个力叫做共点力。点上，这几个力叫做共点力。共共点点力力与与非非共共点点力力 非共点力：力不但没有作用在同一点非共点力：力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也不能相交于一点。上，它们的延长线也不能相交于一点。力的合成的平行四力的合成的平行四边形定则，只适用于共边形定则，只适用于共点力。点力。F1F2 例例1 1：力力F F1 145N45N，方向水平向右。力，方向水平

12、向右。力F F2 260N,60N,方向竖直向上。求方向竖直向上。求这两个力的合力这两个力的合力F F的大小和方向。的大小和方向。解解：方法一：（作图法）方法一：（作图法）取6mm6mm长的线段表示15N15N的力（标度）作出力的平行四边形定则如图所示合力大小F F15 N (30/6)=75N15 N (30/6)=75N 合力方向：与F F1 1的夹角为5353 或与水平方向成5353 方法二：（计算法）方法二：（计算法）还可作出力的示意图，进行计算求解平行四边形定则的应用平行四边形定则的应用15N6mmOF1F2F1.1.作图法：作图法：按同一标度作出两个分力按同一标度作出两个分力F F

13、1 1、F F2 2力的图示；力的图示；根据平行四边形定则根据平行四边形定则画出平行四边形；画出平行四边形；量出对角线的长度，根据选定的标度求出合力的大小；量出对角线的长度，根据选定的标度求出合力的大小；用量角器量出合力与某个分力的夹角，表示合力的方向。用量角器量出合力与某个分力的夹角，表示合力的方向。求合力的方法求合力的方法1 2.2.计算法：根据平行四边形定则作出力的示意图，利用合计算法：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角形关系，求合力大小和方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。（向。（掌握几种特殊的力的合成掌握几种特殊的力的合成

14、）求合力的方法求合力的方法2F2F1F合F合=(F2Sin)+(F1+F2Cos)=F1+F2+2F1F2Costan =F2SinF1+F2Cos拓展了解拓展了解 例例2：通过作图求出大小分别为：通过作图求出大小分别为3N、4N的两个力在夹角分的两个力在夹角分别为别为30、60、90和和150情况下的合力的大小。情况下的合力的大小。夹角角306090150合力大小合力大小6.8N随着两个力间的夹角逐渐增加，合力大小如何变化？6.1N5N2.1N合力的大小可否大于两个分力的和？合力的大小可否小于两个分力的差？2.2.2.2.当当当当0000时，时，时，时，F F F FF F F F1 1 1

15、 1F F F F2 2 2 2（合力与分力同向）；（合力与分力同向）；（合力与分力同向）；（合力与分力同向）；3.3.3.3.当当当当180180180180时，时，时，时，F F F FF F F F1 1 1 1F F F F2 2 2 2（合力与分力中较大的力同向）；（合力与分力中较大的力同向）；（合力与分力中较大的力同向）；（合力与分力中较大的力同向）；4.4.4.4.合力的取值范围，合力的取值范围，合力的取值范围，合力的取值范围，F F F F1 1 1 1F F F F2 2 2 2F FF FF FF F1 1 1 1F F F F2 2 2 2 ；1.1.1.1.夹角夹角夹角

16、夹角越大，合力就越小；越大，合力就越小；越大，合力就越小；越大，合力就越小；5.5.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 1.1.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 F合合随夹角增大而减小）随夹角增大而减小）；2.2.当合力一定时，分力的夹角越大，两个分力的大小越当合力一定时，分力的夹角越大，两个分力的大小越大（大（F F1 1和和F F2 2 随夹角增大而增大）随夹角增大而增大）。探

17、究：用同一根细线挂物体，下面三种情况中，哪种情况用同一根细线挂物体，下面三种情况中，哪种情况细线细线易断？易断？思考与讨论多力合成的方法：多力合成的方法：F1F2F3F4F12F123F1234 先求出任意两个力的合力，再求先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力结果就是这些力的合力逐次合成法：逐次合成法：1.1.下列关于合力与分力的说法中错误的是（下列关于合力与分力的说法中错误的是（）A A合力与分力同时作用在物体上合力与分力同时作用在物体上B B分力同时作

18、用于物体时共同产生的效果与合力单独作用时产生的分力同时作用于物体时共同产生的效果与合力单独作用时产生的效果是相同的效果是相同的C 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 D当两分力大小不变时，增大两分力间的夹角，则合力一定减小当两分力大小不变时，增大两分力间的夹角，则合力一定减小 A2.2.三个共点力三个共点力F F1 15 N5 N、F F2 28 N8 N、F F3 310 N10 N作用在同一个质点上，其作用在同一个质点上，其合力大小范围正确的是（合力大小范围正确的是（）A A00F F23 N23 N B B3 N3 NF F23 N23 NC C7 N7

19、 NF F23 N D23 N D13 N13 NF F23 23 A巩固与提升巩固与提升4 4如图所示，两个共点力如图所示，两个共点力F F1 1、F F2 2的大小一定，夹角的大小一定，夹角是变化的，合力是变化的，合力为为F F。在。在角从角从00逐渐增大到逐渐增大到180180的过程中，合力的过程中，合力F F的大小变化情况为（的大小变化情况为（）A A、从最小逐渐增加到最大、从最小逐渐增加到最大B B、从最大逐渐减小为零、从最大逐渐减小为零C C、从最大逐渐减小到最小、从最大逐渐减小到最小D D、先增大后减小、先增大后减小CB 5 5如图所示，水平横梁的一端如图所示，水平横梁的一端A

20、A插在墙壁内，另一端装有一小滑插在墙壁内，另一端装有一小滑轮轮B B。一轻绳的一端。一轻绳的一端C C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m m10 kg10 kg的重物，的重物，CBACBA3030，则滑轮受到绳子的作用力大小为，则滑轮受到绳子的作用力大小为(g g取取10 10 N/kg)(N/kg)()A、25N B、50 N C、100 N D、150 NC数学储备三角函数三角函数0303745536090sin01cos10tan01-cot-10ABC斜边 A邻边 A对边 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.

21、平行四边形定则：不在一条直线的两个力的合成时，以表示这平行四边形定则：不在一条直线的两个力的合成时，以表示这两个力两个力的线段为的线段为邻边邻边做平行四边形，这两个邻边之间的做平行四边形，这两个邻边之间的对角线对角线就代表就代表合力合力的大小和的大小和方向。方向。3.合力与分力的大小关系：合力与分力的大小关系：（1 1）合力大小范围）合力大小范围F F1 1-F-F2 2FFFF1 1+F+F2 2 合力不一定比分力大合力不一定比分力大 （2 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，两两个个分分力力的的夹夹角角越越大大，合合力力越小越小。（3 3）合力不变的情况下，夹角越大，两个）合力不变的情况下，夹角越大，两个等值等值分力的大小越大。分力的大小越大。小小 结结