4.1 科学探究：力的合成 课件-2021-2022学年鲁科版（2019）高中物理必修第一册（21张PPT）

第1节 科学探究：力的合成 概念：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同一点，或者虽 不作用在同一点上，但它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。 一、共点力的合成 条件：（1）几个力作用于同一点 （2）几个力的作用线延长线交于一点 （3）研究对象可看成质点时 F1 F2 F1 F2 几个共点力共同作用在同一物体上时，它们的作用效果可以用一个力来代替，这个力称为那几个力的合力。 如果已知几个力的大小和方向，求合力的大小和方向. 合力与分力 力的合成 一条直线上的力的合成 F1 F2 F1 F=F1 + F2 F=F1 - F2 一个力作用 二力同向 二力反向 F2 F1 曹冲称象 效果一样 物理：等效思想 * 实验器材: 木板，白纸，图钉若干，橡皮条，细线，弹簧测力计，三角板，刻度尺，铅笔。 实验目的: 探究两个互成角度的共点力与其合力间的关系。 二.探究两个互成角度的力的合成规律 此实验是要用互成角度的两个力与一个力产生相同的效果（即：使橡皮条伸长到同一位置），看其用平行四边形定则求出的合力与这一个力是否在实验误差允许范围内相等，如果在实验误差允许范围内相等，就验证了力的平行四边形定则。 实验原理与设计: * * 版权所有—庞留根2007.08.10， * 实验步骤: 1．用图钉把一张白纸钉在水平桌面上的方木板上。 2．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，用两条细绳套结在橡皮条的另一端。 3．用两个弹簧秤分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。 4．用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧秤的读数。在白纸上按比例作出两个弹簧秤的拉力F1和F2的图示，利用刻度尺和三角板根椐平行四边形定则求出合力F。 A O * * 版权所有—庞留根2007.08.10， * 5．只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O,记下弹簧秤的读数和细绳的方向.按同样的比例用刻度尺从O点起做出这个弹簧秤的拉力F'的图示。 6．比较F'与用平行四边形定则求得的合力F，在实验误差允许的范围内是否相等。 7．改变两个分力F1和F2的大小和夹角。再重复实验两次,比较每次的F与F '是否在实验误差允许的范围内相等。 实验结论： 两个互成一定角度的共点力的合力，可以用这两个力的有向线段为邻边所画的平行四边形的对角线来表示。对角线的长度表示合力的大小，对角线的方向就是合力的方向 * * 版权所有—庞留根2007.08.10， 536870925.unknown 不在一条直线的两个力的合成时，以表示这两个力的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和方向。 三、平行四边形定则： * （1）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F 1和F 2,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度。 F 大小：长度 方向：角度 θ F1 F2 o * θ 1.如果F1、F2相互垂直，求其合力 F 合力F的大小： 方向： 由θ角度确定（计算） （2）计算法　用公式计算出合力的大小。 F1 F2 o * 2、两个等大的力的合力 如果F1和F2的夹角为1200，求合力？ 合力在角平分线上，大小为：F=F1=F2 若两个分力大小相等时，平行四边形是菱形， 两条对角线互相垂直，合力F的大小为： F ＝ 2×F1 cosα合力F的方向与其中某一个分力F1的夹角α为：F1 和 F2夹角的一半。 * 3．两力夹角为任意时 F1 F2 F合  岸边两人同时用力拉小船，两力的大小分别为F1 =450N，F2=600N，方向均与河岸线成45°，试求出这两个力的合力。 45° 45° F1 =450N F2=600N 1－1：如右图所示，有两个共点力，一个是F1＝40 N，一个是F2，它们的合力是F＝100 N，则F2的大小可能是(　　) A．20 N　　　　　 B．40 N C．80 N D．160 N * F1 F2 F3 F4 F12 F123 F1234 互成角度的多力合成的方法：逐次合成法 思考与讨论： 先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，……，得到合力。 如何求多个力的合力？ 多力合成：矢量三角形 F1 F2 F3 F * 小结 1、合力与分力的关系是“等效替代”。 2、平行四边形定则：不在一条直线的两个力的合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，