3.4力的合成和分解（一）-2022-2023学年高一物理精品课件（2019人教版必修第一册）

3.4力的合成和分解(一) 第三章 相互作用——力 晓峰物理 一个静止的物体，在某平面上受到5个力作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？如果我们能找到一种方法，即“用一个力的单独作用替代两个力的共同作用，而效果不变”，上述问题就迎刃而解了。你觉得这个力和被替代的两个力会有怎样的关系呢？ 情景引入 作出结点A的受力示意图 作出重物BC 的受力示意图 吊灯 物理模型 A B C F1 F2 F3 F4 F5 F6 力F1、F2 、F3 相交于同一点 力F4、F5、F6力的作用线相交于同一点 共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点。 温故知新 一、合力和分力 两个小孩与一个大人同样提起一桶水 一个力的单独作用与两个或者更多力的共同作用，其效果相同。 一根绳子与两根绳子同样可以使灯静止于同一位置 一、合力和分力 用这几个力代替那个力时，这几个力就叫作那个力的分力。 如果一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同， 用这个力代替那几个力，这个力就叫做那几个力的合力。 如果几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同， 求几个力的合力的过程叫作力的合成把求一个力的分力的过程叫作力的分解。 【例题1】 (多选)下列关于几个力与其合力的说法中，正确的是(　 　) A.合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同 B.合力与原来那几个力同时作用在物体上 C.合力的作用可以替代原来那几个力的作用 D.不同性质的力不可以合成 解析： AC 由合力和分力的关系可知，选项A正确；合力和分力是等效替代关系，它们不能同时存在，选项B错误， C正确；力能否合成与力的性质无关，选项D错误。 典例解析 探究两个互成角度的力的合成规律 测量和记录 ⑴弹簧测力计在使用之前，应该先调零。 ⑵测量前，先了解弹簧测力计的量程、单位以及分度值，并且在读数时，眼睛要正视刻度盘。 ⑶实验中施加的力应适当大一些，可减小实验的相对误差。 ⑷沿拉线方向作标记点确定力的方向时，该点与O点之间的距离不要太近，防止确定力的方向时出现较大偏差 实 验 探究两个互成角度的力的合成规律 数据处理与分析 实 验 二、力的合成和分解 实验表明，在两个力合成时，以表示这两个力的有向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，这个规律叫作“平行四边形定则”。 F1 F2 o 多个力的合成 逐 次 合 成 法 F1 F2 F3 F4 F12 F123 F1234 F12 二、力的合成和分解 F1 F2 F θ F θ o 三角形定则 平行四边形定则拓展1——三角形定则 共起点 首尾相接 F1 F2 二、力的合成和分解 平行四边形定则拓展2——三多边形定则 F1 F2 F3 F4 F2 F3 F4 F1234 二、力的合成和分解 一个分力不变，合力大小与另一个分力大小变化步调一致。 合力大小随两分力夹角的增大而减小 合力的取值范围：｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2 两分力夹角一定时： 两分力大小一定时： 【例题2】 (多选)两个共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，则( ) A.F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍 B.F1、F2同时增加10 N，F也增加10 N C.F1增加10 N，F2减少10 N，F一定不变 D.若F1、F2中的某一个增大，F不一定增大 解析： AD F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍，选项A正确；F1、F2同时增加10 N，F不一定增加10 N，选项B错误；F1增加10 N，F2减少10 N，F可能变化，选项C错误；若F1、F2中的一个增大，F不一定增大，选项D正确。 典例解析 某物体受到一个大小为32N的力，方向水平向右，还受到另一个大小为44N的力,方向竖直向上。通过作图求出这两个力的合力F的大小和方向。 10 N - - F1 = 32 N F2 = 44 N O F F = 5.44 cm ×10 N/cm = 54.4 N 大小 量角器测得合力F与水平方向夹角为54° 方向 θ （1.00 cm） （3.20 cm） （4.40 cm） （5.44 cm） 作力的图示 定量求解合力 解析： 作图时的注意事项： ⑴合力、分力要共点，实线、虚线要分清 ⑵合力、分力的标度要相同，作图要准确 ⑶对角线要找准 ⑷力的箭头别忘画 课本例题 某物体受到一个大小为32N的力，方向水平向右，还受到另一个大小为44N的力,方向竖直向上。通过作图求出这两个力的合力F的大小和方向。 大小 根据合力与竖直方向夹角的正切值0