3.4 力的合成和分解 课件-2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

4.力的合成和分解 思考:如图放在地面上的小车受到四个力的作用,你能判断它将向哪个方向运动吗? 用一个力的单独作用替代以上四个力的共同作用,而效果不变,上述问题就迎刃而解了。这就是我们要讲的力的合成。 一、共点力的合成 1、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,这几个力叫作共点力。 扁担受到的力是非共点力 一、共点力的合成 1、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,这几个力叫作共点力。 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。 钩子受到的力是共点力 扁担受到的力是非共点力 2、合力和分力 看下面图片说一说你观察到了什么?由此可得出什么结论? F F F1 F2 F2 F1 水桶所受拉力示意图 吊灯所受拉力示意图 结论:由于F产生的效果和F1、F2产生的效果相同,所以 F是F1 、F2 的合力,F1 和F2 是F的分力。 静止的效果 (1)合力:假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力。 (2)分力:假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相 同,这几个力就叫作那个力的分力。 等效 2、合力和分力 物理思想:等效替代 一个力的作用效果=多个力的作用效果 二、力的合成 1、力的合成:在物理学中,我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成。 2、同一直线二力合成 注意:不是物体又多受了一个合力 (1)同向相加 大小F =F1+F2,方向与两力方向相同 F1=4N 0 F2=3N F = F1+F2= 7N F 二、力的合成 1、力的合成:在物理学中,我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成。 2、同一直线二力合成 (2)反向相减 0 F1=4N F2=3N F = F1-F2= 1N 大小F =|F1-F2|,方向与较大力的方向相同 F 思考:互成角度的两个共点力,如何得到合力的大小和方向呢? 互成角度的两个共点力还是简单的加减吗?有没有什么可遵守的规律吗? F F1 F2 1、实验目的 探究分力与合力的关系,寻找求合力的方法。 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 方木块、白纸、弹簧称(两个) 、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉 2、实验原理 合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同。 3、实验器材 (1)在桌面上固定一个贴有白纸的方木板,用图钉把橡皮筋的一端固定在板上靠近顶端中点的A点,在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳,细绳的另外一端是绳套。 A 4、实验步骤 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 O (2)用弹簧秤分别钩住绳套,互成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸长,结点达到某一位置O。 (3)用铅笔从O点沿着两绳的方向画直线,作出两个力F1和F2的图示。 A 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 O (4)只用一只弹簧秤,通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O点,读出弹簧秤的示数,记下细绳的方向,作出这个力F的图示。研究这三个力的大小及方向的关系。 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 五:数据记录与处理 橡皮筋结点伸长到的位置O (保证力的效果相同) 合力和两个分力的大小—— 弹簧秤示数 合力和两个分力的方向 ——描点记录细绳方向 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 五.数据记录与处理:用相同标度作出两个分力与合力F 1N F’ F1 F F2 用平行四边形定则作出两个分力的合力F’,再比较F’和F 结论:在误差允许的范围内,力F’与力F大小相等,方向相同 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 6、实验结论 F2 F · F1 O 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作平行四边形,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。  两个力的合成 注意:作图要准确,两个分力F1、F2和合力F要画成实线并标有箭头,平行四边形的另外两条平行线必须画成虚线。 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 思考与讨论1:观察下面不同角度下F1、F2合力,由此可得出什么结论?由此可推断合力什么时候最大,什么时候最小?合力的范围如何? 120 ° F F1 F2 F F1 F2 F F1 F2 ①互成角度的二个共点力如果保持大小不变,它们的合力将随夹角的增大而减小; ②合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。 ③ F1、F2同向合力最大,反向合力最小。 ④合力大小范围:︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2 二力合成的几个特例 F1 F2 θ F F1 F2 F 1200 F1 F2 F F1与F垂直时 F1与F2大小相等且夹角为θ时 F1与F2大小相等且夹角为1200时 合力沿F1与F2的角平分线 平行四边形定则的应用 作图法(即力的图示法)求合力 15N F1 F