第五节 力的合成与分解（课件）-【中职专用】高中物理同步精品课堂（高教版电工电子类）

第五节 力的合成与分解 物理（电工电子类） 主题一 运动和力 1 【情境与问题】 图1-5-1五峰山长江大桥 2020年12月11日，我国自主设计建造的世界上首座高速铁路悬索桥——五峰山长江大桥建成通车，这是我国第一座公铁两用悬索桥。大桥全长6 409 m，其中主桥主跨1 092 m。全桥共2根主缆，直径达1.3 m，是目前世界上最大直径主缆。两根主缆需要承受的的拉力高达1.8×109N。 五峰山长江大桥主缆是怎样制作的？它为什么能承受如此巨大的拉力？ 2 3 主要内容 合力与分力 力的合成 力的分解 1 2 3 本节我们要学习的主要内容。 4 01 PART 01 合力与分力 一、合力与分力 在生活中常见到这样的情景：一桶水，需要两个小孩才能提得动，而成年人用一只手就可以把它提起来。在这里，两个小孩的力的作用效果与一个成年人的力的作用效果是相同的。 6 一、合力与分力 定义： 在物理学中，如果有一个力的作用效果与几个力的作用效果相同，就把这一个力称为那几个力的合力，那几个力都称为分力。 F 1 F 2 F 7 02 PART 01 力的合成 二、力的合成 求几个分力的合力，称为力的合成。例如，一个物体同时受到作用于O点的两个分力F1、F2的作用，如图1-5-2所示，它们的合力会指向哪里？大小是多少？ 图1-5-2 木块受到两个力的作用 9 二、力的合成 理解力的合成法则 　　1．力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力代替几个力的作用，力的平行四边形定则就是运用“等效替代”的观点，通过实验总结出来的共点力的合成法则，建立“等效替代”的思想是理解力的合成法则的关键． 　　2．力的合成不是简单的力的数值的加减，互成角度的力的合成必须遵循平行四边形定则，在同一直线上的力的合成是数值的加减． 　　3．平行四边形定则是互成角度的共点力的合成必须遵循的法则，也是一切矢量合成或运算的普遍法则． 10 二、力的合成 确定合力的大小和方向的方法 　　1．作图法 　　(1)从力的作用点起，依两个力的方向按同一标度作出两个力F1和F2的图示，并构成平行四边形，这个平行四边形的对角线的长度按同样的比例表示了合力F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合力F与某个力的夹角． 　　(2)作图时的注意事项：①合力、分力要共点，实线、虚线要分清；②合力、分力的标度要相同，作平行四边形要准确． 　　(3)作图法求合力的特点：简单、直观，但不够准确． 　　2．计算法 　　可以根据平行四边形定则作出示意图，然后根据几何知识求解平行四边形的对角线，即为合力．以下是合力计算的几种特殊情况． 11 二、力的合成 3．二力平衡法 　　当物体受到多个力而处于平衡状态时，可把其中任意两个力的合力与其余力的合力等效为一对平衡力，这样就可以由其余力的合力求出这对力的合力． 　　 　 12 二、力的合成 图1-5-3所示为探究合力与分力的关系实验装置。在绘图板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端用图钉固定在白纸一侧的点A，将橡皮筋的另一端拴两根带环的细绳。从点A画一条虚线到白纸另一侧的点B。 【观察与体验】探究合力与分力的关系 图1-5-3研究合力与分力关系的实验装置 13 二、力的合成 用一个测力计沿AB方向把橡皮筋的另一端拉至适当位置，记下力F的大小，并将此力作为合力，将此时该端所处的位置标记为点O。 【观察与体验】探究合力与分力的关系 14 二、力的合成 【观察与体验】探究合力与分力的关系 然后用两个测力计分别拉住两根细绳，尝试用以下几种方法将橡皮筋的另一端拉到O点，并在白纸上记下此时两个分力F1、F2的大小。 1.将两个测力计均沿AB方向把橡皮筋的另一端拉至点O。 2.将两个测力计以45°的夹角把橡皮筋的另一端拉至点O。 3.将两个测力计以90°的夹角把橡皮筋的另一端拉至点O。 4.用一个测力计把橡皮筋的另一端沿AB方向拉，用另一个测力计把橡皮筋的另一端拉至点O。 15 二、力的合成 【观察与体验】探究合力与分力的关系 尝试用不同夹角、不同大小的分力F1、F2把橡皮经的另一端拉到点O。 用力的图示法分别将上面所测的合力与各组分力在白纸上表示出来。 通过观察、分析和归纳，合力F与各组分力F1、F2间的大小关系，呈现出的规律是： 。 16 二、力的合成 平行四边形定则：两个互成一定角度的力合成时，以表示这两个力的线段为邻边，作平行四边形，它的对角线就表示合力的大小和方向。这就是力的平行四边形定则。  F