第三节 力的合成与分解 精品课件-【中职专用】高中物理同步精品课堂（高教版机械建筑类）

主题一：力和物体的平衡 第三节 力的合成与分解 【情境引入】 波浪滑翔器是一种新型海洋无人自主航行器，它包括水面船体和水下牵引机（由主框架和翼板组成），二者通过柔性吊缆连接（如示意图所示）。你知道波浪滑翔器的前进原理吗？ 一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同 观察下面两幅图片，思考两个情境的共同点 一个力(F)作用的效果跟几个力(F1、F2……)共同作用的效果相同，这个力(F)叫做那几个力的合力。那几个力叫做这个力的分力。 不是物体又多受了一个合力 关系：等效替代关系 1、定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成 一、力的合成 思考：互成角度的共点力的合成满足什么规律呢？ 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。 物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。 q F N F f G F F N F f G 重力为G 的物体在水平拉力F 作用下做匀速运动 重力为G 的物体在斜面上静止 二、力的平行四边形定则 1、探究两个互成角度共点力的合成规律 将如图所示实验装置安装在贴有白纸的竖直平板上。图（a）表示橡皮筋DE在两个力的共同作用下，E端沿着直线DE伸长到O点。图（b）表示撤去F1和F2，用一个力F作用在橡皮筋上，使橡皮筋E端沿着直线DE伸长到O点。由此可见，力F对橡皮筋产生的效果跟F1和F2共同产生的效果相同，所以力F等于F1和F2合力。 二、力的平行四边形定则 2、平行四边形定则 用表示这两个力的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。这个法则叫做平行四边形定则。 使用范围：只适用于共点力。 F θ F1 F2 o 2、平行四边形定则 （1）在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力的夹角越大，合力越小。 （2）当两个分力方向相同时（夹角为00） 合力最大，F＝F1 + F2 合力与分力同向； （3）当两个分力方向相反时（夹角为1800） 合力最小，F＝︱F1 - F2︱ 合力与分力F1 、F2中较大的同向。 （4）合力大小范围 ︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2 （5）合力可能大于、等于、小于任一分力． F θ F1 F2 o 思维与方法: 等效法 等效法是科学研究中常用的一种思维方法。在效果相同的前提下，把实际的、复杂的物理过程等效成理想的、简单的过程来处理，既可使运算简化，又可加深人们对物理概念、物理规律的理解。用合力代替多个力、把一个力分解成二个力、用一个作用于重心的重力替代实际作用于物体上无数个微小重力。用总电阻替代串、并联的各个电阻等，利用的都是等效法。 若两个以上的力作用在一个物体上时如何求合力？ 先求出两个力的合力，再求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，最后得到的结果就是这些力的合力 F1 F2 F3 F4 F12 F123 F1234 逐次合成法 根据平行四边形定则作出下图: F1 F2 F合 由直角三角形可得 θ 方向：与F1成 tanθ=4/3斜向右上方 【例题1】力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。 【例题2】两个共点力的合力最大值为35 N,最小值为5 N,则这两个力的大小分别为 N和 N;若这两力的夹角为900,则合力的大小为 N． 15 20 25 三、力的分解 如果两个力（或几个力）共同作用效果，与原来一个力产生的效果相同，这两个力（或几个力）就叫原来那个力的分力。 如果没有条件限制，一个力可以分解成无数对大小和方向不同的力。 求一个已知力的分力叫做力的分解。 F F2 F1 力的分解要根据力的实际作用效果进行分解 三、力的分解 F θ 模型 转换 水平向前拉物体 竖直向上提物体 产生的两个作用效果 θ 力的分解要根据力的实际作用效果进行分解 模型 转换 θ 力的分解要根据力的实际作用效果进行分解 将G分解，F1，F2即重力沿斜面和垂直斜面两个方向的分力： F1=Gsinθ F2=Gcosθ θ θ F2 F1 注意：F1是重力沿斜面向下的分力，而不是所谓的下滑力！                                            θ θ θ F1 F2 F1 F2 联系实际： 为什么高大的桥要造 很长的引桥？ 由公式可以看出,F1和F2的大小只与倾角θ的大小有关 F1=Gsinθ F2=Gcosθ 原因：引桥越长斜面倾角越小，需要克服分力F1越小，汽车越容易上桥