03-04力的合成和分解-2023-2024学年高一物理精编动态课件（人教版2019必修第一册）

04.力的合成和分解 一.共点力： 定义：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，这几个力叫做共点力。（注意三力平衡必共点，除平行力） 生活中常常见到这样的事例：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。 二.合力与分力 定义：如果某一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这一个力就 是那几个力的合力，这几个力就叫 做那个力的分力。 这是一种等效替代的思想。 注意合力与分力的关系： I合力与分力是作用效果上的一种等效替代关系 II合力是几个分力的共同效果，并不是单独存在的力，因此受力分析中不能同时考虑。 III合力并不一定大于分力，也可以等于或者小于分力，某一分力增大，合力也并不一定增大 本学期学过的物理方法有哪些? 理想化模型：质点 极限思维：瞬时速度 微元法：v-t图像求面积 控制变量法：滑动摩擦力 等效替代：合力与分力 三.力的合成与分解 定义：在物理学中，我们把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做力的分解。 问题：我们先研究力的合成，那么问题来了，力的合成是否只要把两个力代数加减呢？还中要满足其它规律呢？ 四.探究两个互成角度的力的合成规律 实验器材： 两个弹簧秤、橡皮条、两根细绳、木板、白纸、图钉、笔、刻度尺等 实验器材 ①校准弹簧秤 ②在方木板上用图钉固定一张白纸 ③用图钉把橡皮条的一端固定在木板上， 在橡皮条的另一端拴上两个细绳套。 ④根据弹簧秤的量程，确定橡皮条拉伸的最大值，不要超出限度。 实验准备工作： 实验步骤： 用两弹簧秤拉橡皮条，记下结点O位置 记下两细线方向  记下两力的大小 实验步骤： 用一个弹簧秤把结点拉到O位置，记下细线方向和力的大小 用同样的比例作出F1F2以及F’的力的图示，发现O F1F2F’连起来像一个平行四边形。以F1F2为零边作平行四边形，所夹对角线为F，力F’与F几乎相同。多次实验结果也一样。 说明互成夹角的力的合成不遵循代数加减，而遵循平行四边形定则。 问题：F和F’哪个在像皮筋一直线上？ 力的合成模拟实验 五.力的合成 1.定义：求几个力的合力的过程叫力的合成 2.遵循规律： 一直线：同向相加，反向相减 互成角度：遵循平行四边形定则（三角形定则） I平行四边形定则：在两个矢量合成时，以表示这两个矢量的有向线段作为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合矢量的大小和方向。这个规律叫做平行四边形定则。 II三角形定则：把F2平移到F1末端首尾相连，从F1的起始端向F2的末端画出矢量即为合矢量，这种方法叫三角形定则。 F1 F2 F θ F1 F2 F θ 三角形定则 共起点 首尾相接 注意： (1)合力是惟一的； (2)只有同一物体所受的力才可合成；作用力与反作用力不可以合成 (3)分力与合力在力的作用效果方面是一种等效替代关系，而不是物体的重复受力，故合力与分力不能共存． 思考：一物体放在斜面上，他们相对地面均静止，斜面对地面有摩擦力吗？ 所以斜面不受地面摩擦力，也可以用整体法分析 思考：若m匀速下滑，M受地面摩擦力吗？ 注意： (1)合力是惟一的； (2)只有同一物体所受的力才可合成；作用力与反作用力不可以合成 (3)分力与合力在力的作用效果方面是一种等效替代关系，而不是物体的重复受力，故合力与分力不能共存． 3.求合力的方法 I.作图法 a.根据两个力的大小和方向，按一定的标度用力的图示从力的作用点起作出两个分力F1、F2 b.以两个力为邻边作平行四边形，对角线为合力 c.根据标度量得对角线的长度，代表合力的大小，对角线与任一分力的夹角代表合力的方向 II.计算法 根据平行四边形定则作出力的示意图，然后根据正、余弦定理，三角函数等几何知识计算合力。 4、互成角度合力与分力关系 (1).θ=0o时，F= F1+F2，方向同F1、F2方向。 (2). θ=90 o时，由勾股定理， (3). θ=180 o时，F=|F1-F2|，方向指向F1、F2中力较大的方向。 (4). θ为任意角度时有 (5). 0o≤θ≤180 o时，保持F1、F2大小不变，θ越大 F越小，若合力不变θ越大分力越大 (6). F1=F2且θ=120 o时，F＝F1=F2，思考30 o ，45 o ，60 o时F分别为多大？ F θ 互成角度合力与分力关系 例题：如图所示，为使电线杆稳定，在杆上加了两根拉线CA和CB,若每根拉线的拉力都是300N,两根拉线间的夹角为60°.试用作图法和计算法，求细线拉力的合力大小和方向。 思考：多个力的合成怎么求？ 对于多个力的合成，我们可以先求出任意两个力的合力，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