2.2力的合成与分解 课件 -2023-2024学年高一上学期（中职）物理湖南科技版电工电子类

02 力与牛顿运动定律 导入 从建筑奇迹山西悬空寺说起 有“天下奇观”之称的山西悬空寺，建在悬崖上，挂在半空中，真有凌空欲飞之势，惊险奇特，别具一格。远望，只见琼楼仙宫，凌空危挂，仿佛是玲珑的雕刻镶嵌在万仞峭壁间。悬空寺的选址之险，建筑之奇，结构之巧，堪称世界一绝！悬空寺把力学、美学和宗教融为一体，令人叹为观止，这样奇特的建筑不仅 是中华民族灿烂文化的彰显，也是世界文化的珍贵宝藏。 悬空寺蕴含了古代工匠们丰富的想象力、高超的建筑技艺， 它能稳稳地屹立于绝壁，与物理学中的力学密切相关。到底有怎样的关联呢？我们学习了力以及力和运动的关系便能解释了。 第二节 力的合成与分解 生活中常有这样的情境：两个人将购物篮提起使其处于 静止状态（图 2-8），一个人也可将这个购物篮提起使其处于 同样状态，但这两种情形中手对购物篮的作用力不同。这些 力之间有什么关系呢？本节将学习力的合成与分解，通过实 验探究力的合成与分解的规律。 第二节 力的合成与分解 一、力的合成 如果几个力同时作用在物体上的同一点，或它们的作用 线相交于同一点，我们就把这几个力称为共点力。当物体同时受到几个力的作用时，我们可用一个力来代替它们，且产生的作用效果相同。物理学中把这个力称为那几个力的合力， 那几个力则称为这个力的分力。求几个力的合力的过程称为力的合成。 第二节 力的合成与分解 一、力的合成 在图 2-8 中，两人对购物篮的作用力 和是共点力。 若由一个人提起购物篮，此时人对购物篮的作用力为 F。共点力 和 的作用效果与F 的作用效果相同，因此 F 是 和 的合力， 和则是 F 的分力。 初中我们学习过作用在同一直线上的两个共点力的合成。 很多情况下，作用在物体上的两个共点力不在一条直线上， 而是互成角度，如图 2-8 中的 和 。那么，像这样互成角 度的两个力的合成遵循什么规律呢？ 第二节 力的合成与分解 一、力的合成 做中学 探究两个互成角度的力的合成规律 如图 2-9（a），在铺有白纸的木板上，将橡皮筋一端用图钉固定于 A 点， 另一端与两细线打一个结点 B。两细线分别挂上测力计。在图 2-9（b）中， 用力拉两只测力计，并用铅笔标出结点 B 被拉伸到的位置，记为 O 点。记下 此时两只测力计的示数 、 ，并沿两细线标出力的方向。 第二节 力的合成与分解 一、力的合成 做中学 用力拉一只测力 计，同样将结点 B 拉到 O 处，如图2-9（c）所示，记下此时测力计的示数 F，并沿细线标出力的方向。 用力的图示画出 、 及 F 。观察这三个力的矢量图，看看能否找到这 三个力之间的关系。可尝试着把这三个矢量的末端用虚线连接，看看像什么 图形，可否从中找到这三个力之间的关系。 第二节 力的合成与分解 一、力的合成 大量实验研究表明，若以表示互成角度的两共点力的有向 线段为邻边作平行四边形，则两邻边间的对角线所对应的这条 有向线段就表示这两个共点力的合力大小和方向，如图 2-10 （a）所示。这就是共点力合成所遵循的平行四边形定则。 第二节 力的合成与分解 一、力的合成 拓展一步 多个力的合成 物体所受的力常常不止两个。如果物体受 到三个或更多共点力的作用，我们可用平行四 边形定则先求出其中两个力的合力，然后用平行四边形定则再求这个合力与第三个力的合力 ［图 2-10（b）］，直到把所有外力都合成为止， 最后得到这些力的合力。 第二节 力的合成与分解 一、力的合成 前面已从有无方向的角度认识了矢量和标量。从运算角 度来看，相加时遵循平行四边形定则的物理量称为矢量，如 力、加速度等都是矢量；相加时遵循代数相加法则的物理量 称为标量，如时间、路程等都是标量。矢量与标量遵循不同 的运算法则，这是二者的重要区别。 第二节 力的合成与分解 二、力的分解 多个力同时作用在一个物体上，可产生一个总的效果 。反之，作用在物体上的一个力，也可产生多个效 果。例如，当一个人拉着行李箱前行时（图 2-11），拉行李箱的力 F 就产生了两个作用效果：一个竖直向上，使行李箱有离开地面向上的效果；另一个水平向右，使行李箱有向前运动的效果。若把这两个效果分别视为是由力 和 产生的，我们就可用 和 来替代 F ， 、 为 F 的分力。求一个已知力的分力的过程称为力的分解。 第二节 力的合成与分解 二、力的分解 两个力可合成为一个合力，一个力也可分解为两个分力。 实际上，在力的合成中，每一个力都可视为合力的分力。所 以，力的分解是力的合成的逆运算，力的分解同样遵循平行 四边形定则。 理论上，不论有多少个共点力，都可以用一个合力来等 效替代。当各分力已知时，合