3.4 力的合成与分解 课件-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

第4节 力的合成与分解 一个静止的物体，在某平面上受到5个力作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？如果我们能找到一种方法，即“用一个力的单独作用替代两个力的共同作用，而效果不变”，上述问题就迎刃而解了。你觉得这个力和被替代的两个力会有怎样的关系呢？ 引入 作出结点A的受力示意图 作出重物BC的受力示意图 吊灯 物理模型 A B C F1 F2 F3 F4 F5 F6 几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点。 在圆圈处，你发现几个力有何特点？ 问题与思考 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。 共点力 F1 F2 F3 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 G 能不能把几个力在一起？ 非共点力 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，这个力就叫做那几个力的合力（resultant force）。 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（component force）。 合力与分力 合力与分力的关系 (1)等效性：合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，它们在效果上可以相互替代。 (2)同体性：各个分力是作用在同一物体上的，分力与合力为同一物体，作用在不同物体上的力不能求合力。 (3)瞬时性：各个分力与合力具有瞬时对应关系，某个分力变化了，合力也同时发生变化。 同向相加反向相减 力的合成:求几个力的合力的过程叫做力的合成。 说明：力的合成就是找一个力去代替几个已知力，而不改变其作用效果。 二力同向 10N 5N 10N 5N 二力反向 5N 10N 10N F=5N + 10N=15N F=10N – 5N=5N 5N 力的合成 思考：3N和4N的两个共点力，它们的合力是多少? 一定等于7N吗？ 可以等于1N吗？ F2 F1 F2 F1 F1 F2 o O F2 F1 如图，当F1、F2 互成一定角度时，它们的合力大小还等于F1+F2 吗? 共点力的合成 小实验：弹簧秤吊钩码 F1 F2 利用两只弹簧测力计、一个钩码。根据下面的示意图做实验，比较F和F1+F2 的关系，你有何发现？ F 互成角度的力该怎样求合力? 探究与思考 实验 探究两个互成角度的共点力的合成规律 1 0 2 3 4 5 N 1 0 2 3 4 5 N 1 0 2 3 4 5 N 记录效果 记录方向 实验演示 12 实验注意事项 1．位置不变：在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点的位置一定要相同． 2．角度合适：用两个弹簧测力计钩住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大。 3. 与木板平行：拉橡皮筋时要使弹簧称与木板平面平行。 4．尽量减少误差 (1)在合力不超出量程及橡皮条弹性限度内的前提下，测量数据应尽量大一些． (2)细绳套应适当长一些，便于确定力的方向．不要直接沿细绳套方向画直线，应在细绳套两端画个投影点，去掉细绳套后，连直线确定力的方向． 5．统一标度：在同一次实验中，画力的图示选定的标度要相同，并且要恰当选定标度，使力的图示稍大一些。 实验结论：两个力合成时，以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，这个规律叫做平行四边形定则。 F合 F1 O F2 θ 注意：力用实线，辅助线用虚线！ 也适用于位移、速度、加速度等矢量的合成。 实验结论 【例题】力F1＝45 N，方向水平向右. 力F2＝60 N,方向竖直向上.求这两个力的合力F 的大小和方向 . 15N F1 F2 F 53° 方法一：作图法 大小: F = 15×5 N= 75 N 方向:与F1成53°斜向右上方 因作图等原因 ，可能导致该种方法得到的结果误差较大。 【例题】力F1＝45 N，方向水平向右. 力F2＝60 N,方向竖直向上.求这两个力的合力F 的大小和方向 . 方法二：计算法（一般适用于两力的夹角比较特殊的情况） 由直角三角形可得 方向：斜向右上方与F1成 F1 F2 F合 还有其他方法吗 ？ F1 F2 F θ F θ o 三角形定则 共起点 首尾相接 F1 F2 平行四边形的邻边平移后，两个共点力首尾相接，从一个力的始端指向另一个力的末端，这个有向线段就是合力。 三角形定则 三个及三个以上力的合成方法： F1 F2 F3 F4 F12 F123 F1234 说明：（1）求多个力的合力时，与求解顺序无关。 （2）几个力的合力只有一个，是唯一的。 （3）用三角形定则求呢？ 先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，以此类推，直到把所有力合为