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

高中物理2019人教版必修一 第三章 相互作用——力 4、力的合成和分解 1、实验探究力的合成遵守的规则。 2、认识力的合成与分解遵守平行四边形定则。 3、运用力的平行四边形定则或三角形定则作图，并根据几何关系求解分力。 4、强化“等效替代”的思想，培养学生利用数学方法解决物理问题的能力。  教学目标 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“用一个力单独作用替代5个力的共同作用而效果不变”，问题就解决了。 提出问题 F1 F5 F4 F2 F3 一、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。 共点力 平行力 共点力 共点力 如果一个力产生的效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同，那么这个力叫做那几个力的合力。原来的那几个力叫做这个力的分力。 等效替代 二、合力和分力 F1 F2 F 石头 大象 等效替代 大象作用于船的压力与石头作用于船的压力产生的作用效果是一样，它们是等效的。 等效替代的方法 求几个力的合力的过程叫作力的合成。 三、力的合成 已知：F1= 3N、F2=5N 已知：F1= 3N、F2=5N 则F合= N 则F合= N 方向 方向 探究一：同一直线上二力的合成规律 同一直线上的几个力的合成，同向相加，反向相减。 F1 F2 F1 F2 实验器材：方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、 细绳、三角板、刻度尺、图钉 实验原理：等效替代 探究二：合力F和分力F1、F2的关系 9 实验过程： 轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为 GE。用两个测力计共同拉动小圆环。小圆环受到拉力 F1、F2 的共同作用，处于 O 点，橡皮条伸长的长度为 EO。撤去 F1、F2，改用一个力 F 单独拉住小圆环，仍使它处于 O 点。力 F 单独作用，与 F1、F2共同作用的效果 是一样的，都能使小圆环保 持静止，由于两次橡皮条伸 长的长度相同，方向一样， 所以 F 等于 F1、F2的合力。 实验过程： 记下O点位置和两力F1、F2的大小和方向，记下力F的大小和方向，用力的图示法做出F1、F2、F的图示，用虚线把拉力 F 的箭头端分别与 F1、F2 的箭头端连接，围成的形状像是一个平行四边形。多做几次。 F1 F2 F O E G 互成角度的两个力合成时，以表示这两个力的有向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。 四、平行四边形定则 适用于共点力 解：方法一：画图法 用1cm代表10N的力 合力F的对角线长5.44cm， 合力F 的大小F= 54.4N 用量角器量得合力F与力F1的夹角为54º。 例.力F1=32N,方向水平向右。力F2=44N,方向竖直向上。通过作图法和计算法求这两个力的合力F的大小和方向。 方法二：计算法（根据勾股定理） F O 10N 54o F2 F1 例题讲解 作出几种情况下两个力的合力 F1 F2 o F1 F1 F1 F2 F2 F2 o o o 作出几种情况下两个力的合力 F1 F2 o F1 F1 F1 F2 F2 F2 o o o F F F F （1）F1、F2大小一定,夹角增大，合力如何变化 夹角增大，合力变小 同向时合力最大，反向时合力最小。 ｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2 （2）合力什么时候最大，什么时候最小？ （3）合力的范围如何？ （4）合力的大小一定大于分力的大小吗？ 合力可能大于、等于、小于 F1、F2 思考问题 逐次合成法：先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，……直到把所有力合为一个力，得到合力。 F1 F2 F3 F4 F12 F123 F1234 若多个力作用在一个物体上时如何求合力？ 逐次合成法：先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，……直到把所有力合为一个力，得到合力。 F1 F2 F3 F4 F12 F123 F1234 若多个