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

人教版(2019)必修第一册物理高中 3.4 力的合成和分解 导入新课 很多纤夫的合力如何求？已知合力又怎么求其分力？ 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 4 互成角度的两个力的合成 猜想：互成角度的两个力合成时遵循什么规律？ 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 3 解三角形 作图测量 力的合成和分解 （一）力的合成 已知两个互成角度力的合力遵从平行四边形定则，如何 得出它们合力的大小和方向？ 交流讨论 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 夹角θ 越大，合力就越小。 二、力的合成和分解 交流讨论 大小确定，但是夹角不确定的两个分力的合力的大小与 夹角有什么关系？ （一）力的合成 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 梳理深化 力的合成和分解 （一）力的合成 1．合力的求法 作图法：刻度尺——大小；量角器——方向（角度） 计算法： 两力相互垂直 两力夹角任意 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 4 力的合成 互成角度的两个力的合成 G FN Ff 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 7 力的合成和分解 （一）力的合成 夹角θ 越大，合力就越___， F合随F1和F2的夹角增大而_____； 合力的取值范围：_________________________； F合 可能__________________F1、F2； 梳理深化 小 减小 ｜F1－F2｜ ≤ F合 ≤ F1＋F2 大于、等于、小于 2．合力与分力间夹角θ 关系： 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 F1 F2 F3 F4 F12 F123 F1234 逐个合成 力的合成和分解 交流讨论 如何用平行四边形定则求多个力的合力？ （一）力的合成 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 5 平行四边形定则 在两个力合成时，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。这个规律叫作平行四边形定则。 问题：如何将一个力进行分解？ 平行四边形定则 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 10 力的合成和分解 （一）力的合成 梳理深化 逐个合成：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， 最后得到的就是这些力的合力。 F1 F2 F3 F4 F12 F123 F1234 3．三个以上力合成的方法： 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 二、力的合成和分解 （一）力的合成 巩固提升 例1．已知F1＝F2＝10 N，求以下两种情况下二力的合力： （1）F1与F2垂直。 （2）F1与F2成120°角。 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 6 矢量和标量 既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量。 只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量。 除了力和位移以外，速度、加速度都是矢量。 在我们学过的物理量中，质量、路程、功、电流等都是标量。 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 13 二、力的分解 4．探究力的分解： (1)已知合力与两个分力的方向，两个分力有唯一解。 F合 F合 F1 F2 (2)已知合力与两个分力的大小，两个分力有唯两解或无解。 F合 F1 F2 F1 F2 ex：已知F合=10N，F1=5N，F2=3N，不能构成矢量三角形，无解。 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 力(矢量)的三角形定则 在分析矢量的动态变化时，常常使用此法，尤其在尤 其在合矢量不变，一个矢量方向不变，分析另一个分矢量 的大小和方向变化时，更适合用此法。此法由平行四边形 定则演化而来，因为平行四边形法无法应用到共线力的合 成，故而此法应用更为广泛，还有一点：矢量可以平移， 但前提是不能改变它的方向和大小。其实三角形定则是平 行四边形定则的简化。 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 三、力的正交分解 1．概念：物体受多个力的作用，可将每个力沿两个相互垂直的方向进行分解，然后再分别沿这两个方向求合力。 2．注意：一般选共点力的交点为原点，水平方向或运动方向为X轴，使尽量多的力在坐标轴上。 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 三、力的正交分解 F 0 X Y F1 F2 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 力的分解的讨论 2.一个力在不受限制下可以分解为无数组力 将某个力进行分解，如果没有条件约束，从理论上出有无数组解,因为同一条对角线可以构成的平行四边形有无穷多个(如图所示),这样分解是没有实意义的。因此实际分解时，一个力按力的作用效果可分解为一组确定的分力。 梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到 三、力的正交分解 F1 F2 α β 0 X Y 梦里能达到的地方，总有一