3.4力的合成与分解 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.4力的合成和分解 临川龙津中学 廖菖龄 游戏情景 物理模型 模型构建 提出问题： 鼓水平方向受多个力作用，鼓在水平方向如何运动？ 教材上对这个问题提出了怎样的解决方案？ 方法：用一个力来代替这几个力的共同作用效果 等效替代 F1 F2 F 　一个力，如果它产生的效果跟其他几个力共同产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就是这个力的分力。 一、合力与分力 F2 F1 F=F1 + F2 F=F1 - F2 (1)二力同向 (2)二力反向 F2 F1 讨论二个力F1、F2的合成 (3) 为任意角时， 实验研究 q 请阅读教材中“实验”栏目下的内容，回答如下问题： 1、实验需要用到哪些器材？ 2、如何保证合力与分力作用效果相同？ 3、实验过程需要记录哪些数据？ 二、探究两个互成角度力的合成 1、实验用到哪些仪器？ 两个弹簧测力计 铅笔、三角板 白纸、木板 橡皮条、细绳套(两个) 2.如何保证合力与分力作用效果相同？ 用一根弹簧测力计把橡皮筋也拉到O点 O 用两根弹簧测力计把橡皮筋拉到O点 O 两次形变相同，所以F 的作用效果与F1、 F2作用效果相同，可以用F来代替F1、 F2。 力的大小 力的方向 3、实验过程需要记录哪些数据？ 弹簧测力计 沿着各自拉线的方向 E 步骤1：在木板上铺一张白纸，用图钉固定； A 步骤2：把橡皮条的一端固定在A点； E 步骤3：用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。 O 弹簧1 弹簧2 1、弹簧测力计使用前需调零 2、橡皮条、弹簧测力计、细绳套应与板面平行 注意事项： 3、两分力夹角不宜过大或过小 120°≥θ≥60° E 步骤4：用铅笔记录下O点位置，并用描点的方式记下两个绳套的方向，读出两个弹簧测力计的示数； O 弹簧1 弹簧2 1、确定力的方向时，两点尽可能远些，标点时不用手按线 注意事项： 2、标点和读数时视线垂直于纸面。 E O 弹簧1 步骤4：只用一个弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，让结点到达同一位置O点，用描点的方式记下绳套的方向，读出弹簧测力计的示数； E O 步骤5：选好标度，用铅笔和尺子分别作出分力F1、F2以及合力F′画力的图示。 分力F1、F2与合力F′有什么关系？ 1N 以F1、F2的有向线段为邻边作一平行四边形，比较两邻边之间的对角线与F关系。 F1 F/ F2 F 在误差允许范围内，理论值和实验值大小相等方向相同。 1.两个互成一定角度的共点力的合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个规律就叫做平行四边形定则． F θ F1 F2 o 三、平行四边形定则 例1：某物体受到一个大小为30N的力，方向水平向右，还受到另一个大小为40N的力，方向竖直向上。通过做图法求出这两个力合力的大小和方向。 如图所示，量得合力的大小为50 N 10N F1=30N F2=40N F=50N θ=53° 合力F与F1的夹角为53º。 四、几种特殊情况下力的合成 2.若两个分力大小为F1=F2=F，它们之间的夹角为α. 1.若两个分力为F1、F2 ， 它们之间的夹角为θ F合= =120o θ＝0° θ＝180° θ＝90° F合＝F1＋F2 F合＝|F1－F2| =60o F合= F合=F1=F2=F F1 F2 F合 讨论：如果两个分力大小不变，在夹角变化时，合力的大小如何变化？ （1）在分力大小不变的情况下，夹角越大，合力越小。 （2）两个力合成的范围？ F1+F2≥F合≥ 两分力同向(θ＝0°)时，合力最大， F＝F1＋F2， 两分力反向(θ＝180°)时，合力最小， F＝|F1－F2|， 合力可能大于、等于、小于任一分力 1.(合力大小与夹角的关系)关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中正确的是 A.F大小随F1、F2间夹角的增大而增大(夹角小于180°时) B.F大小随F1、F2间夹角的增大而减小(夹角小于180°时) C.F大小一定小于F1、F2中最大者 D.F大小不能小于F1、F2中最小者 2.(合力大小范围)两个共点力的大小分别为F1＝15 N，F2＝8 N，它们的合力大小不可能等于 A.9 N B.25 N C.8 N D.21 N 3、如图7所示，表示五个共点力的有向线段恰分别构成正六边形的两条邻边和三条对角线.已知F3＝10 N，这五个共点力的合力大小为 A.0 B.20 N C.30 N D.40 N √ 小结 1、合力与分力的关系是 2、平行四边形定则： 3、合力与分力的大小关系： （1）合力大小范围 ︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2 （2）在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力的夹角越大， 不在一条直线的两个力的合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。 “等效替代”。 合力越小。 作业 “检测评价”P175—177 Lavf57.62.100 $$