第三节 力的合成与分解（同步课件）-【中职专用】2024-2025学年高中物理同步精品课堂（高教版2023·机械建筑类）

第三节 力的合成与分解 主题一 SZ-LWH 1 目 录 CONTENTS 物体和质点 01 参考系 02 SZ-LWH 2 波浪滑翔器是一种新型海洋无人自主航行器，它包括水面船体和水下牵引机（由主框架和翼板组成），二者通过柔性吊缆连接（如示意图所示）。你知道波浪滑翔器的前进原理吗？ 情境导入 SZ-LWH 01 物体和质点 SZ-LWH 4 一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同 观察下面两幅图片，思考两个情境的共同点 一、力的合成 SZ-LWH 一、力的合成 一个力(F)作用的效果跟几个力(F1、F2……)共同作用的效果相同，这个力(F)叫做那几个力的合力。那几个力叫做这个力的分力。 不是物体又多受了一个合力 关系：等效替代关系 SZ-LWH 1、定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成 思考：互成角度的共点力的合成满足什么规律呢？ 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。 一、力的合成 SZ-LWH 一、力的合成 物体受到几个力作用时，如果保持静止或匀速直线运动状态，我们就说这个物体处于平衡状态。 q F N F f G F F N F f G 重力为G 的物体在水平拉力F 作用下做匀速运动 重力为G 的物体在斜面上静止 SZ-LWH 二、力的平行四边形定则 1、探究两个互成角度共点力的合成规律 将如图所示实验装置安装在贴有白纸的竖直平板上。图（a）表示橡皮筋DE在两个力的共同作用下，E端沿着直线DE伸长到O点。图（b）表示撤去F1和F2，用一个力F作用在橡皮筋上，使橡皮筋E端沿着直线DE伸长到O点。由此可见，力F对橡皮筋产生的效果跟F1和F2共同产生的效果相同，所以力F等于F1和F2合力。 SZ-LWH 2、平行四边形定则 用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。这个法则叫做平行四边形定则。 使用范围：只适用于共点力。 F θ F1 F2 o 二、力的平行四边形定则 SZ-LWH 2、平行四边形定则 （1）在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力的夹角越大，合力越小。 （2）当两个分力方向相同时（夹角为00） 合力最大，F＝F1 + F2 合力与分力同向； （3）当两个分力方向相反时（夹角为1800） 合力最小，F＝︱F1 - F2︱ 合力与分力F1 、F2中较大的同向。 （4）合力大小范围 ︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2 （5）合力可能大于、等于、小于任一分力． F θ F1 F2 o 二、力的平行四边形定则 SZ-LWH 二、力的平行四边形定则 思维与方法: 等效法 等效法是科学研究中常用的一种思维方法。在效果相同的前提下，把实际的、复杂的物理过程等效成理想的、简单的过程来处理，既可使运算简化，又可加深人们对物理概念、物理规律的理解。用合力代替多个力、把一个力分解成二个力、用一个作用于重心的重力替代实际作用于物体上无数个微小重力。用总电阻替代串、并联的各个电阻等，利用的都是等效法。 SZ-LWH 二、力的平行四边形定则 根据平行四边形定则作出下图: F1 F2 F合 由直角三角形可得 θ 方向：与F1成 tanθ=4/3斜向右上方 【例题1】力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。 SZ-LWH 二、力的平行四边形定则 【例题2】两个共点力的合力最大值为35 N,最小值为5 N,则这两个力的大小分别为 N和 N;若这两力的夹角为900,则合力的大小为 N． 15 20 25 SZ-LWH 三、力的分解 如果两个力（或几个力）共同作用效果，与原来一个力产生的效果相同，这两个力（或几个力）就叫原来那个力的分力。 如果没有条件限制，一个力可以分解成无数对大小和方向不同的力。 求一个已知力的分力叫做力的分解。 F F2 F1 SZ-LWH 三、力的分解 水平向前拉物体 竖直向上提物体 产生的两个作用效果 θ 力的分解要根据力的实际作用效果进行分解 SZ-LWH 三、力的分解 模型 转换 θ 力的分解要根据力的实际作用效果进行分解 将G分解，F1，F2即重力沿斜面和垂直斜面两个方向的分力： F1=Gsinθ F2=Gcosθ θ θ F2 F1 注意：F1是重力沿斜面向下的分力，而不是所谓的下滑力！ SZ-LWH 三、力的分解                                            θ θ θ F1 F2 F1 F2 联系实际： 为什么高大的桥要造 很长的引桥？ 由公式可以看出,F1和F2的大小只与倾角θ的大小有关 F1=Gsinθ F2=Gcosθ 原因：引桥越长斜面倾角越小，需要克服分力F1越小，汽车越容易上桥 引桥就是桥和路之间的“过渡”。引桥可以使车辆能平缓地上下桥面。 SZ-LWH 三、力的分解 力的分解的实际应用 刀刃劈物时力的分解 刀刃在物理学中称为“劈”,它的截面是一个夹角很小的锐角三角形。 SZ-LWH 三、力的分解 【例题3】假期里，一位同学在厨房里协助妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣．他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，如图所示，菜刀横截面为等腰三角形，刀刃前部的横截面顶角较小，后部的顶角较大，他先后做出过几个猜想,其中合理的是( ) A．刀刃前部和后部厚薄不匀，仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关B．在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C．在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大D．在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大 D SZ-LWH 三、力的分解 【例题4】“西电东送”为我国经济社会发展起到了重大的推动作用。如图是部分输电线路。由于热胀冷缩，铁塔之间的输电线夏季比冬季要更下垂一些，对输电线和输电塔的受力分析正确的是（ ） A．夏季每根输电线对输电塔的拉力较冬季时大B．夏季与冬季输电塔对地面的压力一样大C．夏季与冬季每根输电线对输电塔的拉力一样大D．冬季输电塔对地面的压力较大 B SZ-LWH 三、力的分解 【详解】如下左图，夏季输电线下垂大，角度变小，输电线重力不变，所以夏季时每根输电线对输电塔的拉力较冬季时小，AC错误；如下右图，由于输电线重力不变，两边输电线对铁塔的合力大小就等于输电线的重力，大小不变，所以夏季与冬季输电塔对地面的压力大小一样大，B正确，D错误；故选B。 SZ-LWH 四、正交分解 1、原理：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解。 2、步骤： (1)建立xoy直角坐标系 F1 F2 x y O SZ-LWH 四、正交分解 F1 F2 x y O F2y F1y F1x F2X (2)将不在坐标轴上的力分解到坐标轴上； F1 F2 F3 x y O F2y F1y F3y F3x F1x F2X SZ-LWH 四、正交分解 （3）分别求出X轴、y轴上个分力矢量和，即 Fx = Fx1 +Fx2+ Fx3+…… Fy = Fy1+Fy2+ Fy3+…… （4）求共点力的合力： 合力大小 F = + F 2 x F 2 y x F y F = q tan 合力方向 与x轴的夹角为θ x y o FX Fy F θ SZ-LWH 四、正交分解 【例题5】物体在拉力F的作用下沿斜面向上匀速运动，斜面倾角为θ，如图所示。如何利用正交分解法寻找力的关系？ θ O x y 小结：正交分解法可以将矢量关系转化成坐标轴方向上的标量关系，是一种很有效的方法。 v G F N f滑 SZ-LWH 四、正交分解 A．钢索的拉力会对塔柱产生两个效果，一方面竖直向上拉塔柱，另一方面沿水平方向拉塔柱 B．若桥面保持水平稳定，则桥面的重心在D点的右侧C．钢索对塔柱的拉力的合力斜向右下方 D．若桥面保持水平稳定，则有 D SZ-LWH 五、课堂练习 1.如图所示，重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度时，车网里的石块就会滑下，下列说法中正确的（　　） A．自卸车车厢倾斜度变大，石块对车厢的压力增大 B．自卸车车厢倾斜度变大，车厢与石块的动摩擦因数不变 C．自卸车车厢倾斜度变大，车厢对石块的摩擦力不变 D．石块下滑时受到车厢的摩擦力大于其重力沿车厢面方向的分力 B SZ-LWH 五、课堂练习 3．如图所示，两个人共同用力将一个牌匾拉上墙头。其中一人用了450 N的拉力，另一个人用了600 N的拉力，如果这两个人所用拉力的夹角是90°，求它们的合力。 750 N，与较小拉力的夹角为53° SZ-LWH 谢谢各位的聆听！ SZ-LWH 30 星之所在 初音未来 Other 132264.0 $$