3.4.1力的合成和分解 课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

3.4 力的合成与分解(第1课时） 物 理 G FN Ff F F 如图放在地面上的小车受到四个力的作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？ 3.4 力的合成与分解 一、共点力 定义：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。 F1 F2 F4 F1 F3 F2 F3 3.4 力的合成与分解 二、合力和分力 观察下面的情景图片，结合生活经验思考：两位小孩对水桶施加的两个力与一个大人对水桶施加的一个力，就“提起水桶”这一作用效果而言，相同吗？他们可以相互代替吗？ 效果相同 等效替换 分力 合力 由于F产生的效果和F1、F2产生的效果相同，所以 F是F1 、F2 的合力，F1 和F2 是F的分力。 3.4 力的合成与分解 二、合力和分力 等效 合力：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，这个力就叫作那几个力的合力。 分力：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，这几个力叫作那个力的分力。 注意：合力和分力是等效替代的关系，不能同时存在。 3.4 力的合成与分解 二、合力和分力 合力和分力的关系： ①等效性 ②同体性 ③瞬时性 合力的作用效果与分力的共同作用效果相同(相互替代关系) 各个分力作用在同一物体上(受力物体相同) 某个分力变化了，合力同时也发生变化(瞬时对应关系) 3.4 力的合成与分解 三、力的合成和分解 效果相同 等效替换 分力 合力 力的合成 力的分解 1.力的合成：我们把求几个力的合力的过程叫做力的合成。 2.力的分解：我们把求一个力的分力的过程叫做力的分解。 3.4 力的合成与分解 三、合力和分力 F1=4N F2=3N F1=4N F2=3N 同一直线上的两个力的合成法则： 反向相减 直接加减的代数运算法则 同向相加 3.4 力的合成与分解 四、探究两个互成角度的力的合成规律 (1)实验目的 (2)实验原理 探究分力与合力的关系，寻找求合力的方法。 合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同。(等效替代法) 方木块、白纸、弹簧秤（两个） 、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉 (3)实验器材 3.4 力的合成与分解 四、探究两个互成角度的力的合成规律 橡皮条的结点均从E点拉到O点。 如何设计实验使合力和分力的效果相同呢？ F2 F1 F2 F O O F O E E E G 乙 G 甲 G 丙 丁 F1 思考 3.4 力的合成与分解 四、探究两个互成角度的力的合成规律 (4)实验步骤 ①在木板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端固定在纸边G处，将带有两个绳套的另一端放在纸面上，测力计可以拉住绳套使橡皮筋伸长。 ②先用两个测力计分别同时拉住两个绳套，将橡皮筋由E点拉长至O点，记下O点的位置和此时F1和F2的大小和方向。 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 ③再用一个测力计拉住绳套将橡皮筋由E点拉长至O点，记下此时F的大小和方向。 ④取下白纸，用力的图示法分别画出表示分力F1、F2和合力F矢量的有向线段，以分力F1、F2的有向线段为邻边作出平行四边形以及它的对角线F ＇ ，最后比较F '和F。 3.4 力的合成与分解 四、探究两个互成角度的力的合成规律 3.4 力的合成与分解 四、探究两个互成角度的力的合成规律 (5)实验结论 在误差允许范围内，两个互成角度的力的合成遵守平行四边形定则。 (6)注意事项 ①测力计在使用前应将其水平放置，检查、校正零点。明确量程和最小分度。 ②施加拉力时要沿测力计轴线方向，并且使拉力平行于木板。 ③拉力应适当的大些，但不要超过量程。 ④两力间的夹角不能太大也不能太小。 ⑤画力的图示时应选择适当的标度，尽量使图画得大一些，要严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形。 3.4 力的合成与分解 五、思考与探究 (1)合力一定比分力大吗？ F1 F F2 合力可以小于分力 合力可以与分力等大 结论1：合力可以大于分力，可以与分力等大或者比分力还小。 F1=F2 F F2 120° 合力可以大于分力 F1 F F2 图1 图2 图3 3.4 力的合成与分解 五、思考与探究 (2)如果两个分力F1 、F2的大小不变，当它们的夹角在0°和180°之间变化时，其合力的大小如何变化？ F1 F F2 F F1 F2 F1 F F2 当夹角为180°时,即两力反向时，合力最小，为│F1-F2 │ 当夹角为0°时，即两力同向时，合力最大，为F1+F2 。 结论2： ①两个分力的大小不变时，其合力随夹角的增大而减小。 ②两个共点力的合力大小范围 │F1-F2 │≤ F合≤ F1+F2 3.4 力的合成与分解 四、思考与探究 结论3： 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，最后得到的结果就是这些力的合力。 F1 F2 F3 F4 F12 F123 F1234 （3）如何求多个共点力的合力呢？ 3.4 力的合成与分解 六、求合力的方法 两个力的合成，如果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。 注意：两个已知力的合力（大小和方向）是唯一确定的。 (1)作图法 3.4 力的合成与分解 六、求合力的方法 (2)计算法 类　型 作　图 合力的计算 两分力相 互垂直 两分力等大, 夹角为θ 两分力分 别为F1、F2, 夹角为θ 大小:F= 方向:tanθ= 大小:F=2F1cos 方向:F与F1夹角为 (当θ=120°时,F1=F2=F) 根据余弦定理,合力大小 F= 合力方向与F1方向的夹角正弦值为sin α= 3.4 力的合成与分解 15 N F1 F2 F 53° 解析：作图法求合力 大小：F = 15×5 N= 75 N 方向：与F1成53°斜向右上方 【例题】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。 六、求合力的方法 3.4 力的合成与分解 【例题】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。 解析：计算法求合力 F1 F2 F合 由直角三角形可得： 方向：斜向右上方与F1成 六、求合力的方法 3.4 力的合成与分解 谢谢！ 3.4 力的合成与分解 $$