3.4 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 力的合成和分解 力的合成和分解 1+1=？ y/m x/m 东 北 小明向东走了1m，再向北走了1m，请问小明走过的路程？ 思考：求两个位移矢量和，能用它们的数值直接相加吗？求合位移有什么法则吗？这节课将解决这类问题 位移呢？ 引入： 用一根弹簧测力计把橡皮筋也拉到P点 用两根弹簧测力计把橡皮筋拉到P点 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。 等效性、同体性、瞬时性、独立性 基本概念: O . O . 2.合力与分力：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。 3.力的合成：求几个已知力的合力叫做力的合成。 F 1 F 2 F 等效替代 1.共点力：作用在物体上的同一点上，或者力的作用线相交在同一点上的力. 注意：等效替代（并非同时存在） 4.力的分解：求一个已知力的分力叫做力的分解。 力的合成 误差分析 1．弹簧测力计使用前没调零． 2．使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在． 3．两个分力的夹角太小或太大，F1、F2数值太小，应用平行四边形定则作图时，会造成误差． 力的合成 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。 4.两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小。 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。 探究两个互成角度的力的合成规律 1．合力与分力的大小关系 探究总结 2．求共点力合力的常用方法 (1)作图法：作图法就是用作图工具根据平行四边形定则作出平行四边形，然后用测量工具测量出合力的大小、方向，具体操作流程如下： (2)计算法 ①两分力共线时 F1与F2方向相同 合力大小F＝F1＋F2，方向与F1和F2的方向相同 F1与F2方向相反 合力大小F＝|F1－F2|，方向与F1和F2中较大的方向相同 ②两分力不共线时：可以先根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图，然后由几何知识求解对角线，即为合力．以下为求合力的两种常见的特殊情况. 力的合成 平行四边形定则的拓展应用 如何求多个共点力的合力呢？ F1 F2 F3 F4 F12 F1234 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 力的合成 思考：合力大小一定比分力大吗？ 平行四边形定则的拓展应用 F1 F F2 当两分力的夹角较小时，合力大小比分力大。 F1=F2 F F2 120° 当两分力的夹角等于120°且两分力大小相等时，合力与任意一个分力大小相等。 F1 F F2 当两分力的夹角较大时，合力大小比任意一个分力小。 力的合成 平行四边形定则的拓展应用 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？ q F F 当夹角为0°时，即两力同向时，此时合力最大，为F1+F2 。 F 当夹角为180°时,即两力反向时，合力最小，为│F1-F2 │。 两分力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小。且合力的变化范围为│F1-F2 │≤ F合≤ F1+F2 常用的分解限制——两种分解方法 1、按实际作用效果分解 F q F1 F2 G G2 G1 常用的分解限制——两种分解方法 2、正交分解 θ θ A B C D E F1 F2 F 意义：构造直角，更方便合成 有限制条件的的分解——多解问题 1、两个分力的方向确定 2、两个分力的大小确定 两解或无解 唯一解 有限制条件的的分解——多解问题 3、一个分力的大小和方向确定 4、一个分力的大小和另一个分力的方向确定 唯一解 在0< θ<90°时有三种情况: (1)当F1=Fsin θ或F1>F时,有一组解 (2)当F1<Fsin θ时无解 (3)当Fsin θ<F1<F时,有两组解; 若90°< θ<180°,仅F1>F时有一组解,其余情况无解 F F1的方向 根据力的作用效果分解力 其重力产生两个效果：一是使球垂直压紧墙面;二是使球拉绳. 其重力产生两个效果：一是使物体拉AO绳；二是使物体拉BO绳. 绳模型： 根据力的作用效果分解力 总结： 常见典型力的分解实例可分成面模型、绳模型、杆模型． 1．面模型中，力的作用效果往往垂直于面． 2．绳模型中，力的作用效果往往沿着绳． 课堂互动探究二：力的分解 例1.如图所示，有一个木箱质量m=60Kg,静止在水平地面上，工人推木箱，若动摩擦因数 μ=0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力 求（sin370=0.6,cos370=0.8） （1）如图甲所示，当沿水平方向推力F1=150N时，此时木箱所受的摩擦力f1 例2.如图所示，有一个木箱质量m=60Kg,静止在水平地面上，工人推木箱，若动摩擦因数 μ=0.3，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 求（sin370=0.6,cos370=0.8） (2）如图乙所示，当与水平方向成370的斜向上 的推力F2=400N时，此木箱所受的摩擦力大小f2 1.合理建立直角坐标系，把各力标注在坐标系中 2.把力在坐标系中分解并求地面对物体的支持力 3.根据公式求得滑动摩擦力大小 木箱向右运动，f2=108N 谢谢观看 Lavf57.62.100 $$