3.4 力的合成 课件 (共30张PPT)人教版高中物理必修第一册

(共30张PPT)
高一 物理
3.4 力的合成
你能说出曹冲这么做的依据吗？
著名物理学家牛顿告诉我们
把简单的事情考虑得很复杂，可以发现新领域；把复杂的现象看得很简单，可以发现新定律。
今天我们一起来学习一个新规律
力的等效替代
1.能从力的作用的等效性来理解合力和分力的概念.
2.能通过实验探究求合力的方法——平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍规则。(重点)
3.会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。
4.知道合力的大小和分力夹角的关系。(难点)
学习目标
F1
F2
G
F
G
多个力的作用效果=一个力的作用效果
物理思想:等效替代
一、合力与分力
当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做这个力的分力。
说明：在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的等效代替。而不是物体又多受了一个合力。
既然合力与分力可以相互替代，那它们之间存在什么关系呢
是不是满足1+1=2呢？
答案是不一定，不是因为算错，而是它要符合平行四边形定则
1、求几个力的合力的过程，叫做力的合成.
二、力的合成
F1=4N
0
F2=3N
F合=F1+F2=7N
2、方向在同一直线上力合成问题
两个分力同向相加
两个分力反向相减
0
F1=4N
F2=3N
F合=F1-F2=1N
以上情形中两个分力共线，如果两个分力有夹角该怎样合成？
3、互成角度的两个力的合成
猜想：
【实验器材】
方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳套1个或2个、三角板、刻度尺、图钉（几个）。
实验探究
1、怎样确定两个分力
F1、F2的大小、方向？
F1
F2
O
实验问题指导：
F1
F2
O
F
2、怎样使F单独作用
效果与F1、F2共同
作用效果相同？
合力
分力
3、1N 的力用几厘米长的线段来表示 你是如何考虑的
让所画的图形不要太大也不要太小
试验探究过程中………..
（1）求两个力的合力时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，夹在两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这个法则叫平行四边形定则。
F2
F1
O
实验结论总结
（2）平行四边形定则是一切矢量的运算法则，不仅适用于力的合成，也适用于位移、速度、加速度等矢量的合成。
【典例】气球在空中受到的空气浮力竖直向上，大小为4N，同时受到水平方向的风力作用，大小为3N。求气球受到的浮力与风力的合力。
即学即用
1.计算法求合力
解：根据平行四边形定则作出下图:
F1
F2
F合
θ
由直角三角形可得
方向：与竖直方向夹
角为θ且
2.图解法(即力的图示法)求合力。
解：选定一个合适的标度，如用一个单位长度表示1N，用O点代表气球，作出气球所受两个力的图示，如图所示。以F1、F2为邻边作平行四边形，作出表示合力F的对角线OF，用刻度尺量出对角线的长，约为5个单位长度，可求得合力的大小约为F=5×1N=5N
用量角器量出合力F与竖直方向的夹角为37°
O
求合力的两种方法：
（1）图解法从力的作用点沿两个分力的作用方向，按同一标度作出两个分力F1和F2,并画成一个平行四边形，这个平行四边形的对角线的长度按同样比例表示合力的大小，对角线的方向就是合力的方向。通常可用量角器直接量出它与某一个分力方向的角度。
（2）计算法用公式计算出合力的大小。
规律方法
1.两个力F1和F2的夹角在由0°变为180°过程中，合力的大小怎样变化？你能不能确定出两个力的合力大小范围？
2.合力的大小一定大于分力的大小吗？
思考讨论
思考：合力是否一定比分力大？
三、合力与分力间夹角θ关系
2、合力的取值范围：｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2
1、夹角θ越大，合力就越小：
F合随F1和F2的夹角增大而减小
3、F合可能大于、等于、小于 F1、F2
四.多力合成
先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，……直到把所有力合为一个力，得到合力。
F1
F2
F3
F4
F12
F123
F1234
F1
F2
放在光滑水平桌面上的圆盘，受到如图所示
的力的作用，且两力大小相等，则此时这两
个力可以合成吗？
？
思考
O
G
五、共点力
如果一个物体受到两个或更多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线相交于同一点，这样的一组力叫做共点力。
力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力。
共点力的作用线能相交于一点
对于同一物体产生相同的效果
已知分力
合力
力的合成
平行四边形定则
以两个共点力为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向
遵循
本课小结