人教版高中物理必修一3.4-力的合成(共38张PPT)

(共38张PPT)
第三章 相互作用
生活中常见到这样的事例：
一个力的作用效果与两个或更多力的共同作用效果相同。
1、合力分力定义：
如果一个力F产生的效果跟原来几个力(F1、F2……)共同产生的效果相同，这个力F就叫着那几个力的合力，而那几个力就叫着这个力的分力。
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。
3、力的合成：
求几个已知力的合力叫做力的合成
假如这两力不作用在同一直线上了，又会怎样呢？
猜测
实验验证
看来，力的合成并不全是简单地力的相加减，那么它们之间的关系到底是怎样的呢?
它们之间的关系好象一下子也难以猜测的出来，但为什么难以猜测呢？是什么使它变复杂了呢？可猜猜！
实验验证F=F1+F2？
那我们就做实验来探究吧
探究实验前要明确：
1、实验的目的是什么？
2、实验依据的原理是什么？
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。
力的作用效果有几种？你准备采用哪一种？又如何保证它们等效？
实验器材：
方木块,白纸,弹簧称(两个),橡皮条、细绳、三角板,刻度尺,图钉

2、互成角度的两个力的合成
实验步骤:
（1）在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好.
（2）用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点（A点的位置应该靠近顶端中点），在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套.
（3）用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置Ｏ.
（4）用铅笔记下Ｏ的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧秤的示数（在同一条件下）.
（5）用铅笔和三角板在白纸上从Ｏ点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力Ｆ1和Ｆ2的图示.
（6）只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置Ｏ点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力Ｆ的图示.
（7）探究这三个力的大小及方向的关系.
实验结论：
求两个力的合力时，可分别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，这叫做力的平行四边形定则。
（1）同一直线上两个力的合成
a、共线同方向的两个力F1、F2的合成
b、共线反方向的两个力F1、F2的合成
F合=F1+F2，方向与两力方向相同
F合=|F1-F2|，合力方向与两个力中较大的那个分力的方向相同
a ：F1、F2之间的夹角为900 ；
b ：F1＝F2，之间的夹角为θ；
C :F1、F2大小不等，夹角为任意角度。
例题:力F1=45 N，方向水平向右，力F2=60 N，方向竖直向上.求这两个力合力的大小和方向.
F
O
F1
F2
作图法：
15N
计算法：
选择标度，作力的平行四边形.
用刻度尺量出对角线的长度.
过比例关系求出合力的大小是75 N.
用量角器量出合力与F1的夹角是53°
解：
4、多力合成的方法：
F12
F123
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
5、合力与分力间关系：
①θ＝0°时，F＝F1＋F2合力与分力同向
②θ＝180°时，F＝｜F1－F2｜合力与分力F1、F2　　中较大的同向。
③合力的取值范围， ｜F1－F2｜ ≤F ≤ F1＋F2　
④F1、F2大小一定，夹角θ越大，合力就越小。
⑤合力可能大于、等于或小于某分力。
合力分力不能并存
合力、分力大小方向没有必然联系。
例：已知力F1=4N，F2=5N，F3=8N，则三个力的合力最大值为多少，最小值又为多少？
例：已知F1=5N，F2=10N，则两个力的合力最大值为多少，最小值又为多少？

几个力如果都作用在物体的同一点上，或者它们的作用线相交于同一点上，这几个力叫做共点力。
6、共点力
7、非共点力
力不但没有作用在同一点上，它们的延长线也不能相交于一点。
力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力。
【课堂训练】
三个共点力，大小分别为11 N、6 N、14 N，在同一平面内，各力间的夹角可变，求此三力的合力大小的范围.
答案: 0≤F≤31 N
拓展：
若这三个同一平面内的共点力，大小变为11 N、6 N、4 N，或11 N、6 N、24 N，则这三力的合力大小的范围又是多少？
答案: 1N≤F≤21 N 7N≤F≤41 N
平衡状态:物体保持匀速直线运动状态，或静止状态。
在共点力作用下物体的平衡条件是合力为零。
即F合＝0
1.什么是平衡状态
2.处于平衡状态满足的条件:
1、二力平衡：两力大小相等，方向相反，作用在 同一直线上，合力为零。
2、三力平衡：任意两力的合力必定与第三个力等值反向，并且在同一直线上，合力为零。
3、多力平衡：其中任意（n-1）个力的合力必定与剩下的第n个力等值反向，且作用在同一直线上，合力为零。
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
求　解
遵循
小　　结：
2、一个定则
3、两种方法
1、一种物理思想
作图法：直观明了、误差较大
计算法：较准确
等效替代
适用于所有的矢量的合成和分解