人教版高中物理必修一3.4-力的合成(共28张PPT)

(共28张PPT)
等效替代
F
1
F
2
F
一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同
1、合力和分力：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。原来的几个力就叫分力。
2、力的合成：求几个力的合力的过程。
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。
力的合成就是找一个力去代替几个已知力，而不是改变其作用效果
等效于
等效于
如果这桶水的重量是200N，两个孩子合力的大小一定也是200N。现在的问题是：如果两个孩子用力的大小分别是F1和F2，F1和F2两个数值相加正好等于200N吗？
思考与讨论
探究求合力的方法?
实验探究一
①把方木板平放在桌面上，用图钉把白纸钉在木板上。
②用图钉把橡皮筋的一端固定在Ａ点，另一端拴上两个细绳套。
③用两个弹簧秤分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋的结点伸长到某一位置Ｏ，并用铅笔描下结点Ｏ的位置、细绳的方向，并记录下弹簧秤的示数F1
、F2
。
④只用一只弹簧秤通过细绳套把橡皮筋的结点拉长到Ｏ点，用铅笔描下细绳的方向，记录下弹簧秤的示数F'。
⑤按选定的标度作出两只弹簧秤拉力F1
、F2
的图示，并作出F1、F2
的合力F的图示。按选定的标度作出F的图示。
⑥比较两个力F1
、F2
的合力F'和F大小和方向，看在实验室允许的误差范围内，两者的大小和方向是否相同。
⑦改变F1
、F2
的大小和方向，再重复实验两次。
主要测量
1、用两个测力计拉细绳套使橡皮条伸长，绳的结点到达某点O时：
记录
结点O的位置
两测力计的示数F1、F2
两测力计所示拉力的方向
2、用一个测力计重新将结点拉到O点时：
记录：弹簧秤的拉力大小F及方向。
实验探究一
力F对橡皮条作用与F1、F2对橡皮条作用的效果相同，所以F等于F1、F2的合力。
效果相同
器材：
橡皮条、细绳套、钩码、滑轮
实验研究二
F合
O
F1
F2
平行四边形定则：
以表示两个分力的线段为邻边平行四边形，则两个邻边所夹的对角线就表示合力的大小和方向。
＊三角形定则
平行四边形定则
F1
F2
F
F1
F2
F
三角形定则
F1
F2
F
或
提示：一般情况下，矢量可以平移。
F1
F2
F
B、两分力大小一定,合力F的大小随夹角θ的增大而减小。
A、
合力大小的范围是
D、合力可能大于分力，可能小于分力，可能等于分力
|F1-F2|≤F≤F1+F2
C、合力大小一定，两分力夹角越大，分力越大。
在合力不变的情况下，两个分力夹角变大，两个分力大小如何变化？
四两拨千斤的构想：在日常生活中有时会碰到这种情况：载重卡车陷于泥坑中时，汽车驾驶员按如图所示的方法，用钢索把载重卡车和大树拴紧，在钢索的中央用较小的垂直于钢索的侧向力就可以将载重卡车拉出泥坑。
1、作图法
已知力F1=45N，方向水平向右，力F2=60N，方向竖直向上。求这两个力的合力的大小和方向。
解：
15N
F1=45N
F2=60N
F=75N
1、作图法
a）合力、分力要共点
b）实虚线要分清（表示力用实线，其它线用虚线）
c）合力、分力的标度要相同，作图要准确（力的图示）
2、计算法
①、两个力的夹角为90°时，
F1
F2
F
α
合力方向：与F1夹角
合力大小
②、合力与某个分力的夹角为90°时，
合力大小
F1
F2
F
α
合力方向（与F2夹角）
③、两个等大的力的合力
F1
F2
F
O
α/2
α/2
大小为
合力方向
在两个分力角平分线上
多力合成的方法：
F1
F2
F3
F4
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
1、共点力：
　　　　　　几个力如果都作用在物体的同一点，或它们的作用线相交于同一点，这几个力叫共点力
（1）当物体可看成质点时，所受的力共点力
静止
G
N
f
（2）有些非共点力问题可以转化为共点力问题处理
G
N1
A
N2
光滑
f
F地
T
G
N
F
2、平衡状态：一个物体在共点力的作用下，如果
保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个
物体处于平衡状态．
（2）“保持”某状态与“瞬时”某状态有区别：
（1）共点力作用下物体平衡状态的运动学特征：
加速度为零．
竖直向上抛出一个物体，当物体到达最高点时，速度为0
，加速度为0
吗？或者说合外力为0
吗？
3.共点力作用下物体的平衡条件是
F合=0
寻找共点力的平衡条件:
1.二力平衡条件:
2.三力平衡条件:
两力大小相等,方向相反
任意两个力的合力与第三个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
3、多力平衡条件：
物体受到几个共点力的作用而平衡时，其中的任意一个力必定与余下的其他力的合力等大反向。
如图所示，某物体在四个共点力作用下处于平衡状态，若将F4＝5N的力沿逆时针方向转动90°，其余三个力的大小和方向都不变，求此时物体所受的合力。
F4
F3
F2
F1
１、下列说法正确的是（　　　　）
Ａ、５Ｎ和２０Ｎ的两个力的合力一定２５Ｎ。
Ｂ、合力的大小一定大于分力的大小。
Ｃ、合力的大小可以小于分力中的最小者。
Ｄ、合力的大小随大小不变的两分力之间的夹角的增大而减小。
Ｅ、作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用
点不在同一点上，那么它们一定不是共点力。
C、D
2、一物体受共点力F1、F2、F3的作用而作匀速直线运动，则这三个力可能是(
)
A、15N、5N、6N
B、3N、6N、4N
C、1N、2N、10N
D、4N、6N、3N
BD
3、三个共点力大小分别为5N、10N、12N，其最大合力为______
N，
　　　
最小合力为______
N。
F1=4N
F6=3N
F5=5N
F2=2N
F3=6N
F4=1N
60°
60°
4
、求下图所示五个力的合力
3N
3N
3N
结论：互成120°角大小相等的三个力的合力为零。
5、如右图所示，重力为G的电灯通过两根细绳
OB与OA悬挂于两墙之间，细绳OB的一端固定于左
墙B点，且OB沿水平方向，细绳OA挂于右墙的A点。
当细绳OA与竖直方向成θ角时，两细绳OA、OB的拉力FA、FB分别是多大?
小　　结：
2、一个定则
适用于所有的矢量的合成和分解
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