人教版高一物理必修一3.4 力的合成(共16张PPT)

(共16张PPT)
3.4
力的合成
高中物理必修1
共点力：作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的作用线相交于同一点的几个力。
非共点力：不但没有作用在物体上的同一点，而且它们的作用线也不能相交于同一点的几个力。
一、共点力与非共点力
二、合力与分力
F1
F2
F
等效
如果一个力的作用效果与几个力的共同作用效果相同，那么这一个力就叫做那几个力的合力，那几个力则叫做这一个力的分力。
F1=4N
O
F2=3N
F
=
F1+F2=
7N
（1）方向相同
三、力的合成
2、同一直线上两个共点力的合成
合力的大小：F
=F1+F2
合力的方向：与两分力方向相同
1、力的合成的概念
求几个力的合力的过程叫做力的合成。
O
F1=4N
F2=3N
F
=
F1-F2=
1N
三、力的合成
（2）方向相反
2、同一直线上两个共点力的合成
合力的大小：F
=
|F1-F2|
合力的方向：与较大的分力的方向相同
三、力的合成
3、互成角度θ（0?＜θ＜180?）的两个共点力的合成
F1
F2
你能设计一个实验探究互成角度θ（0?＜θ＜180?）的两个共点力F1、F2与相应的合力F之间的关系吗？
怎样设计才能使“合力”和“分力”产生的效果相同，且既比较准、又比较容易呢？
设计实验
实验器材
方木板、白纸、弹簧测力计（两个）、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉（几个）。
探究求合力的方法
作法：用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，夹在这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个法则叫做平行四边形定则。
F
θ
F1
F2
o
互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则
结论：
F1、F2大小一定,夹角增大,合力如何变化?
合力什么时候最大,什么时候最小?合力的范围如何?
（1）在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力的夹角越大，合力越小。
（2）当两个分力方向相同时（夹角为00）
，合力最大，且F＝F1
+
F2
，其方向与分力方向相同。
（3）当两个分力方向相反时（夹角为1800），合力最小，且F＝︱F1
-
F2︱，其方向与分力F1
、F2中较大的方向相同。
（4）合力大小范围
：︱F1
-
F2︱
≤
F
≤
F1
+
F2
（5）合力可能大于、等于或小于任一分力。
注意：同一直线上力的合成是平行四边形定则应用的特例。
结论：
当两个以上的共点力作用在一个物体上时，如何求合力？
F1
F2
F3
F4
F
′
F
′
′
F
先求出某两个力的合力，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。
逐次合成法
4.多个共点力的合成
1、利用作图法(即力的图示法)求合力
15N
F1
F2
F
530
又用量角器量得合力F的方向与F1的方向所成夹角为530，且斜向右上方。
【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。
四、平行四边形定则的应用
用刻度尺量得代表合力F的对角线长为5cm。因此，合力F的大小为
解：以1cm的线段表示15N的力，作出F1和F2的图示，并根据平行四边形定则作出代表合力F的对角线，如下图所示：
2、利用解三角形法求合力
解：根据平行四边形定则作图如下:
F1
F2
F合
结合直角三角形知识可知，合力的大小为
θ
其方向与F1方向所成夹角θ满足
tanθ=4/3，且斜向右上方。
【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。
四、平行四边形定则的应用
1、关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中正确的是（
）
A、分力与合力同时作用在物体上
B、分力同时作用于物体时产生的效果与合力单独作用于物体时产生的效果相同
C、F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大
D、F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小
E、F的大小一定大于F1、F2中的最大者
F、F的大小不能小于F1、F2中的最小者
B、D
巩固练习
2、两个共点力的合力最大值为35
N,最小值为5
N,则这两个力的大小分别为
N和
N;若这两力的夹角为900,则合力的大小为
N．
15
20
25
3、三个共点力的大小分别为F1=4N,
F2=
5N和F3=
6N,已知其合力为0,则F1、
F2的合力的大小和方向如何?
6N;与F3反向
4、三个力F1=4N、
F2=
5N、F3=
6N的合力F的大小的范围?
0～15N