人教版必修一第三章《相互作用》课件力的等效和替代

(共27张PPT)
两次作用力产生的效果相同
F1
F2
F
一、合力和分力
如果一个力作用在物体上，它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力。
合力和分力的关系：等效替代关系。
合力和分力并不同时作用于物体上，所以不能把合力和分力同时当成物体受的力。
二、共点力
几个力如果都作用在物体的同一点，或者几个力作用在物体上的不同点，但这几个力的作用线延长后相交于同一点，这几个力就叫共点力，所以，共点力不一定作用在同一点上，如图所示的三个力F1、F2、F3均为共点力。
力的等效替代
一个力
几个力
效果相同
合力
分力
力的合成
力的分解
三、共点力的合成
求几个力的合力的过程或方法，叫做力的合成。
同一条直线上的二个力、三个力的合成：
做：学案【课堂探究】 【例一】
、同一直线上两个共点力的合成：
a、方向相同时：
合力F合大小为：两力之和；
方向：同两个力方向相同。
b．方向相反时：
合力F合大小：为两力之差；
方向：同较大的那个力方向相同。
2.不在一条直线的两个力的合成:
探究求合力的方法
平行四边形定则:
不在一条直线的两个力的合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
平行四边形定则
平行四边形定则是矢量合成的普遍定则。
F1
O
F2
　F合
F1
O
F2
　F合
F1
O
F2
　F合
F1
O
F2
　F合
做：学案【课堂探究】 【例二】
F合
F合=100N
F合
F合
F合
F合
F合=100N
F合
F合
F合
F合
F合
F合=100N
F合=80N
F合=65N
F合=50N
F合=25N
四、求互成角度的共点力的合成的方法
1、作图法：
①根据平行四边形定则按同一标度作出两个分力F1、F2力的图示；
②画出平行四边形；
③量出对角线的长度，根据选定的标度求出合力的大小；
④用量角器量出合力与某个分力的夹角，表示合力的方向。
课本P60 例1
2、计算法：
根据平行四边形定则作出力的示意图，利用合力与分力组成的平行四边形内的三角形的三角函数的关系，求合力大小和方向。
思考：
1. 合力一定大于任何一个分力吗？
2．两个大小一定的力F1、F2，当它们间的夹角由00增大到1800的过程中，合力F的大小怎样变化？
五、合力大小与二分力间的夹角的关系：
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。（演示）
（1）当两个分力方向相同时（夹角为00）
合力最大，大小等于两力之和；
（2）当两个分力方向相反时（夹角为1800）
合力最小，大小等于两力之差。
（3）合力大小范围
︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2
六、合力大小与分力大小之间的关系：
合力可以大于、等于两个分力中的任一个分力，也可以小于任一个分力。
合力不一定大于任何一个分力。
若有作用在一点上互成角度的有两个以上的力时，合力F如何求得？
做：学案【课堂探究】 【例三】
O
F3
F1
F2
F合
F合1
F3
F4
F1
F2
O
F合1
F合2
F合
小结
1、合力与分力的关系是“等效替代”。
2、平行四边形定则：不在一条直线的两个力的合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
3、合力与分力的大小关系：
（1）合力大小范围︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2
合力不一定比分力大
（2）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。
（3）合力不变的情况下，夹角越大，两个等值分力的大小越大。
课本：P63
2、
3题
三、力的分解（分力的计算）
　　
（1）由一个已知力求解它的分力叫力的分解。
（2）力的分解是力的合成的逆过程，也同样遵循平行四边形法则。
（3）由平行四边形法则可知，力的合成是惟一的，而力的分解则可能多解。但在处理实际问题时，力的分解必须依据力的作用效果，答案同样是惟一的。
课本：P62 例2
【例题2】光滑圆柱体静止在斜面和竖直墙壁之间，球所受重力的分解。
α
α
F2
G
F1
解：重力产生两个效果，一个是压紧斜面，一个是压紧竖直墙壁。可将重力沿着垂直于斜面方向和垂直于墙壁方向进行分解。
Ｆ1＝Ｇ/cosα
Ｆ2＝Ｇtgα
思考？
如图所示,放在光滑斜面上的木块受到哪几个力的作用？物体将向什么方向运动？为什么？
G
N
F 合
利用力的分解求合力（采用正交分解法）
如图，物体同时受到两个力F1、F2的作用，求这两个力的合力。
（1）首先建立正交直角坐标系。
（2）把要研究的两个力沿坐标轴分解
（3）同一坐标轴上的矢量进行合成
（4）将x轴方向的力与y轴方向的力进行合成
α
β
F1
F2
x
y
O
《学习辅导》P50 12题 11题