高中物理必修一 3.4力的合成 课件28张PPT

力的合成
F1
F2
F
一桶水，小孩需要两个人才能提起；而大人只需要一个人就能很轻松地提起它。
新知导入
就力的作用效果而言，小孩共同与大人的作用效果相同。
用一个力的单独作用替代以上四个力的共同作用，而效果不变，上述问题就迎刃而解了。这就是我们要讲的力的合成。
思考：如图放在地面上的小车受到四个力的作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？
B
A
O
C
O
等效
G
FA
FC
G
FB
合力是力的作用效果的等效替换
一、共点力的合成
1、共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。
????1
?
????2
?
????
?
????1
?
????3
?
????2
?
共点力
共点力
????1
?
????2
?
????3
?
非共点力
2、合力和分力
看下面图片说一说你观察到了什么？由此可得出什么结论？
F
F
F1
F2
F2
F1
水桶所受拉力示意图
吊灯所受拉力示意图
两个小孩分别用力????1、????2共同提着一桶水和一个大人单独用力????提着这桶水，都能产生让水桶保持静止的效果。
用拉力为????的一根线悬挂吊灯和用拉力分别为????1、????2两根线悬挂吊灯都能产生使吊灯保持静止的效果。
?
结论：由于????产生的效果和????1、????2产生的效果相同，所以 ????是????1 、????2 的合力，????1 和????2 是????的分力。
?
合力与分力是等效替代的关系，它们不是同时作用在物体上。
几个分力具有同时性
二、力的合成
1、力的合成：在物理学中，我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成。
2、同一直线上几个力的合成
????1=4 N
?
????2=3 N
?
????合=7 N
?
同方向：????合=????1+????2
?
反方向：????合=????1- ????2
?
????合=7 N
?
????1=8 N
?
????2=1N
?
思考：互成角度的两个共点力，如何得到合力的大小和方向呢？
互成角度的两个共点力还是简单的加减吗？有没有什么可遵守的规律吗？
????
?
????1
?
????2
?
1、实验目的
探究分力与合力的关系，寻找求合力的方法。
实验：探究两个互成角度的力的合成规律
方木块、白纸、弹簧称（两个） 、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉
2、实验原理
合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同。
3、实验器材
（1）在桌面上固定一个贴有白纸的方木板，用图钉把橡皮筋的一端固定在板上靠近顶端中点的A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。
A
4、实验步骤
O
（2）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。
（3）用铅笔从O点沿着两绳的方向画直线，作出两个力F1和F2的图示。
A
O
（4）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，作出这个力F的图示。研究这三个力的大小及方向的关系。
实验注意事项：
①弹簧秤使用前要先调零；
②弹簧秤拉长方向和所测拉力方向应保持与木板平行；
③弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦。
5、实验结论
????2
?
????
?
·
????1
?
O
实验表明，在两个力合成时，以表示这两个力的有向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。这个规律叫作平行四边形定则。?
两个力的合成
注意：作图要准确，两个分力????1、????2和合力F要画成实线并标有箭头，平行四边形的另外两条平行线必须画成虚线。
?
三、平行四边形定则
平移分力,使分力首尾连接,从第一个分力始端指向最后一个分力末端的有向线段表示合力大小和方向。
三角形定则
拓展学习
????1
?
????2
?
????
?
????2
?
????1
?
????
?
θ
φ
（一）作图法求合力
●
●
●
O
A
B
C
●
1 N
F合
F2
F1
1．沿OA、OB作一直线
2．选择恰当的标度，作出F1、F2 的图示
3．以这两力的图示为邻边作平行四边形
4．其对角线就是合力 F合 的图示
5．用刻度尺量出对角线的长度，根据标度计算出F合的大小
6．用量角器量出合力与某一个力的夹角j，表示F合的方向
求解步骤：
（二）计算法求合力
F1
F2
O
q
j
对角线的长表示合力F的大小
对角线的指向表示合力的方向，用与某一个力的夹角j表示
F合
某物体受到一个大小为32 N的力，方向水平向右，还受到另一个大小为44 N的力，方向竖直向上。求出这两个力的合力的大小和方向。
解法1：通过作图求解
解：选择某一标度，例如用1 cm长的线段表示10 N的力。根据题意，作出二力合成的平行四边形。
例题讲解
表示????1的有向线段长3.20 cm，表示????2的有向线段长4.40 cm。用刻度尺测量后得知，表示合力 F的对角线长为5.44 cm，
则????＝5.44 cm×10 N/cm＝54.4 N
用量角器测得合力F与力F1的夹角为54°
合力的大小为54.4 N，方向与力F1的夹角为54°
?
10 N
????
?
O
????2
?
????1
?
解法2：计算法
合力的大小为54.4 N，方向与力????1的夹角为54°。
?
O
????
?
????2
?
????1
?
思考与讨论：观察下面不同角度下????1、????2合力，由此可得出什么结论？由此可推断合力什么时候最大，什么时候最小？合力的范围如何？
?
120 °
????
?
????1
?
????2
?
????
?
????1
?
????2
?
????
?
????1
?
????2
?
①互成角度的二个共点力如果保持大小不变，它们的合力将随夹角的增大而减小；
②合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。
③ F1、F2同向合力最大，反向合力最小。
④合力大小范围：︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2
1、有两个力，一个是10 N，一个是2 N，这两个力的合力的最大值是———最小值是———它们的合力范围————————。
8≤ F ≤ 12
12
8
2、已知两个相互垂直的力的合力为50 N，其中一个力的大小为40 N，则另一个力的大小为（ ）
A. 10 N B. 20 N C. 30 N D. 40 N
C
课堂检测
3、如图所示，一个重60 N的物体置于光滑的水平面上，当用一个????=20 N的力竖直向上拉物体时，物体所受的合力为（　　）
A．0 N
B．40 N，方向竖直向下
C．40 N，方向竖直向上
D．80 N，方向竖直向上
?
????
?
A
课堂检测
4、两个共点力????1、????2、的合力为????，下列说法中正确的是（ ）
A.合力????一定大于任一个分力
B.合力的大小既可能等于????1，也可能等于????2
C.合力????有可能小于任一个分力
D.合力????的大小随????1、????2、间的夹角增大而减小
?
BCD
课堂检测
谢 谢