湖南省邵陽市隆回縣第二中學高中物理力的合成課件新人教版必修

1、第第1課時課時學習目標學習目標1 1 能從力的作用效果理解合力和分力的概念。能從力的作用效果理解合力和分力的概念。2 2 進一步理解矢量和標量的概念，知道它們進一步理解矢量和標量的概念，知道它們 有不同的運算規(guī)則。有不同的運算規(guī)則。3 3 掌握力的平行四邊形定則，會用作圖法求掌握力的平行四邊形定則，會用作圖法求 共點力的合力。會用直角三角形知識計算共點力的合力。會用直角三角形知識計算 合力。合力。4 4 知道合力的大小與分力間夾角的關系。知道合力的大小與分力間夾角的關系。5 5 初步了解物理學研究方法之一初步了解物理學研究方法之一 “ “等效法等效法”。 曹沖稱象曹沖稱象圖圖1 1 曹沖稱象的

2、故事曹沖稱象的故事 沖曰：沖曰：“置象置象于船上，刻其水于船上，刻其水痕所至。稱物以痕所至。稱物以載之載之（使水面到（使水面到達刻痕處）達刻痕處），則，則?？芍印Ｐ？芍?。”“等效替代等效替代”思思想想等效替代等效替代圖圖2 2 兩個小孩提水和一個大人提水兩個小孩提水和一個大人提水合力與分力合力與分力F1F2F（分力）（分力）（合力）（合力）F1 1、合力與分力、合力與分力 當一個物體受到幾個力共同作用時，我們可以當一個物體受到幾個力共同作用時，我們可以用用一個力來代替這幾個力一個力來代替這幾個力，這個力的，這個力的效果跟原效果跟原來幾個力的共同效果相同來幾個力的共同效果相同，這個力叫做那幾

3、個，這個力叫做那幾個力的合力，原來的幾個力叫做分力力的合力，原來的幾個力叫做分力一、基本概念一、基本概念2 2力的合成力的合成 求幾個力的合力的過程或求合力的求幾個力的合力的過程或求合力的方法叫力的合成方法叫力的合成說明：在實際問題中，就可以用這個力來代替那幾個力，說明：在實際問題中，就可以用這個力來代替那幾個力，這就是力的這就是力的。而不是物體又多受了一個合力。而不是物體又多受了一個合力。3 3、共點力：、共點力：幾個力如果都作用在物體上幾個力如果都作用在物體上的同一點，或者它們的作用線相交于同一的同一點，或者它們的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力點，這幾個力叫做共點力 圖圖1 1 圖

4、圖2 2 圖圖3 3如圖如圖1 1、圖、圖2 2為共點力；而圖為共點力；而圖3 3為非共點力為非共點力一條直線上的力的合成一條直線上的力的合成F1F2F1F=F1 + F2F2F1F=F1 - F2一個力作用一個力作用二力同向二力同向二力反向二力反向二、探究力的合成的方法二、探究力的合成的方法規(guī)定好正方向，直接加減規(guī)定好正方向，直接加減 互成角度的力怎樣互成角度的力怎樣求合力？求合力？F1F2 (3)(3)探究力的合成的法則探究力的合成的法則 探究過程：探究過程：在長木板上用圖釘固定一張白紙，在白紙在長木板上用圖釘固定一張白紙，在白紙上用圖釘固定一個橡皮筋；上用圖釘固定一個橡皮筋； 在橡皮筋的

5、另一端拴上兩在橡皮筋的另一端拴上兩個細繩套，用兩個彈簧測力計互成角度地拉橡皮筋，記個細繩套，用兩個彈簧測力計互成角度地拉橡皮筋，記下結點的位置下結點的位置，彈簧測力計的示數(shù)和細繩套的方向，彈簧測力計的示數(shù)和細繩套的方向，即兩分力即兩分力、的大小和方向；的大小和方向； 再用一個彈簧測力再用一個彈簧測力計拉細繩套，拉到結點位置計拉細繩套，拉到結點位置，記下此時的力，記下此時的力的大小的大小和方向；和方向； 選定標度，作出力選定標度，作出力、的圖示；的圖示； 以以、為鄰邊作平行四邊形，并作出對角線，如為鄰邊作平行四邊形，并作出對角線，如圖。圖。 實驗結論實驗結論：和對角線和對角線在誤差范圍內(nèi)重合，說

6、明在誤差范圍內(nèi)重合，說明兩個力合成時，用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四兩個力合成時，用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，則平行四邊形的對角線所代表的力與合力的大小邊形，則平行四邊形的對角線所代表的力與合力的大小和方向是相同的。和方向是相同的。 注意事項：注意事項：在使用彈簧測力計拉細繩套時，要使測在使用彈簧測力計拉細繩套時，要使測力計的彈簧力計的彈簧與細繩套在同一直線上，彈簧與木板面平行，與細繩套在同一直線上，彈簧與木板面平行，避免彈簧與測力計殼有摩擦；避免彈簧與測力計殼有摩擦； 作力的圖示時，標度要作力的圖示時，標度要統(tǒng)一。統(tǒng)一。效效果果相相同同力力F F對橡皮條作用與對橡皮條作用與F

7、 F1 1、F F2 2對橡對橡皮條作用的皮條作用的，所以所以F F等等于于F F1 1、F F2 2的合力。的合力。F1F2F合合力的合成法則力的合成法則水桶模型：水桶模型：F1F2F合合力的合成法則力的合成法則吊燈模型：吊燈模型：觀察這兩個幾何圖形，合力與分力有什么關系？觀察這兩個幾何圖形，合力與分力有什么關系？力的合成法則力的合成法則F1F2F合合F1F2F合合視視 頻頻【問題思考問題思考】1 1、實驗的目的是什么？、實驗的目的是什么？2 2、實驗中是怎樣保證合力和分力的等效的？、實驗中是怎樣保證合力和分力的等效的？3 3、力的大小是如何知道的？、力的大小是如何知道的？4 4、力的方向如

8、何確定？、力的方向如何確定？ 求兩個力的合力時，可分別用求兩個力的合力時，可分別用表示這兩個力的線表示這兩個力的線段段為為鄰邊鄰邊作作平行四邊形平行四邊形，這兩個鄰邊之間的，這兩個鄰邊之間的就就代表合力的大小和方向，這叫做力的代表合力的大小和方向，這叫做力的OF1F2F分力分力鄰邊鄰邊合力合力對角線對角線【例題例題】力力F F1 145N45N，方向水平向右。力，方向水平向右。力F F2 260N,60N,方向方向 豎直向上。求這兩個力的合力豎直向上。求這兩個力的合力F F的大小和方向。的大小和方向。解解：方法一：（作圖法）方法一：（作圖法） 取取1cm1cm長的線段表示長的線段表示15N15

9、N的力的力作出力的平行四邊形定則如圖所示作出力的平行四邊形定則如圖所示合力大小合力大小F F15 N 15 N 5 5=75N=75N 合力方向：與合力方向：與F F1 1的夾角為的夾角為5353或與水平方向成或與水平方向成535315NF1 =45NF =60NF=75N解：合力的大小為：解：合力的大小為：NFFF752221合力與水平面的夾角合力與水平面的夾角為：為：3412FFtgF1FF053方法二：方法二： （公式法公式法） 結論：多個力的合成結論：多個力的合成兩兩逐步合成兩兩逐步合成F2F12F3F1F思考與討論：思考與討論：（1 1）如圖有）如圖有F F1 1 ，F(xiàn) F2 2 ，

10、F F3 3 三個力，如何求它們的合力？三個力，如何求它們的合力？0時，即時，即F1、F2共線同方向：共線同方向： 180時，即時，即F1、F2共線反方向：共線反方向： F2FF1F合合F1F2 合力方向與分力合力方向與分力F1、F2中中 較大力的方向相同。較大力的方向相同。FF2F1F合合F1F2 合力方向與兩個力的方向相同合力方向與兩個力的方向相同三、合力與分力的大小關系：三、合力與分力的大小關系： 思考：合力是否一定比分力大？思考：合力是否一定比分力大？夾角夾角越大，合力就越?。涸酱螅狭驮叫。?F F合合隨隨F F1 1和和F F2 2的夾角增大而減小的夾角增大而減小 F F合合可能

11、大于、等于、小于可能大于、等于、小于任一分力任一分力合力的取值范圍：合力的取值范圍：F1F2 F合合 F1F2兩個共點力的大小一定時，兩個力的夾兩個共點力的大小一定時，兩個力的夾角大小與合力大小的關系：角大小與合力大小的關系：合力不變，夾角越大，兩個等值分力的大小越大合力不變，夾角越大，兩個等值分力的大小越大。怎么做??？怎么做??？ 例：有兩個力，一個是例：有兩個力，一個是10N10N，一個是，一個是2N2N，它們的合力能等于，它們的合力能等于5N5N、10N10N、15N15N嗎？嗎？這兩個力的合力的最大值是多少？最小這兩個力的合力的最大值是多少？最小值是多少？值是多少？自主學習自主學習1 1

12、、如果一個力、如果一個力 和幾個力和幾個力 相同，那么相同，那么 叫叫合力，合力， 叫分力。叫分力。 2 2、 叫叫力的合成。力的合成。作用效果作用效果共同作用效果共同作用效果那一個力那一個力那幾個力那幾個力求幾個力的合力求幾個力的合力4 4、歸納出力的合成遵循、歸納出力的合成遵循 定則，定則，也就是也就是 。平行四邊形平行四邊形 求兩個力的合力時，可分別用求兩個力的合力時，可分別用表示這兩個力的線表示這兩個力的線段段為為鄰邊鄰邊作作平行四邊形平行四邊形，這兩個鄰邊之間的，這兩個鄰邊之間的就就代表合力的大小和方向，這叫做力的代表合力的大小和方向，這叫做力的5 5、同一直線上的力合成時可以轉化為

13、代數(shù)運、同一直線上的力合成時可以轉化為代數(shù)運算，具體的做法是算，具體的做法是: : (1) (1)方向相同時方向相同時 。（2)2)方向相反時方向相反時 。直接相加直接相加 F F合合F F1 1F F2 2 直接相減直接相減 F F合合F F1 1F F2 2 6 6、當互成角度的兩個力、當互成角度的兩個力F F1 1、F F2 2合成時在角度合成時在角度不確定的情況下，它們合力的取值范圍不確定的情況下，它們合力的取值范圍是是 ，當兩力的夾，當兩力的夾角為角為 時取最大值時取最大值 ，當兩力的夾角為當兩力的夾角為 時取最時取最小值小值 。 F F1 1F F2 2 F F合合 F F1 1F

14、 F2 200F1+F21800F1F27 7、合力的大小、合力的大小 （填（填“一定一定”或或“不一定不一定”）大于分力的大小。）大于分力的大小。8 8、共點力：、共點力： 。 不一定不一定幾個力如果都作用在物體上的同一點，幾個力如果都作用在物體上的同一點，或者它們的作用線相交于同一點，這或者它們的作用線相交于同一點，這幾個力叫做共點力幾個力叫做共點力合作探究：合力的確定方法合作探究：合力的確定方法（1 1）圖解法）圖解法如圖所示，有大小不變的兩個力如圖所示，有大小不變的兩個力 F F1 1=40 N=40 N和和 F F2 2=30 N=30 N，當它們之間的夾角分別為，當它們之間的夾角分

15、別為6060、9090、120120時，用作圖法求這兩個力的合力。時，用作圖法求這兩個力的合力。OF2F112010N（2 2）計算法（主要會計算一些規(guī)則平行四邊形）計算法（主要會計算一些規(guī)則平行四邊形的合力）的合力）a a、相互垂直的兩個力的合成，如上題中的、相互垂直的兩個力的合成，如上題中的F F1 1和和F F2 2所示，則由勾股定理得（完成計算部分）所示，則由勾股定理得（完成計算部分） _N _N b b、兩個力大小相等、兩個力大小相等F F1 1=F=F2 2=10N=10N，夾角為，夾角為120120 o o，則合力把平行四邊形分成兩個等邊三角形：則合力把平行四邊形分成兩個等邊三角

16、形：F F合合= = 2221FFF合50N50N10N（3 3）討論（對比圖解法練習中合力的變化比）討論（對比圖解法練習中合力的變化比較，回答以下問題）較，回答以下問題） a a、合力一定大于分力嗎？、合力一定大于分力嗎？ b b、合力至少比其中一個分力大嗎？、合力至少比其中一個分力大嗎？（4 4）合力大小范圍的確定）合力大小范圍的確定 a a、怎樣可以使大小不變的兩個分力、怎樣可以使大小不變的兩個分力F F1 1、F F2 2的的合力最大？合力最大？ b b、怎樣可以使大小不變的兩個分力、怎樣可以使大小不變的兩個分力F F1 1、F F2 2的的合力最?。亢狭ψ钚。?c c、兩個大小不變的

17、分力、兩個大小不變的分力F F1 1、F F2 2的合力范圍？的合力范圍？ 不一定不一定不一定不一定方向相同方向相同方向相反方向相反合力的取值范圍：合力的取值范圍：F F1 1F F2 2 F F合合 F F1 1F F2 2目標檢測：目標檢測：1.1.下列說法正確的是（下列說法正確的是（ ）A.A.分力與合力同時作用在物體上。分力與合力同時作用在物體上。B.B.分力同時作用在物體上的共同效果與合力單分力同時作用在物體上的共同效果與合力單獨作用時效果相同。獨作用時效果相同。C.C.合力可能大于分力的大小也可能小于分力的合力可能大于分力的大小也可能小于分力的大小大小D.D.合力與分力是一對平衡力。合力與分力是一對平衡力。BC2 2、關于兩個大小不變的共點力、關于兩個大小不變的共點力F F1 1、F F2 2與其合與其合力力F F的關系，下列說法中正確的是（的關系，下列說法中正確的是（ ）A A、F F的大小隨的大小隨F F1 1、F F2 2的夾角