力的合成和分解課件高一上學(xué)期物理人教版2

高中物理2019人教版必修一第三章相互作用——力4、力的合成和分解1、實驗探究力的合成遵守的規(guī)則。2、認(rèn)識力的合成與分解遵守平行四邊形定則。3、運用力的平行四邊形定則或三角形定則作圖，并根據(jù)幾何關(guān)系求解分力。4、強化“等效替代”的思想，培養(yǎng)學(xué)生利用數(shù)學(xué)方法解決物理問題的能力。?教學(xué)目標(biāo)一個靜止的物體，在某平面上受到5個力作用，你能判斷它將向哪個方向運動嗎？如果我們能找到一種方法，即“用一個力單獨作用替代5個力的共同作用而效果不變”，問題就解決了。提出問題

F1

F5

F4

F2

F3

一、共點力

幾個力如果都作用在物體的同一點，或者它們的作用線相交于一點，這幾個力叫作共點力。共點力

平行力

共點力

共點力

如果一個力產(chǎn)生的效果跟原來幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同，那么這個力叫做那幾個力的合力。原來的那幾個力叫做這個力的分力。等效替代二、合力和分力F1F2F石頭大象等效替代大象作用于船的壓力與石頭作用于船的壓力產(chǎn)生的作用效果是一樣，它們是等效的。等效替代的方法求幾個力的合力的過程叫作力的合成。三、力的合成已知：F1=3N、F2=5N

已知：F1=3N、F2=5N則F合=

N

則F合=

N

方向

方向

探究一：同一直線上二力的合成規(guī)律同一直線上的幾個力的合成，同向相加，反向相減。F1F2F1F2實驗器材：方木板、白紙、彈簧秤（兩個）、橡皮條、細(xì)繩、三角板、刻度尺、圖釘實驗原理：等效替代探究二：合力F和分力F1、F2的關(guān)系

實驗過程：輕質(zhì)小圓環(huán)掛在橡皮條的一端，另一端固定，橡皮條的長度為GE。用兩個測力計共同拉動小圓環(huán)。小圓環(huán)受到拉力F1、F2

的共同作用，處于O

點，橡皮條伸長的長度為EO。撤去F1、F2，改用一個力F

單獨拉住小圓環(huán)，仍使它處于O

點。力F單獨作用，與F1、F2共同作用的效果是一樣的，都能使小圓環(huán)保持靜止，由于兩次橡皮條伸長的長度相同，方向一樣，所以F等于F1、F2的合力。實驗過程：記下O點位置和兩力F1、F2的大小和方向，記下力F的大小和方向，用力的圖示法做出F1、F2、F的圖示，用虛線把拉力F

的箭頭端分別與F1、F2

的箭頭端連接，圍成的形狀像是一個平行四邊形。多做幾次。F1F2FOEG互成角度的兩個力合成時，以表示這兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。四、平行四邊形定則

適用于共點力解：方法一：畫圖法用1cm代表10N的力合力F的對角線長，合力F的大小F=用量角器量得合力F與力F1的夾角為54o。例.力F1=32N,方向水平向右。力F2=44N,方向豎直向上。通過作圖法和計算法求這兩個力的合力F的大小和方向。方法二：計算法（根據(jù)勾股定理）FO10N54oF2F1例題講解作出幾種情況下兩個力的合力F1F2oF1F1F1F2F2F2ooo作出幾種情況下兩個力的合力F1F2oF1F1F1F2F2F2oooFFFF（1）F1、F2大小一定,夾角增大，合力如何變化

夾角增大，合力變小同向時合力最大，反向時合力最小。｜F1－F2｜≤F合≤F1＋F2（2）合力什么時候最大，什么時候最??？（3）合力的范圍如何？（4）合力的大小一定大于分力的大小嗎？合力可能大于、等于、小于F1、F2思考問題逐次合成法：先求兩個力的合力，再求出這個合力與第三個力的合力，……直到把所有力合為一個力，得到合力。F1F2F3F4F12F123F1234若多個力作用在一個物體上時如何求合力？逐次合成法：先求兩個力的合力，再求出這個合力與第三個力的合力，……直到把所有力合為一個力，得到合力。F1F2F3F4F12F123F1234若多個力作用在一個物體上時如何求合力？１.(多選）F1與F2為作用在同一物體上的兩個力，F(xiàn)1=10N，F(xiàn)2=8N，它們的合力大小可能是()２.有兩個大小相等的共點力F1和F2，當(dāng)它們間的夾角為0°時合力為F，則當(dāng)它們間的夾角為120°時，合力的大小為A.2FB.C.FD.()BCDB課堂練習(xí)3.關(guān)于合力的分力，下列敘述中正確的是()A.合力的大小一定大于每一分力的大小B.合力可以同時垂直于每一分力C.合力的方向可以與一個分力的方向相反D.兩分力的夾角在0°到180°之間時，夾角越大，則合力越小。CD課堂練習(xí)1.合力與分力的關(guān)系是“等效替代”。2.平行四邊形定則：以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。3.合力與分力的大小關(guān)系：（1）合力大小范圍︱F1-F2︱≤F≤F1+F2

合力可能大于、等于、小于任一分力（2）在兩個分力F1、F2大小不變的情況下，兩個分力的夾角越大，合力越小。課堂小結(jié)求幾個力的合力的過程叫力的合成。求一個力的分力的過程叫力的分解。

力的合成和分解遵循平行四邊形定則。

力的分解是力的合成的逆運算。不同性質(zhì)的力可以合成為一個力。一個力和它分解成的兩個力性質(zhì)一定相同。五、力的分解有唯一解有無數(shù)個解力的合成力的分解F鐵絲FF如何分解力F在實際問題中，力的分解要根據(jù)力的作用效果來分解。沿水平方向前進(jìn)在豎直方向被拉起F2θFF1θ鄰邊斜邊對邊用到的數(shù)學(xué)知識37o53o534在實際問題中，力的分解要根據(jù)力的作用效果來分解。沿水平方向前進(jìn)在豎直方向緊壓水平面F2FF1θ把一個物體放在傾角為θ的斜面上，受到豎直向下的重力，應(yīng)該怎樣分解？F1=GsinθF2=Gcosθ效果1：使物體沿斜面下滑效果2：使物體緊壓斜面GθθF2F1力的分解步驟：確定力的作用效果，確定兩分力的方向，作平行四邊形，確定分力的大小。三角架懸掛重物⊙G輕繩輕桿θF1=G/tanθF2=G/sinθ效果1：使拉力沿輕桿方向緊壓輕桿效果2：使拉力沿著輕繩方向拉伸輕繩三角架懸掛重物⊙F=GF2F1θ應(yīng)用實例：解釋刀刃的夾角越小越鋒利合力一定，分力隨夾角增大而增大作圖探究為什么兩胳膊夾角越大越費力？Fx=F1x+F2x+F3x+…Fy=F1y+F2y+F3y+…yxF1xF1yF1F2F3F2yF2x正交分解法把力沿兩個互相垂直的方向進(jìn)行分解如圖所示，重物A靜止，把A的重力分解。如圖所示，重物A靜止，把A的重力分解。FF1F2GGGGF1F1F1F1F2F2F2F2六、矢量和標(biāo)量一個人從A

走到B，發(fā)生的位移是AB，又從B

走到C發(fā)生的位移是BC。整個過程中，位移是AC，是合位移。如果平行地移動矢量BC，兩次表示位移的線段構(gòu)成了一個平行四邊形的一組鄰邊，合位移正是所夾的對角線AC。位移合成時也遵從平行四邊形定則。ABC既有大小又有方向，相加時遵從平行四邊形定則的物理量叫作矢量。只有大小，沒有方向，相加時遵從算術(shù)法則的物理量叫作標(biāo)量。力、位移、速度、加速度都是矢量，質(zhì)量、路程、功、電流等都是標(biāo)量。課堂小結(jié)