3.4 力的合成與分解 課件 高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

3.4力的合成與分解第三章相互作用力1.知道合力與分力的概念，體會(huì)等效替換的思想。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，得出力的合成和分解遵從的法則-平行四邊形定則。3.會(huì)利用作圖和三角函數(shù)知識(shí)求解合力或者分力。4.知道矢量相加遵從平行四邊形定則，標(biāo)量相加遵從算術(shù)法則。能區(qū)別矢量和標(biāo)量。一個(gè)靜止的物體，在某平面上受到5個(gè)力作用，你能判斷它將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)嗎？如果我們能找到一種方法，即“用一個(gè)力的單獨(dú)作用替代兩個(gè)力的共同作用，而效果不變”，上述問(wèn)題就迎刃而解了。你覺(jué)得這個(gè)力和被替代的兩個(gè)力會(huì)有怎樣的關(guān)系呢？作出結(jié)點(diǎn)A的受力示意圖作出重物BC的受力示意圖ABCF1F2F3F4F5F6思考：在圓圈處，力有什么特點(diǎn)？認(rèn)識(shí)共點(diǎn)力幾個(gè)力作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于一點(diǎn)幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。認(rèn)識(shí)共點(diǎn)力從效果上來(lái)說(shuō)，F(xiàn)1、F2和F有什么特點(diǎn)?它們有怎樣的關(guān)系？二、力的合成與分解在物理學(xué)中，我們把求幾個(gè)力的合力的過(guò)程叫做力的合成。思考：合力有沒(méi)有改變這幾個(gè)力的作用效果？同向相加反向相減二力同向10N5N10N5N二力反向5N10N10NF=5N

+10N=15NF=10N

–5N=5N5N實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律如圖3.4-3甲，橡皮條的一端連接輕質(zhì)小圓環(huán)，另一端固定，橡皮條的長(zhǎng)度為GE。在圖3.4-3乙中，用手通過(guò)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同拉動(dòng)小圓環(huán)。小圓環(huán)受到拉力F1、F2的共同作用，處于O點(diǎn)，橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為EO。撤去F1、F2，改用一個(gè)力F單獨(dú)拉住小圓環(huán)，仍使它處于O點(diǎn)（圖3.4-3丙）。思考：

3.F1和F2的大小和方向都會(huì)對(duì)合力F產(chǎn)生影響，力的圖示法能同時(shí)描述力的大小和方向，畫(huà)出F、F1和F2（圖3.4-3丁），看看三者間是什么關(guān)系？說(shuō)出你的猜想。1.F1與F2和F的作用效果一樣嗎？2.F與F1、F2有什么關(guān)系？實(shí)驗(yàn)器材01.實(shí)驗(yàn)器材：方木板、白紙、圖釘（幾個(gè)）、彈簧秤（兩個(gè)）、橡皮條、細(xì)繩套兩個(gè)、刻度尺。問(wèn)題與思考02.1.如何確定力的大小？2.如何確定力的方向？3.怎樣保證合力與分力等效？4.怎樣才能直觀的看出合力與分力的關(guān)系？實(shí)驗(yàn)操作03.（1）在桌上平放一個(gè)木板，在方木板上鋪上一張白紙，用圖釘把白紙固定好。（2）用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上一點(diǎn)，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細(xì)繩套。實(shí)驗(yàn)操作03.實(shí)驗(yàn)操作03.（2）用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上一點(diǎn)，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細(xì)繩套。實(shí)驗(yàn)操作03.（2）用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上一點(diǎn)，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細(xì)繩套。實(shí)驗(yàn)操作03.

（3）用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置Ｏ點(diǎn)實(shí)驗(yàn)操作03.O需要記錄哪些信息？注意哪些問(wèn)題？

（4）用鉛筆記下Ｏ的位置和兩條細(xì)繩的方向，分別讀出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。實(shí)驗(yàn)操作03.O（5）只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過(guò)細(xì)繩把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置Ｏ點(diǎn)。需要記錄哪些信息？注意哪些問(wèn)題？（6）按照一定標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個(gè)分力Ｆ1、Ｆ2及合力F的圖示。Ｆ1Ｆ2實(shí)驗(yàn)操作03.實(shí)驗(yàn)過(guò)程演示04.102345N102345N102345N記錄效果記錄方向注意事項(xiàng)07.高中物理必修第一冊(cè)課件1．位置不變：在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同．2．角度合適：用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，其夾角不宜太小，也不宜太大。3.與木板平行：拉橡皮筋時(shí)要使彈簧稱(chēng)與木板平面平行。4.在合力不超出量程及橡皮條彈性限度內(nèi)的前提下，測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)盡量大一些．5.細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向．不要直接沿細(xì)繩套方向畫(huà)直線，應(yīng)在細(xì)繩套兩端畫(huà)個(gè)投影點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，連直線確定力的方向．6．統(tǒng)一標(biāo)度：在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫(huà)力的圖示選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些。實(shí)驗(yàn)結(jié)論05.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向，這個(gè)規(guī)律叫做平行四邊形定則。F合F1OF2θ注意：力用實(shí)線，輔助線用虛線！也適用于位移、速度、加速度等矢量的合成。針對(duì)練【例題】某物體受到一個(gè)大小為30N的力，方向水平向右，還受到另一個(gè)大小為40N的力，方向豎直向上。通過(guò)作圖求出這兩個(gè)力的合力的大小和方向?！纠}】用作圖法畫(huà)出夾角分別為60°、90°、120°、150°的兩個(gè)力的合力.求它們的夾角是0°和180°時(shí)的合力.比較求得結(jié)果,并思考討論下列問(wèn)題:FFFF思考:(1)兩個(gè)分力的夾角不同它們的合力是否相同？(2)合力一定比分力大嗎？

(3)當(dāng)兩個(gè)分力大小一定時(shí),合力隨分力夾角變化而變化的規(guī)律是什么?何時(shí)合力最大?何時(shí)合力最小?合力的取值范圍是什么?針對(duì)練1.當(dāng)兩個(gè)分力大小不變，合力的大小隨著兩個(gè)分力夾角的增大而

。2.兩個(gè)力的合力大小的取值范圍：

。

|F1-F2|≤F≤F1+F2減小總結(jié)：兩力合成的變化規(guī)律：

幾種特殊情況的合成探究力的分解的規(guī)律求一個(gè)力的分力的過(guò)程叫做力的分解。思考：力的合成遵循平行四邊形定則，里的分解是否遵從同樣的法則？如果遵循的話，那么一個(gè)力可以分解可以有幾種情況？需要指出的是，如果沒(méi)有限制，對(duì)于同一條對(duì)角線，可以作出無(wú)數(shù)個(gè)不同的平行四邊形。也就是說(shuō)，同一個(gè)力F可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力。一個(gè)已知力究竟應(yīng)該怎樣分解，要根據(jù)具體問(wèn)題來(lái)確定。sinθcosθtanθ1常用的三角函數(shù)力究竟應(yīng)該怎樣分解，要根據(jù)具體問(wèn)題來(lái)確定為什么斧頭需要磨得很鋒利？思考：該如何分解一個(gè)力？一般情況先確定兩個(gè)力的方向，然后根據(jù)平行四邊形求解?？偨Y(jié)：引橋?yàn)樯缎拚骈L(zhǎng)？思考：該如何分解一個(gè)力？總結(jié)：利用平行四邊形定則，確定力的方向，然后計(jì)算力的大小。思考：該如何分解一個(gè)力？總結(jié)：把一個(gè)力在兩個(gè)相互垂直的方向分解，即正交分解。正交分解法

（1）定義：把力沿著兩個(gè)選定的互相垂直的方向分解，叫力的正交分解法。3.有限制條件的力的分解無(wú)解3.已知合力F和兩個(gè)分力F1、F2的大小時(shí)，分析：F1、F2的方向（1）F<|F1－F2|或F>F1+F2F1、F2兩個(gè)解F、F1、F2構(gòu)不成矢量三角形（2）|F1－F2|<F<F1+F2FF1F2F1F24.有限制條件的力的分解4.已知一個(gè)確定的合力和一個(gè)分力F1的方向和另一個(gè)分力F2的大小：OFF1θ①當(dāng)

F2<Fsinθ時(shí)，無(wú)解；②當(dāng)F2=Fsinθ時(shí)，有唯一解；③當(dāng)

Fsinθ<F2<F時(shí),有兩個(gè)