3.4 力的合成與分解 課件 高一上學期物理人教版（2019）必修第一冊

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，體會等效替換的思想。2.通過實驗探究，得出力的合成和分解遵從的法則-平行四邊形定則。3.會利用作圖和三角函數(shù)知識求解合力或者分力。4.知道矢量相加遵從平行四邊形定則，標量相加遵從算術法則。能區(qū)別矢量和標量。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“用一個力的單獨作用替代兩個力的共同作用，而效果不變”，上述問題就迎刃而解了。你覺得這個力和被替代的兩個力會有怎樣的關系呢？作出結(jié)點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？認識共點力幾個力作用在物體的同一點，或者它們的作用線相交于一點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。認識共點力從效果上來說，F(xiàn)1、F2和F有什么特點?它們有怎樣的關系？二、力的合成與分解在物理學中，我們把求幾個力的合力的過程叫做力的合成。思考：合力有沒有改變這幾個力的作用效果？同向相加反向相減二力同向10N5N10N5N二力反向5N10N10NF=5N

+10N=15NF=10N

–5N=5N5N實驗：探究兩個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，橡皮條的長度為GE。在圖3.4-3乙中，用手通過兩個彈簧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（圖3.4-3丙）。思考：

3.F1和F2的大小和方向都會對合力F產(chǎn)生影響，力的圖示法能同時描述力的大小和方向，畫出F、F1和F2（圖3.4-3?。?，看看三者間是什么關系？說出你的猜想。1.F1與F2和F的作用效果一樣嗎？2.F與F1、F2有什么關系？實驗器材01.實驗器材：方木板、白紙、圖釘（幾個）、彈簧秤（兩個）、橡皮條、細繩套兩個、刻度尺。問題與思考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系？實驗操作03.（1）在桌上平放一個木板，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，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細繩套。實驗操作03.實驗操作03.（2）用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上一點，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細繩套。實驗操作03.（2）用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上一點，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細繩套。實驗操作03.

（3）用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長，結(jié)點達到某一位置Ｏ點實驗操作03.O需要記錄哪些信息？注意哪些問題？

（4）用鉛筆記下Ｏ的位置和兩條細繩的方向，分別讀出兩只彈簧測力計的示數(shù)。實驗操作03.O（5）只用一只彈簧測力計，通過細繩把橡皮筋的結(jié)點拉到相同的位置Ｏ點。需要記錄哪些信息？注意哪些問題？（6）按照一定標度，用鉛筆和刻度尺作出兩個分力Ｆ1、Ｆ2及合力F的圖示。Ｆ1Ｆ2實驗操作03.實驗過程演示04.102345N102345N102345N記錄效果記錄方向注意事項07.高中物理必修第一冊課件1．位置不變：在同一次實驗中，使橡皮條拉長時結(jié)點的位置一定要相同．2．角度合適：用兩個彈簧測力計鉤住細繩套互成角度地拉橡皮條時，其夾角不宜太小，也不宜太大。3.與木板平行：拉橡皮筋時要使彈簧稱與木板平面平行。4.在合力不超出量程及橡皮條彈性限度內(nèi)的前提下，測量數(shù)據(jù)應盡量大一些．5.細繩套應適當長一些，便于確定力的方向．不要直接沿細繩套方向畫直線，應在細繩套兩端畫個投影點，去掉細繩套后，連直線確定力的方向．6．統(tǒng)一標度：在同一次實驗中，畫力的圖示選定的標度要相同，并且要恰當選定標度，使力的圖示稍大一些。實驗結(jié)論05.實驗結(jié)論：兩個力合成時，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，這個規(guī)律叫做平行四邊形定則。F合F1OF2θ注意：力用實線，輔助線用虛線！也適用于位移、速度、加速度等矢量的合成。針對練【例題】某物體受到一個大小為30N的力，方向水平向右，還受到另一個大小為40N的力，方向豎直向上。通過作圖求出這兩個力的合力的大小和方向?！纠}】用作圖法畫出夾角分別為60°、90°、120°、150°的兩個力的合力.求它們的夾角是0°和180°時的合力.比較求得結(jié)果,并思考討論下列問題:FFFF思考:(1)兩個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)當兩個分力大小一定時,合力隨分力夾角變化而變化的規(guī)律是什么?何時合力最大?何時合力最小?合力的取值范圍是什么?針對練1.當兩個分力大小不變，合力的大小隨著兩個分力夾角的增大而

。2.兩個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)律求一個力的分力的過程叫做力的分解。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，那么一個力可以分解可以有幾種情況？需要指出的是，如果沒有限制，對于同一條對角線，可以作出無數(shù)個不同的平行四邊形。也就是說，同一個力F可以分解為無數(shù)對大小、方向不同的分力。一個已知力究竟應該怎樣分解，要根據(jù)具體問題來確定。sinθcosθtanθ1常用的三角函數(shù)力究竟應該怎樣分解，要根據(jù)具體問題來確定為什么斧頭需要磨得很鋒利？思考：該如何分解一個力？一般情況先確定兩個力的方向，然后根據(jù)平行四邊形求解?？偨Y(jié)：引橋為啥修真長？思考：該如何分解一個力？總結(jié)：利用平行四邊形定則，確定力的方向，然后計算力的大小。思考：該如何分解一個力？總結(jié)：把一個力在兩個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解3.已知合力F和兩個分力F1、F2的大小時，分析：F1、F2的方向（1）F<|F1－F2|或F>F1+F2F1、F2兩個解F、F1、F2構不成矢量三角形（2）|F1－F2|<F<F1+F2FF1F2F1F24.有限制條件的力的分解4.已知一個確定的合力和一個分力F1的方向和另一個分力F2的大?。篛FF1θ①當

F2<Fsinθ時，無解；②當F2=Fsinθ時，有唯一解；③當

Fsinθ<F2<F時,有兩個