力的合成與分解（一）

2019人教版普通高中物理必修第一冊第三章第四節(jié)

《力的合成與分解》§34力的合成與分解（一）主講人：謝雄湖南省寧鄉(xiāng)縣第一高級中學《曹沖稱象》是人人皆知的歷史故事，曹沖是怎樣“稱出”大象的重量的？采用的是什么方法？“等效替代”一桶水可以一個人提，也可以由兩個人提。思考：就“提起水桶”這一作用效果而言，相同嗎？它們可以相互替代嗎？G=200NF1F2G=200N多個力的作用效果=一個力的作用效果物理思想：等效替代生活實例一個力產(chǎn)生的效果跟幾個力共同產(chǎn)生的效果相同，這個力叫作那幾個力的合力。原來的幾個力叫作分力。說明：在實際問題中，就可以用這個力來代替那幾個力，這就是力的等效代替。而不是物體又多受了一個合力。分力F1分力F2G=200N合力等效性同體性瞬間性等效替代的關系受力物體相同瞬時對應關系效果相同同一物體分力變合力變求幾個力的合力的過程，叫作力的合成。（1）實質(zhì)：就是找一個力去替代作用在物體上的幾個已知的力，而不改變其作用效果。力的合成是惟一的；只有同一物體所受的力才可合成；不同性質(zhì)的力也可以合成；力的合成應注意以下問題：1、同一直線上兩個力的合成已知：F1=300N、F2=400N已知：F1=300N、F2=400N則F合==N則F合==N方向方向_______________700F2-F1F1F2100與F1、F2方向相同與F2方向相同F(xiàn)1F2F1F2使用直接加減的方法同向相加反向相減合力方向與較大的力方向相同1、同一直線上兩個力的合成互成角度的兩個力怎樣求合力？F1F2分力和合力的作用效果相同力的作用效果：形變（更好控制）；速度變化確定一組分力和合力使物體的形變量相同如何測量力？彈簧測力計、兩點確定一條直線怎么表示力的三要素力的圖示對比理想合力和實際合力求兩個力的合力時，以表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，夾在兩鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向，這個法則叫平行四邊形定則。

【例題】力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向豎直向上。求這兩個力的合力F的大小和方向。解：方法一：（作圖法）取6mm長的線段表示15N的力作出力的平行四邊形定則如圖所示合力大小F＝15N×30/6=75N合力方向：與F1的夾角為53°或與水平方向成53°方法二：（計算法）還可作出力的示意圖，進行計算求解（2）θ=120o時，（1）θ=90o時，1兩種種特殊情況：若F1=F2，F(xiàn)合=F1=F2θθF2F1F合2一般情況思考：1F1、F2大小一定,夾角增大,合力如何變化合力什么時候最大,什么時候最小合力的范圍如何qFFq=0°qFq0<<90°Fqq=90o討論：兩個分力大小不變，但夾角不同時的合力qFF.最大最小思考：2合力的大小一定大于分力的大小嗎？（3）三個力、四個分力怎么求合力？F1F2F3F4F12F123F1234將任兩力合成，再與其它力合成，直到求出最終的合力。3多個力合成：如果一個物體受兩個或多個力作用，這些力都作用在物體上的同一點，或者雖不作用在同一點上，但它們的延長線相交于同一點，這幾個力叫做共點力。4、共點力注意：力的合成的平行四邊形法則，只適用于共點力非共點力圖1圖2圖3如圖1、圖2為共點力；而圖3為非共點力．FGTNT1T2GGF1F2共點力平衡的幾條重要推論：1二力平衡：如果物體在兩個共點力的作用下處于平衡狀態(tài)，這兩個力必定大小相等、方向相反2三力平衡：物體在三個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時，任意兩個力的合力與第三個力等大反向3多力平衡：物體受N個共點力作用下處于平衡狀態(tài)時，其中任意一個力與剩余N－1個力的合力一定等大反向共點力的平衡條件：合力為零練習1：有兩個力，一個是10N，一個是3N，它們的合力能等于5N、10N、15N嗎？這兩個力的合力的最大值是多少？最小值是多少？練習2：三個共點力的大小分別為F1=15N、F2=9N、F3=5N，則它們的合力的大小不可能為A25NB29NC0ND20N三個力的合力范圍怎么求？①3N、4N、5N；②2N、5N、6N；③8N、4N、3N；④1N、5N、9N；最大值：F合=F1F2F3最小值：①先求任兩個力F1、F2合力大小范圍：︱F1-F2︱≤F≤F1F2；②若F3在此范圍內(nèi)，三個力的合力最小值為0。③若F3不在此范圍內(nèi)，三個力的合力最小值為F3與F的合力的最小值。①0N≤F≤12N；②0N≤F≤13N；③1N≤F≤15N；④3N≤F≤15N；練習3：如圖所示，一木塊放在水平桌面上，受水平方向的推力F1和F2的作用，但木塊處于靜止狀態(tài)，F(xiàn)1=10N，F(xiàn)2=2N，則木塊受到合力F合和摩擦力f的大小，方向是（）AF合=0；f=8N，方向向左BF合=0，f=0CF合=10N，方向向左；f=8N，方向向左DF合=10N，方向向左；f=12N，方向向右A5、力的三角形定則：F合F1OF2·θF1兩個力F1、F2求合力時，首尾依次相連，合力的大小和方向用從第一個力的始端指向第二個力的末端的有向線段表示。求合力轉化為解三角形！F1F2F合AθBC1）解直角三角形：2）解斜三角形：特殊三角形等邊三角形、120°等腰三角形練習4：如圖所示，小船M受到兩個拉力F1、F2作用，其大小均為800N，它們的夾角為60?。求小船M受到的這兩個力的合力。MF1F260?F兩個力夾角θ一定，F(xiàn)