人教版高中物理必修一 （力的合成和分解）相互作用-力教育教學(xué)課件

第三章相互作用——力3.4

力的合成和分解

目錄一、上節(jié)回溯三、小結(jié)四、練習(xí)二、知識(shí)講解1．作用力和反作用力2．牛頓第三定律3．受力分析一、上節(jié)回溯現(xiàn)實(shí)生活中，一個(gè)物體往往不止受到一個(gè)力的作用，一個(gè)靜止的物體，在某平面上受到5個(gè)力的作用，你能判斷它將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)嗎？若是有一個(gè)力的單獨(dú)作用能夠代替這5個(gè)力的作用，這個(gè)問題是不是就簡單了，那么這個(gè)力與被替代的力有什么關(guān)系呢？問題引入二、知識(shí)講解——合力與分力生活中常常見到這樣的事例：一個(gè)力的單獨(dú)作用與兩個(gè)力或者更多的力共同作用，效果相同。例如：下圖中作用效果，即是保持水桶或是吊燈被提起且靜止不動(dòng)。很明顯F一個(gè)力的作用與F1和F2兩個(gè)力的作用等效。合力與分力圖3.4-1水桶所受拉力示意圖圖3.4-2吊燈所受拉力示意圖二、知識(shí)講解——合力與分力定義：假設(shè)一個(gè)力單獨(dú)作用的效果跟某幾個(gè)力共同作用的效果相同，這個(gè)力就叫作那幾個(gè)力的合力。假設(shè)幾個(gè)力共同作用的效果跟某個(gè)力單獨(dú)作用的效果相同，這幾個(gè)力就叫作那個(gè)力的分力。合力與分力分力合力等效替代FF1、F2、F3…二、知識(shí)講解——合力與分力1．力的合成：求幾個(gè)力的合力的過程；2．力的分解：求一個(gè)力的分力的過程。力的合成和分解分力合力等效替代FF1、F2、F3…力的合成力的分解二、知識(shí)講解——力的合成和分解如果兩個(gè)力在同一條直線上，如何求它們的合力？如果兩個(gè)力的方向不在同一條直線上，如何求它們的合力？互成角度的兩個(gè)力與它們的合力之間有什么關(guān)系呢？思考二、知識(shí)講解——力的合成和分解實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄亢狭與互成角度的兩個(gè)力F1、F2有什么關(guān)系。設(shè)計(jì)思路：（1）力的作用效果：使物體發(fā)生形變、改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。如何選擇？（2）如何保證力的作用效果相同？（3）力的大小如何測量？（4）力的方向如何確定？（5）如何記錄數(shù)據(jù)？探究互成角度的力的合成規(guī)律二、知識(shí)講解——力的合成和分解請(qǐng)閱讀課本“實(shí)驗(yàn)”欄目下的內(nèi)容回答下列問題：1.實(shí)驗(yàn)中需要用到哪些儀器？2.如何提供合力與分力？

如何保證合力與分力的作用效果相同？3.在實(shí)驗(yàn)過程中，需要記錄哪些數(shù)據(jù)？如何記錄？4.如何處理記錄下來的信息？5.要使得測量盡可能地精確，需要注意哪些實(shí)驗(yàn)操作細(xì)節(jié)？探究互成角度的力的合成規(guī)律二、知識(shí)講解——力的合成和分解演示實(shí)驗(yàn)102345N102345N102345N記錄效果記錄方向二、知識(shí)講解——力的合成和分解如何保證用兩個(gè)彈簧秤和一個(gè)彈簧秤拉動(dòng)橡皮筋的力是等效的？彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條是否必須與木板平行？兩個(gè)分力的大小是用繩長表示嗎？如何減小本實(shí)驗(yàn)的偶然誤差？兩個(gè)分力所用的細(xì)繩可以用橡皮繩代替嗎？

F

與F′誰是理論值，誰是測量值？回顧實(shí)驗(yàn)二、知識(shí)講解——力的合成和分解經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)探究我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，求兩個(gè)力的合成，如果以表示這兩個(gè)力的有向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)律就叫作平行四邊形定則。實(shí)驗(yàn)結(jié)論二、知識(shí)講解——力的合成和分解如圖，研究位移時(shí)，可以看出人直接沿AC的位移與從A到B再到C的位移相同，因此AC是兩段位移AB和BC的合位移。因此位移的合成遵從平行四邊形定則。矢量和標(biāo)量ACB（1）矢量：既有大小，也有方向，相加遵從平行四邊形定則。（2）標(biāo)量：只有大小，沒有方向，相加遵從算數(shù)運(yùn)算法則。二、知識(shí)講解——力的合成和分解討論：兩個(gè)分力大小不變，改變分力的夾角，合力的變化。力的合成圖例θF最大θ＝0°F＝F1＋F20°<θ<90°θ＝90°90°<θ<180°最小θ＝180°F＝|F1－F2|F1F2FF2F1FθF2F1FθF2F1FθF1F2F二、知識(shí)講解——力的合成和分解力的分解也是遵從平行四邊形定則的。思考：已知兩個(gè)分力（鄰邊），則合力（對(duì)角線）是唯一的。那么已知合力（對(duì)角線），求分力（鄰邊），答案是否唯一呢？力的分解F結(jié)論：如果沒有其他限制，同一個(gè)力可以分解為無數(shù)組大小、方向不同的分力。注意：不能說成按照力的作用效果進(jìn)行分解，可以說成根據(jù)解決問題的需要進(jìn)行分解。二、知識(shí)講解——力的合成和分解1．如圖所示，請(qǐng)判斷下列說法正確嗎？（1）F1就是物塊對(duì)斜面的壓力；（2）F2就是物塊受到的摩擦力。常見的問題GF2F12．兩個(gè)力F1和F2之間的夾角為θ，其合力為F。請(qǐng)判斷以下說法是否正確，并簡述理由。（1）合力F總比分力F1和F2中的任何一個(gè)力都大。（2）若F1和F2大小不變，θ

角越小，則合力F就越大。（3）若夾角θ不變，F(xiàn)1

大小不變，F(xiàn)2

增大，則合力F一定大。二、知識(shí)講解——力的合成和分解常見的問題3．同一個(gè)力，約束條件不同，分解出的兩個(gè)分力大小、方向就可以不同。GGF2F1θθθθ思考：當(dāng)擋板與斜面間的夾角逐漸增大的過程中，兩個(gè)壓力的大小怎樣變化？F2F1二、知識(shí)講解——力的合成和分解學(xué)以致用我們?cè)诰毩?xí)引體向上時(shí)，雙手如何更省力？雙手越接近豎直越省力F=G二、知識(shí)講解——力的合成和分解學(xué)以致用例題：靜止在傾斜橋面的汽車，其重力為G，橋面傾角為α

。把重力沿平行于橋面和垂直于橋面方向分解為G1

和G2

，求這兩個(gè)分力的大小。G1G2

yxG平行于斜面使物體下滑的分力G1垂直于斜面使物體緊壓斜面的分力G2G1＝Gsin

G2＝Gcos

增大，G1增大，G2減小二、知識(shí)講解——力的合成和分解學(xué)以致用為什么橋梁要修很長的引橋？減小傾角，使汽車重力沿橋面的分力減小，利于車輛平緩的上下橋面。二、知識(shí)講解——力的合成和分解學(xué)以致用劈的剖面是一個(gè)等腰三角形，使用劈的時(shí)候，在劈背上加力F，這個(gè)力產(chǎn)生兩個(gè)效果，使劈的兩個(gè)側(cè)面推壓物體，把物體劈開。設(shè)劈背的寬度是d，劈的側(cè)面的長度是L。試求：F1和F2的大小。dFF1F2力的放大思考：為什么厚度小的斧頭更加鋒利？L二、知識(shí)講解——力的合成和分解學(xué)以致用資料斜拉橋的鋼索有什么作用？F4F2FF

'F3F1θθ“拽起”橋面。海河上的保定橋在河內(nèi)不設(shè)橋墩，而是靠斜拉索的拉力“拽起”橋面。二、知識(shí)講解——力的合成和分解學(xué)以致用資料斜拉橋的橋塔為什么建很高？F4F2FF

'F3F1θθ橋重一定時(shí)，橋塔越高，鋼索與水平面的夾角越大，鋼索上的拉力越小。二、知識(shí)講解——力的合成和分解1．合力2．分力3．力的合成4．力的分解5．平行四邊形定則6．矢量和標(biāo)量三、小結(jié)四、練習(xí)1．有兩個(gè)力，一個(gè)是10N，一個(gè)是2N，它們的合力可能等于5N，10N，15N嗎？合力最大值為多少？最小值為多少？答：兩個(gè)力的方向同時(shí)，即夾角為0°合力最大，最大值為12N。兩個(gè)力的方向相反時(shí)，即夾角為180°合力最小，最小值為8N。在兩個(gè)力的夾角從0°逐漸增大到180°時(shí)，合力逐漸減小，即合力大小在8N到12N之間。所以可能為10N不可能為5N或15N。

2．有兩個(gè)力，它們的合力為0。現(xiàn)把其中一個(gè)向東的6N的力改為向南（大小不變），它們合力的大小、方向如何？四、練習(xí)

3．（2021山東青島高一上期中）如圖所示嗎，表面光滑、重力不計(jì)的尖劈，插在縫A、B之間，尖劈的一個(gè)角為α＝30°，在尖劈背上加一壓力F＝10