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

第三章相互作用——力3.4

力的合成與分解

(課時(shí)1)——力的合成人教版（2019）必修第一冊(cè)1.知道合力與分力的概念，體會(huì)等效替換的思想。2.通過實(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)的知識(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)量相加遵從算數(shù)法則。能區(qū)別矢量和標(biāo)量。學(xué)習(xí)目標(biāo)

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”，上述問題就迎刃而解了。

你覺得這個(gè)力和被替代的兩個(gè)力會(huì)有怎樣的關(guān)系呢？導(dǎo)入新課概念：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。共點(diǎn)力結(jié)點(diǎn)O受到的力光滑碗中的均勻桿件受到的力扁擔(dān)受到的力【實(shí)例】F3F1F2一、合力與分力【實(shí)例】一個(gè)成年人單獨(dú)用的力與兩個(gè)孩子共同用的力效果相同。FF1F2【分析】F稱為F1與F2的合力，F(xiàn)1與F2稱為F的分力。

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)力稱為那幾個(gè)力的合力；那幾個(gè)力稱為這一個(gè)力的分力。分力合力等效替代1.建立概念——合力與分力2.合力與分力的關(guān)系●求幾個(gè)力的合力的過程叫做力的合成

3.力的合成與力的分解●求一個(gè)力的分力的過程叫做力的分解

回顧：同一直線上二力的合成【結(jié)論】同向相加，反向相減

合力方向與較大的分力方向相同二、力的合成F2F1F2F1【結(jié)論】【做一做】利用兩只彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)鉤碼，做下面的實(shí)驗(yàn)：⑴用一只彈簧秤提起鉤碼，記錄拉力F。⑵用兩只彈簧秤提起該鉤碼，分別記錄拉力F1、F2。⑶增大夾角，重復(fù)上述⑴、⑵步驟。比較F和F1+F2的大小關(guān)系，你有何發(fā)現(xiàn)？實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚€(gè)互成角度的共點(diǎn)力的合成①如何確定力的大??？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？思考：【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?！緦?shí)驗(yàn)步驟】⑵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。⑶用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)各鉤住一個(gè)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)，并記錄O點(diǎn)位置。

彈簧秤、細(xì)繩和橡皮條都應(yīng)與木板平行，且在同一平面內(nèi)。⑴在桌上平放一個(gè)木板，方木板上鋪上一張白紙，用圖釘把白紙固定好。⑷用鉛筆記下兩條細(xì)繩的方向，再分別讀出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1、F2。⑸只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置O點(diǎn),用鉛筆記下細(xì)繩的方向，再讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F。⑹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。

用虛線將合力的箭頭端與兩個(gè)力的箭頭端連接起來，觀察所圍成的四邊形OF1FF2是否為平行四邊形。F理論F1F2OFFF1F2O【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】

在兩個(gè)力合成時(shí)，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)律叫作平行四邊形定則。

【例1】某物體受到一個(gè)大小為32N的力，方向水平向右，還受到另一個(gè)大小為

44N的力，方向豎直向上。通過作圖求出這兩個(gè)力的合力的大小和方向。OF2FF1θ10N解法一：用1cm長(zhǎng)的線段表示10N的力。

表示F1的有向線段長(zhǎng)3.20cm，表示F2的有向線段長(zhǎng)4.40cm。

根據(jù)題意，作出二力合成的平行四邊形。用刻度尺測(cè)得表示合力F的對(duì)角線長(zhǎng)為5.44cm，則

F=5.44cm×10N/cm=54.4N

用量角器測(cè)得合力F與力F1的夾角為54°即合力的大小為54.4N，方向與力F1的夾角為54°。F2FF1θO解得：θ=54°解法二：由平行四邊形定則作出F與F1、F2的關(guān)系如圖，解三角形得：設(shè)F與F1的夾角為θ，

則有

F1F3F4F2思考：如果有多個(gè)力作用在同一物體上，如何求出它們的合力？討論：兩個(gè)分力F1、F2大小不變，合力隨夾角如何變化？αFF1F2

合力最大:

合力最小:

合力的大小范圍:

合力可能大于、等于、小于任一分力

兩個(gè)分力F1、F2大小不變，兩個(gè)分力的夾角越大，合力越小。F=︱F1-F2︱(夾角為180,即方向相反)F=F1+F2(夾角為0

,即方向相同)

︱F1-F2︱≤F≤F1+F22.5N和7N的兩個(gè)力的合力可能是

(

)

A.3NB.13NC.2.5ND.10NACD針對(duì)練

1.關(guān)于合力的下列說法，正確的是

(

)

A.兩個(gè)力的合力就是這兩個(gè)力的代數(shù)和

B.兩個(gè)力的合力一定大于這兩個(gè)力中的任何一個(gè)力

C.兩個(gè)力的合力可能小于這兩個(gè)力中最小的力

D.兩個(gè)力的合力可能大于這兩個(gè)力中最大的力CD1.矢量：只有大小而沒有方向的物理量叫標(biāo)量。既有大小又有方向的物理量叫矢量。實(shí)例：力、位移、速度、加速度等實(shí)例：時(shí)間、路程、質(zhì)量、溫度、長(zhǎng)度、能量、速率等運(yùn)算法則：2.標(biāo)量：運(yùn)算法則：

平行四邊形定則三、矢量和標(biāo)量代數(shù)加法分析：求三個(gè)力的合力的最小值

先求兩個(gè)力的取值范圍，再看第三個(gè)力在不在這個(gè)范圍內(nèi)，如果在，則最小值為0。1.若物體受到方向可變的5N、7N、10N三個(gè)共點(diǎn)力，其合力的最大值為_____，最小值為______。22N0四、拓展提高2.討論：兩個(gè)力夾角不變，其中一個(gè)分力是恒力，另一個(gè)分力方向不變，當(dāng)其增大時(shí),合力一定增大嗎？【結(jié)論】一個(gè)分力不變，另一個(gè)分力增大時(shí),合力可能增大,可能減小,可能不變。①兩分力反向時(shí)：F1F2【分析】設(shè)F1是恒力，F(xiàn)2方向不變。可見，隨著F2增加，合力先減小為0，然后增加。②兩分力成鈍角時(shí)：F1F2’F2”F合F合F2F合’F合”可見，隨著F2增加，合力先減小至最小，然后增加到與原來大小相等。3.三角形定則FF1F2OFF1F2O等價(jià)三角形的三條邊中，首尾相接的兩個(gè)邊表示分力，第三個(gè)表示合力【例題2】

如圖所示，物體靜止于光滑水平面M上，力F作用于物體O點(diǎn)，現(xiàn)要使物體所受的合力沿虛線OO′方向（F

和OO′都在M水平面內(nèi)），那么必須同時(shí)再加一個(gè)力F′，那么