《力的合成與分解》PPT課件.ppt

力的合成與分解,高一物理 主講教師：黃群飛,一、力的合成,1、合力、分力 （1）一個(gè)力對(duì)物體的作用效果和幾個(gè)力共同作用在物體上的效果相同，那么，稱 這個(gè)力F為那幾個(gè)力F1、F2的合力 那幾個(gè)力F1、F2為這個(gè)力F的分力 （2）求已知幾個(gè)力的合力的過程稱力的合成 求已知一個(gè)力的分力的過程稱力的分解 （3）力的合成和力的分解互為逆過程,共點(diǎn)力：如果幾個(gè)力都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的反向延長(zhǎng)線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。 以后若沒有特別說明，我們的研究的物體受力都可以看作共點(diǎn)力。（尤其是在我們研究質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的時(shí)候）,實(shí)驗(yàn)表明：合力和分力之間遵循力的平行四邊形法則 2、力的平行四邊形法則 求互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合力，可以用表示兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力的大小。,平行四邊形法則也是矢量運(yùn)算的共同法則。 3、矢量：既有大小又有方向，同時(shí)其運(yùn)算滿足平行四邊形法則的物理量稱矢量。如力、速度等 標(biāo)量：只有大小沒有方向的物理量稱標(biāo)量。如時(shí)間、長(zhǎng)度等 思考：電流強(qiáng)度是矢量嗎？,例題,已知力F1=30N， F2=30N，夾角=60o ,用作圖法求合力.,作圖要點(diǎn),各個(gè)力(包括合力、分力)嚴(yán)格用同一標(biāo)度 嚴(yán)格按力的圖示法作出各個(gè)力的圖示。 用規(guī)定標(biāo)度讀取合力的大小。 用量角器測(cè)量合力跟某一個(gè)分力之間的夾角。,該題也可以采用計(jì)算法：解等腰三角形,力的矢量三角形：合力和分力必構(gòu)成一個(gè)閉合三角形，分力首尾相接，合力從“大頭”指向“大尾”,計(jì)算法顯然比較準(zhǔn)確，但只適合特殊角度的運(yùn)算， 如30o、 45o 、60o 、90o 、120o 、150o 等,上例中，改變夾角為0o、 45o 、 90o 、 120o 、180o ，練習(xí)在各種情況下，求F1 、F2合力。,思考：對(duì)于兩個(gè)大小確定的力，當(dāng)夾角發(fā)生變化時(shí)，其合力有什么變化？什么時(shí)候合力最大，什么時(shí)候合力最??？合力和分力之間有什么關(guān)系？,4、合力和分力的關(guān)系,合力可以比分力大，也可以比分力小,也可以等于分力大小 隨兩個(gè)力的夾角的增大，其相應(yīng)的合力隨著減小， 其最小值： 其最大值： 即兩個(gè)已知分力的合力大小介于,例題,1、大小分別為6N、 8N的兩個(gè)力的合力大小范圍是什么？ 2、大小分別為6N、 8N、10N的三個(gè)力的合力大小范圍 是什么？ 答案： 1、0F14N 2、0F24N,3、有五個(gè)力作用于同一點(diǎn)，這五個(gè)力構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩條鄰邊和三條對(duì)角線，如圖所示，設(shè)F3=10N，則這五個(gè)力的合力大小為多少？,答案：F合30N,二、力的分解,幾個(gè)力可以共同作用產(chǎn)生一個(gè)效果； 一個(gè)力的作用也可以同時(shí)產(chǎn)生幾個(gè)效果，相當(dāng)于“幾個(gè)力”分別作用的結(jié)果。 為了研究一個(gè)力產(chǎn)生的多種效果，需要將力進(jìn)行分解。,如：放在水平面上的物體在斜向上的拉力作用下沿水平面向右運(yùn)動(dòng)。拉力同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)效果：使物體向前運(yùn)動(dòng)的效果和使物體向上提升的效果,為了研究一個(gè)力產(chǎn)生的多種效果， 需要將力進(jìn)行分解。,1、求已知一個(gè)力的分力的過程稱力的分解 2、力的分解也遵循平行四邊形法則。 力的分解和力的合成互為逆過程。 3、對(duì)于同一個(gè)力，可以有無數(shù)種分解，即一個(gè)力可以根 據(jù)需要分解為無數(shù)對(duì)分力。（從數(shù)學(xué)平面幾何知識(shí)可 知，一條對(duì)角線對(duì)應(yīng)無數(shù)個(gè)平行四邊形） 4、一個(gè)力究竟該怎樣分解，要根據(jù)實(shí)際情況而定（根據(jù) 力的作用實(shí)際效果）,5、作法： 過合力作用點(diǎn)沿力的作用效果方向作分力作用線。 根據(jù)合力及兩個(gè)分力方向作平行四邊形 確定過合力作用點(diǎn)的兩條鄰邊為兩個(gè)分力的大小。,如：放在水平面上的物體在斜向上的拉力作用下沿水平面向右運(yùn)動(dòng)。拉力同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)效果：使物體向前運(yùn)動(dòng)的效果和使物體向上提升的效果 使物體向前運(yùn)動(dòng)的力F2=Fcos30o 使物體向上提升的力F1=Fsin30o,如：斜面上物體受到的重力同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)效果：一個(gè)是使物體下滑的效果，另一個(gè)是使物體擠壓斜面的效果。 使物體下滑的力G1 =Gsin， 使物體擠壓斜面的力G2= Gcos ，是物體產(chǎn)生對(duì)斜面正壓力的原因。,注意合力和分力的等效性，在分析物體受力時(shí)，只分析物體實(shí)際受到的力，能夠找到有明確施力物體的力，而不能同時(shí)分析等效意義上的合力或分力。,例如：一個(gè)物體沿粗糙斜面下滑,這個(gè)物體受到的力是： A重力、斜面的支持力、滑動(dòng)摩擦力 B重力、斜面的支持力、滑動(dòng)摩擦力、下滑力 C重物對(duì)斜面的壓力、對(duì)斜面產(chǎn)生的摩擦力 D下滑力、摩擦力、對(duì)斜面的壓力,答案：A,（插入物理多媒體課件力的合成與分解例題3） 6、合力大小一定時(shí)，分力夾角越大，分力越大。,7、有如下幾種情況，力分解時(shí)的解是唯一的： 已知兩個(gè)分力的方向 已知其中一個(gè)分力的大小和方向,例1、光滑的均勻球重為G，放置在等高的兩個(gè)光滑墻棱 A和B上靜止，如圖所示，已知AB之距為a，球半徑 為b，求球?qū)蓧獾膲毫Υ笮。?答案：,答題要點(diǎn)： 已知兩個(gè)分力方向進(jìn)行分解 根據(jù)力矢三角形和幾何三角形相似,例2、如圖所示，燈重為G，掛在天花板下，保持O點(diǎn)空 間位置不變，AO線與天花板夾角為，問：OB繩 怎么用力可以最??？最小力多少？,答案：FBGSin,例3、物重G=30N，在與水平面成30度角拉力 F=10N作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)，求物體對(duì)桌面的壓力和滑動(dòng)摩擦力？,解答：Fsin30NGNGFsin30 Fsin30ffFsin30,考查要點(diǎn)： 簡(jiǎn)單受力分析 力的分解 力的平衡,8、正交分解法 將力沿著兩個(gè)經(jīng)選定的互相垂直的方向作分解，以便于運(yùn)用普通代數(shù)運(yùn)算公式來解決矢量的計(jì)算。 利用正交分解求合力將求互成角度的多個(gè)力的合力過程轉(zhuǎn)化為求互相垂直的兩個(gè)方向上（同一直線上）求合力問題,做法：,確定研究對(duì)象，分析物體受力。 選擇正交坐標(biāo)，原則上使盡可能多的力在坐標(biāo)軸上（即盡量少地分解力）。 將不在坐標(biāo)軸上的力沿正交坐標(biāo)軸進(jìn)行分解。 求每一坐標(biāo)軸上的力的合力（同一直線上力合成） 用勾股定理求所求合力。,例題,大小均為F的三個(gè)力共同作