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文檔簡介
第四節(jié)力的合成與分解主講人:張明明山東省滕州市中等職業(yè)教育中心學校大橋的主纜是怎樣制作的?它為什么能承受巨大的重量?主要內容合力與分力力的合成力的分解12301PART01合力與分力
在生活中常見到這樣的情景:一桶水,需要兩個小孩才能提得動;而一個成人就可以把它提起來。因此可以說,兩個小孩的力的作用效果與一個成人的力的作用效果相同。一、合力與分力一、合力與分力在物理學中,就把這一個力稱為那幾個力的合力,那幾個力都稱為分力。如果有一個力的作用效果與幾個力的作用效果相同,02PART01力的合成求幾個分力的合力,稱為力的合成。
例如,當一個物體同時受到作用于O點的兩個分力F1、F2的作用時,它們的合力會指向哪里?大小是多少?二、力的合成
【觀察與體驗】
研究合力與分力的關系
1.
在繪圖板上固定一張白紙,將橡皮筋的一端用圖釘固定在白紙一側的
A點,將橡皮筋的另一端拴兩根帶環(huán)的細繩,從
A點畫一條虛線到白紙另一側的
B點。二、力的合成
【觀察與體驗】
研究合力與分力的關系
2.用一個量程為
10N的測力計拉住一根細繩,用
5N的力把橡皮筋的另一端沿
AB方向拉到
O點,并保持靜止。標下
O點位置,將這個
5N的力作為合力
F標注在白紙上。二、力的合成
【觀察與體驗】
研究合力與分力的關系
3.用兩個量程都為
10N的測力計分別拉住兩根細繩,都沿
AB方向把橡皮筋的另一端拉到
O點,并保持靜止。在白紙上記下兩個分力
F11、F12的大小。二、力的合成
【觀察與體驗】
研究合力與分力的關系
4.用兩個測力計分別拉住兩根細繩,以約
45°的夾角把橡皮筋的另一端拉到
O點,并保持靜止。在白紙上記下兩個分力
F21、F22的方向和大小。二、力的合成
【觀察與體驗】
研究合力與分力的關系
5.用兩個測力計分別拉住兩根細繩,以約
90°的夾角把橡皮筋的另一端再次拉到
O點,并保持靜止。在白紙上記下兩個分力
F31、F32的方向和大小。二、力的合成
【觀察與體驗】
研究合力與分力的關系
6.用兩個測力計分別拉住兩根細繩,讓一個測力計用
1N大小的力,沿垂直于
AB的方向拉,嘗試調整另一個測力計的大小和方向,仍把橡皮筋的另一端拉到
O點,并保持靜止。在白紙上記下兩個分力
F41、F42的方向和大小。二、力的合成
【觀察與體驗】
研究合力與分力的關系
7.用兩個測力計分別拉住兩根細繩,讓一個測力計用
1N大小的力,沿著由B到A的方向拉,嘗試調整另一個測力計的大小和方向,仍把橡皮筋的另一端拉到
O點,并保持靜止。在白紙上記下兩個分力
F51、F52的方向和大小。二、力的合成
【觀察與體驗】
研究合力與分力的關系
8.用力的圖示法分別將上面所測的合力與第2、3、4組分力在白紙上表示出來。
【思考與討論】
與本學習小組的同學討論,觀察、比較合力與各組分力之間的大小關系,嘗試歸納其中的規(guī)律。二、力的合成
因此,兩個分力
F1、F2的合力
F的大小和方向如右圖所示。通過大量實驗發(fā)現(xiàn),兩個互成角度的力合成時,遵循這樣的定則:以表示這兩個力的線段為鄰邊,作平行四邊形,它的對角線就表示合力的大小和方向。這就是力的平行四邊形定則。二、力的合成
兩個分力的夾角可以在0~180°之間變化。當兩個分力的大小固定不變,只有夾角改變時,合力隨分力間夾角的變化情況如右圖所示。平行四邊形定則是矢量合成法則,所有的矢量如速度、加速度等合成時都遵循這一法則。二、力的合成合力與分力之間的大小關系可以歸納出如下規(guī)律:
楊泗港長江大橋的主纜由271根相互平行的索股組成,每根索又由91根平行放置的直徑6.2mm的高強鋼絲組成。二、力的合成
如果求兩個以上力的合力,可以連續(xù)應用平行四邊形定則。其步驟是:先求出任意兩個力的合力
F’,然后再求出
F’與第三個力的合力
F”,依此類推,直到求出所有力的合力
F為止。如右圖所示為一種三個力的合成過程。二、力的合成03PART01力的分解求一個合力的分力,稱為力的分解。三、力的分解
【觀察與體驗】
研究重力的分解規(guī)律
1.
先在直角凹槽的兩個斜面上分別鋪一層海綿,再將一個長方體物體放在凹槽中的海綿上,并保持靜止,如右圖所示。生活中經(jīng)??梢砸姷揭粋€力產(chǎn)生兩個作用效果的情景。三、力的分解
【觀察與體驗】
研究重力的分解規(guī)律
2.
用一個測力計沿右側斜面的方向緩慢向上拉物體,當左側斜面上的海綿形狀完全恢復原狀后,將其抽出,并使物體保持靜止,如右圖所示。三、力的分解
【觀察與體驗】
研究重力的分解規(guī)律
3.
在左側斜面鋪上海綿,用一個測力計沿左側斜面的方向緩慢向上拉物體,當右側斜面上的海綿形狀完全恢復原狀后,將其抽出,并使物體保持靜止,如右圖所示。三、力的分解
【觀察與體驗】
研究重力的分解規(guī)律
4.
在兩側斜面都鋪上海綿,用兩個測力計分別沿兩個斜面的方向緩慢向上拉物體,使兩側的海綿完全恢復原狀并使物體保持靜止,如右圖所示。三、力的分解
例如,斜面上物體的重力會產(chǎn)生兩個作用效果:使物體沿斜面向下滑和使物體垂直于斜面向下壓。因此,重力G應該分解為平行于斜面向下的分力F1和垂直于斜面向下的分力F2,如右圖所示。通過大量精確的實驗,人們發(fā)現(xiàn):根據(jù)力的作用效果,可以將一個力分解為兩個力。力的分解也遵循平行四邊形定則。三、力的分解再如,人斜向上拉著物體前進,拉力對木塊產(chǎn)生兩個作用效果,一個使木塊向前運動,另一個將木塊向上提。三、力的分解
合力與分力是等效方法的一種實際應用。重力、彈力、摩擦力都是真實存在的力,對這些力都可以進行合成或分解,即用等效力進行替代。這些等效力是假想出來的力,不是真實存在的力。合力與分力可以等效地相互替代,但不能
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