【高中物理】力的合成與分解課件-2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

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三角函數(shù)0o30o37o45o53o60o90osinα01cosα10tanα01-cotα-10ABC斜邊∠A鄰邊∠A對(duì)邊數(shù)學(xué)補(bǔ)充第4節(jié)力的合成與分解共點(diǎn)力：幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)上，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)上，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。FF1F2兩根繩索能共同吊起圖中重物一根繩索單獨(dú)也能吊起圖中重物一根繩索對(duì)物體的作用效果與兩根繩索共同對(duì)物體的作用效果是_______相同的丙乙小車(chē)在向右以V0做勻速直線運(yùn)動(dòng)F甲F乙F丙一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力叫做那幾個(gè)力的合力，原來(lái)的幾個(gè)力叫做分力；求幾個(gè)已知力的合力叫做力的合成。把求一個(gè)力分力的過(guò)程叫做力的分解1、概念：注意：合力與分力是力的等效代替，不是物體又多受了一個(gè)叫合力的力。合力分力不能同時(shí)參與計(jì)算1）合力與分力2）力的合成與分解

質(zhì)點(diǎn)概念

理想模型研究微小形變

放大法

用極短時(shí)間的平均速度表示瞬時(shí)速度

極限思想

用勻變速直線運(yùn)動(dòng)V-t圖求位移

把變速運(yùn)動(dòng)化成很多段勻速運(yùn)動(dòng)

微元法伽利略研究自由落體運(yùn)動(dòng)創(chuàng)建了實(shí)驗(yàn)和邏輯推理結(jié)合的方法-合理外推其他物理思想方法回顧力的合成與分解1)、力的作用效果有哪些？2)、怎樣設(shè)計(jì)才能在判斷“合力和分力產(chǎn)生的效果相同”上比較準(zhǔn)、比較容易？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)器材：方木板、白紙、彈簧秤（兩個(gè)）、橡皮條、細(xì)繩套、三角板、刻度尺、圖釘用“形變相同”來(lái)反映“效果相同”容易且準(zhǔn)確問(wèn)題1：都需要測(cè)量哪些物理量？問(wèn)題2：用什么方法找出分力F1、F2及合力F的大小及方向?問(wèn)題3：怎樣才能使合力F的作用效果與兩分力F1、F2作用效果相同?問(wèn)題4：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要記錄哪些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?怎樣直觀簡(jiǎn)潔的描述力的大小和方向？用彈簧秤讀出力的大小、用細(xì)繩記錄各力的方向甲、乙兩次橡皮條的結(jié)點(diǎn)均從點(diǎn)E拉到點(diǎn)O彈簧秤讀數(shù)F1、F2、F及方向，結(jié)點(diǎn)位置O；用力的圖示描述實(shí)驗(yàn)：探究互成角度的二力合成規(guī)律:改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、產(chǎn)生形變演示實(shí)驗(yàn)102345N102345N102345N記錄效果記錄方向5區(qū)分理論理想值和實(shí)驗(yàn)值

由平行四邊形合成對(duì)角線的是理論值

沿著實(shí)際方向的是實(shí)驗(yàn)值平行四邊形定則：兩個(gè)力合成時(shí)，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。平行四邊形定則和三角形定則F2F1qF合三角形定則:平移分力,使分力首尾連接,從第一個(gè)分力起點(diǎn)指向最后一個(gè)分力末端的有向線段表示合力大小和方向F合F2F1兩分力，共起點(diǎn)，做平四，對(duì)角合兩分力，首尾連，找合力，連首尾1）兩分力共線

同向，其合力最大為F＝F1＋F2（合力與分力同向）

反向，其合力最小為F＝｜F1－F2｜（與分力中較大的力同向）F2F1

F2F1力的合成θ=90°時(shí)，F(xiàn)1=F2且成θ角時(shí)F1當(dāng)θ為任意角時(shí)F與F1夾角FqF2FO合力在角平分線上θ/2當(dāng)F1=F2且θ=1200時(shí)，qF由等邊三角形得：F=F1=F2合力在角平分線上qFF與F1夾角tanα=F2sinθ/(F1+F2cosθ)特殊情況下力的合成題目讓求力時(shí)要答大小和方向F2F1F合F2F合①兩分力反向時(shí)②兩分力成鈍角時(shí)③兩分力成銳角時(shí)F合一個(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,可能不變兩分力夾角不變，力F1大小方向不變，力F2從0增大，合力F二分力大小不變時(shí)合力大小將隨二分力夾角θ增大而減小(θ在0到180之間）合力取值范圍｜F1－F2｜≤F≤F1＋F21）兩分力共線

同向，其合力F＝F1＋F2

反向，其合力F＝｜F1－F2｜3)二分力大小不變時(shí)合力大小將隨二分力夾角θ增大而減小(θ在0到180之間）合力取值范圍｜F1－F2｜≤F≤F1＋F2兩個(gè)力的合力與分力的關(guān)系：合力與分力的大小、方向間無(wú)因果關(guān)系2)二分力呈特殊角度90°

勾股定理

兩個(gè)大小相等的力的合力

合力在角平分線4）兩分力夾角不變，力F1大小方向不變，力F2從0增大，合力F？θ銳角，F(xiàn)2增大，合力增大；θ鈍角，F(xiàn)2增大，合力先減小后；合力最小值F=F1sin(180°-θ)F1F2F3F4F12F123F1234F1F2F3F4F2F3F4F1234多力合成平行四邊形兩兩合成三角形法則變形分力首尾相連合力連首尾思考：三力合力為0的狀態(tài)？練1.兩個(gè)力的大小分別為F1=3N，F(xiàn)2=4N，則兩個(gè)力的合力范圍：___________這兩個(gè)力的合力與F3=5N可能平衡嗎？1N≤F合≤7N可能FF1F2F3借助上述思想，請(qǐng)確定:F1=3N，F(xiàn)2=4N，F(xiàn)3=5N三個(gè)力的合力范圍：0N≤F合≤12N三個(gè)力的合力范圍三個(gè)力的合力范圍A.F1=3N,F2=4N,F3=1NB.F1=3N,F2=4N,F3=8NC.F1=3N,F2=4N,F3=0.3N0≤F合≤8N1N≤F合≤15N合力最大值:F合m=F1+F2+F3合力最小值:看F3是否在F1和F2的合力范圍內(nèi)：⑴若在，則F合min=0⑵若不在,則

F合min=F大-(F小+F小)0.7N≤F合≤7.3N不加限制條件，一個(gè)力可分解為無(wú)數(shù)組不同的分力．F原則：盡管力的分解沒(méi)有確定的結(jié)果，但在解決具體的物理問(wèn)題時(shí)，一般都按實(shí)際問(wèn)題來(lái)分解．我們可以由力的作用效果來(lái)確定分力的方向.力的分解oFF1F2OFF1F2（1）已知合力和兩分力的方向（2）已知合力和一個(gè)分力的大小和方向一個(gè)解一個(gè)解力的分解FF1F2F1O1O2F2

F1+F2<F無(wú)解FF1F2F1O1O2F2

F1+F2=F一解（3）已知合力以及兩個(gè)分力的大小FF1F2F1O1O2F2F1F2F1+F2>F兩組解（平面內(nèi)）無(wú)數(shù)組解（三維空間內(nèi)）力的分解F)αF1F)αF1F2<Fsinα無(wú)解力的分解

已知：合力F及一個(gè)分力F1的方向和分力F2大小已知一個(gè)力大小方向→帶箭頭的線段只知力的方向→射線只知力的大小→圓F)αF1F)αF1F＞F2＞Fsinα二解力的分解

已知：合力F及一個(gè)分力F1的方向和分力F2大小F)αF1F)αF1F2＞F一解力的分解

已知：合力F及一個(gè)分力F1的方向和分力F2大小F)αF1已知：合力F及兩分力大小—唯一或兩解已知：兩分力的方向－－唯一確定已知：一分力的大小和方向－－唯一確定已知：合力F及分力F1與F夾角α,已知F2大小F2<Fsinα無(wú)解F2＝Fsinα或F2>F一解Fsinα<F2<F二解力的分解

“四兩撥千斤”是怎樣做到的呢？結(jié)論：當(dāng)合力不變時(shí)，大小相等的兩分力隨著夾角的增大而增大FFθF1F2θF1=F2=

yxF1xF1yF3x=F3F3y=0F2yF2xF1:x軸方向：F1:y軸方向：F2

:x軸方向：F2:y軸方向：F3

:x軸方向：F3:y軸方向：F1F2F3O正交分解：把力沿兩個(gè)互相垂直的方向進(jìn)行分解x方向的合力：y方向的合力：目的：求任意多個(gè)力的合力方法：先分在合分解技巧：盡可能多的力落在xy軸上yxFxFyOF正交分解：把力沿兩個(gè)互相垂直的方向進(jìn)行分解目的：求任意多個(gè)力的合力

方法：先分在合分解技巧：盡可能多的力落在xy軸上F1=12NF2=10NF3=3N37oxyx方向：Fx=F1-F2cos37o得Fx=4Ny方向：Fy=F2sin37o-F3得Fy=3NθF3F1F2已F1=8√3N,F2=8N,F3=10Nθ=120°求三個(gè)力的合力F的方向與x軸夾角θ：得F=5N正交分解求合力1建系

2分解

3求軸上合力4勾股求和

5說(shuō)明方向軸線畫(huà)長(zhǎng)一些分解后的分力不單獨(dú)列式單軸上的合力求出負(fù)數(shù)也有意義F2=FsinθθFF1F2F1=Fcosθ結(jié)論：斜面傾角越大F1

增大，F(xiàn)2減小G2G1θGθ思考：G2是否是對(duì)斜面的壓力？思考：F2是否是對(duì)物體的支持力？1.下列關(guān)于合力與分力的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．合力與分力同時(shí)作用在物體上B．分力同時(shí)作用于物體時(shí)共同產(chǎn)生的效果與合力單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的效果是相同的C．合力可能大于分力，也可能小于分力D．當(dāng)兩分力大小不變時(shí)，增大兩分力間的夾角，則合力一定減小A2．如圖所示，兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的大小一定，夾角θ是變化的，合力為F。在θ角從0°逐漸增大到180°的過(guò)程中，合力F的大小變化情況為（）A．從最小逐漸增加到最大B．從最大逐漸減小為零C．從最大逐漸減小到最小D．先增大后減小答案

C答案

B4．如圖所示，水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一小滑輪B。一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過(guò)滑輪后懸掛一質(zhì)量m＝10kg的重物，∠CBA＝30°，則滑輪受到繩子的作用力大小為(g取10N/kg)練習(xí)1.作用在同一物體上的兩個(gè)力分別為5N和15N，當(dāng)改變兩個(gè)力之間的夾角時(shí)，其合力大小也隨之改變，合力大小變化的范圍是（）。

A.5~20N