3.4.1力的合成與分解-高一物理高效互動課件（人教2019）

高中物理必修一

第三章

相互作用——力

3.4力的合成與分解（一）

高中物理必修一

第三章

相互作用——力

思考：

1+1在什么情況下不等于2？

一個靜止的物體，在某平面上受到5個力作用，你能判斷它將向哪個方向運動嗎？

一合力和分力

力的合成和分解

一桶水可以一個人提，也可以由兩個人提。

那么一個人用的力與兩個一個人用的力的作用效果是否相同？二者能否等效替代？

一合力和分力

力的合成和分解1、共點力：幾個力如果都作用在物體的同一點，或者它們的作用線相交于一點，這幾個力叫作共點力。2、合力與分力：假設(shè)一個力單獨作用的效果跟某幾個力共同作用的效果相同，這個力就叫作那幾個力的合力。假設(shè)幾個力共同作用的效果跟某個力單獨作用的效果相同，這幾個力就叫作那個力的分力。

在解決實際問題時，可以用合力來代替分力，這是力的等效替代。而不是物體又多受了一個合力。思考：一個物體受到分力作用的同時，還受到合力的作用嗎？

一合力和分力

力的合成和分解3、力的合成：求幾個力的合力的過程。4、力的分解：求一個力的分力的過程。5、合力與分力的幾個特性：

（1）同體性：各個分力必須作用于同一物體。（受力物體相同）

（2）等效性：合力的作用效果與分力的作用效果相同。（等效替代關(guān)系）

（3）瞬時性：某個分力變化了，合力也同時發(fā)生變化。(瞬時對應(yīng)關(guān)系）

一合力和分力

力的合成和分解例1、(多選)下列關(guān)于幾個力與其合力的說法中，正確的是(

) A.合力的作用效果跟原來幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同 B.合力與原來那幾個力同時作用在物體上 C.合力的作用可以替代原來那幾個力的作用 D.不同性質(zhì)的力不可以合成AC

二探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律思考：(1)如果一物體受到兩個力F1、F2的作用，兩個力方向有什么特點時，合力最大？何時合力最??？(2)如何求解互成角度的兩個力的合力？

二探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律1、實驗原理

讓兩個互成角度的共點力F1和F2共同作用于掛在橡皮條上的輕質(zhì)小圓環(huán)，將小圓環(huán)拉至某一位置；然后用一個力F代替F1和F2作用于小圓環(huán)產(chǎn)生同樣的作用效果。測出F1、F2和F，比較它們的大小和方向，找出其中的規(guī)律。2、實驗器材

方木板、白紙、彈簧測力計(兩個)、橡皮條、小圓環(huán)、細繩套(兩個)、三角板、刻度尺、圖釘(若干)、鉛筆。

二探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律3、實驗步驟(1)用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。(2)如圖甲所示，橡皮條的一端連接輕質(zhì)小圓環(huán)，另一端固定，橡皮條的長度為GE。在圖乙中，用手通過兩個彈簧測力計共同拉動小圓環(huán)。(3)小圓環(huán)受到拉力F1、F2的共同作用，處于O點，橡皮條伸長的長度為EO。(4)撤去F1、F2，改用一個力F′單獨拉住小圓環(huán)，仍使它處于O點，如圖丙。(5)改變兩個力F1和F2的大小和夾角再重復(fù)實驗兩次。

二探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律4、數(shù)據(jù)處理(1)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細繩套的方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測力計的讀數(shù)F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即反映合力F的大小和方向。(2)用刻度尺從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的F′的方向作出這只彈簧測力計的拉力F′的圖示。(3)比較F′和根據(jù)平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同。

二探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

二探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律5、誤差分析(1)誤差來源除彈簧測力計本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等。(2)減小誤差的方法①實驗過程中讀數(shù)時眼睛一定要正視彈簧測力計的刻度，要根據(jù)彈簧測力計的精確度正確讀數(shù)和記錄。②作圖時用刻度尺借助于三角板，表示兩力的對邊一定要平行。因兩個分力F1、F2間的夾角θ越大，用平行四邊形定則作出的合力F與F′的誤差ΔF就越大，所以，實驗中不要把θ取得太大，但也不宜太小，以60°～120°之間為宜。

二探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律例2、“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如下圖的圖甲所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，0為橡皮筋與細繩的結(jié)點，0B和0C為細繩，圖乙是白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。（1）、本實驗中“等效代替”的含義是()A.橡皮筋可以用彈簧替代B.左側(cè)彈簧測力計的作用效果可以替代右側(cè)彈簧測力計的作用效果C.右側(cè)彈簧測力計的作用效果可以替代左側(cè)彈簧測力計的作用效果D.兩彈簧測力計共同作用的效果可以用一個彈簧測力計的作用效果替代D

二探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律(2)、如果沒有操作失誤，圖乙中的F與F’兩力中，方向一定沿A0方向的是

。(3)、如圖所示，用a、b彈簧秤拉橡皮條使結(jié)點到0點，當(dāng)保持彈簧秤a的示數(shù)不變，而在角α逐漸減小到0的過程中，要使結(jié)點始終在o點，可以

；b的示數(shù)，增大β角度b的示數(shù)，減小β角度b的示數(shù)，先減小β角度，后增大β角度b的示數(shù)，先增大β角度，后減小β角度F’AD

三

平行四邊形定則1、求兩個力的合力時，可分別用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向，這叫做力的平行四邊形定則。F2F合·F1O

三

平行四邊形定則2、同一直線上兩力合成(1)兩力同向時，合力大小F＝F1＋F2，合力的方向與兩分力的方向相同。(2)兩力反向時，合力大小F＝|F1－F2|，合力的方向與較大的分力方向相同。3、互成角度的兩力合成(1)兩分力大小一定時，分力夾角越大，合力越小。(2)兩個力的合力的大小范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。

三

平行四邊形定則思考：1、合力一定大于任何一個分力嗎？

2、前面學(xué)習(xí)的都是兩個力的合成，如果是三個力或者三個以上的力的合成，應(yīng)該怎樣進行處理?

合力大小可能大于某一分力，可能小于某一分力，也可能等于某一分力。

多個共點力的合力的求法：先求出任意兩個力的合力，再求出這個合力與第三個力的合力，直到把所有的力都合成進去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。四

矢量和標(biāo)量1、矢量:既有大小又有方向，相加時遵從平行四邊形定則的物理量。如:位移速度力等。

2、標(biāo)量:只有大小,沒有方向，相加時遵從算術(shù)法則的物理量。如:路程溫度質(zhì)量密度等。

鞏固加強1、作用在同一個物體上的兩個共點力，一個力的大小是5N，另一個力的大小是8N，它們合力的大小可能是()A2N

B

鞏固加強2、物體受到大小分別為F1、F2、F3的三個力作用，如圖所示，三個力剛好構(gòu)成直角三角形，則它們的合力最大的是（

）

ABCDD

三角形定則：兩個力（或者其他任何矢量）合成，其合力應(yīng)當(dāng)為將一個力