【物理】力的合成與分解第2課時(shí)課件-2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

3.4力的合成和分解第三章相互作用——力1.定義：假設(shè)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)力就叫作那幾個(gè)力的合力。假設(shè)幾個(gè)力共同作用的效果跟某個(gè)力單獨(dú)作用的效果相同，這幾個(gè)力就叫作那個(gè)力的分力。一.合力和分力分力合力

等效替代1、同一條直線(xiàn)上的兩個(gè)力合成

二.力的合成

實(shí)驗(yàn)表明，在兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的有向線(xiàn)段為鄰邊做平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線(xiàn)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”。

二.力的合成2、兩個(gè)互成角度的力的合成F1=40NF2=30N如何確定合力的大小范圍？

現(xiàn)有兩個(gè)大小一定的力，夾角發(fā)生變化，觀察合力的大小范圍。二.力的合成F1F2F合∣F1-F2∣<F合

<F1+F2∣F1-F2∣≤F合

≤

F1+F2F2的大小

合力的范圍

二力同向時(shí)，合力的方向與分力的方向相同.二力反向時(shí)，合力的方向與較大的分力方向相同.二.力的合成1、同一條直線(xiàn)上的兩個(gè)力合成2、兩個(gè)互成角度的力的合成合力的求解方法(1)作圖法①基本思路：②如圖所示：用作圖法求F1、F2的合力F.二.力的合成(2)計(jì)算法兩分力不共線(xiàn)時(shí)，可以根據(jù)平行四邊形定則作出分力及合力的示意圖，然后由幾何知識(shí)求解對(duì)角線(xiàn)，即為合力.以下為求合力的三種特殊情況：類(lèi)型作圖合力的計(jì)算兩分力相互垂直

兩分力等大，夾角為θ

合力與其中一個(gè)分力垂直

例1

(多選)關(guān)于F1、F2及它們的合力F，下列說(shuō)法中正確的是A.合力F一定與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同B.兩力F1、F2一定是同種性質(zhì)的力C.兩力F1、F2一定是同一個(gè)物體受到的力D.兩力F1、F2與F是物體同時(shí)受到的三個(gè)力√√解析只有同一個(gè)物體受到的力才能合成，分別作用在不同物體上的力不能合成，合力是原來(lái)幾個(gè)分力的等效替代，分力可以是不同性質(zhì)的力，分析物體的受力時(shí)，合力與分力不能同時(shí)存在，所以選項(xiàng)A、C正確.例2如圖4所示，兩個(gè)人共同用力將一個(gè)牌匾拉上墻頭.其中一人用了450N的拉力，另一個(gè)人用了600N的拉力，如果這兩個(gè)人所用拉力的夾角是90°，求它們的合力.(tan53°＝

)答案750N，方向與較小拉力的夾角為53°圖4解析方法一作圖法如圖所示，用圖示中的線(xiàn)段表示150N的力，用一個(gè)點(diǎn)O代表牌匾，依題意作出力的平行四邊形.用刻度尺量出平行四邊形的對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)為圖示線(xiàn)段的5倍，故合力大小為F＝150×5N＝750N，用量角器量出合力F與F1的夾角約為53°.方法二計(jì)算法設(shè)F1＝450N，F(xiàn)2＝600N，合力為F.由于F1與F2間的夾角為90°，根據(jù)勾股定理，得所以θ＝53°.例4

按下列要求作圖.(1)已知力F及其一個(gè)分力F1，在圖甲中畫(huà)出另一個(gè)分力F2.答案(2)已知力F及其兩個(gè)分力的方向，在圖乙中畫(huà)出兩個(gè)分力F1和F2.答案返回三.力的分解力的合成力的分解思想：等效替代分力

合力

規(guī)律：平行四邊形定則F

思考：

如果要將一個(gè)力分解為兩個(gè)力，你能通過(guò)作平行四邊形得到這兩個(gè)分力嗎？一個(gè)力F原則上可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的兩個(gè)分力F1和F23.如圖2甲所示，小明用斜向上的力拉行李箱，其簡(jiǎn)化圖如圖乙所示，拉力會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)效果，如何分解拉力，寫(xiě)出兩個(gè)分力大小.答案如圖所示，F(xiàn)1＝Fcosθ，F(xiàn)2＝Fsinθ圖21.力的效果分解法例1如圖3所示，一質(zhì)量分布均勻的小球靜止在固定斜面和豎直擋板之間，各接觸面均光滑，小球質(zhì)量為m＝100g，按照力的效果作出重力及其兩個(gè)分力的示意圖，并求出各分力的大小.(g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)圖3答案見(jiàn)解析圖0.75N

1.25N解析把球的重力沿垂直于擋板和垂直于斜面的方向分解為力G1和G2，如圖所示：G1＝Gtan37°＝100×10－3×10×0.75N＝0.75N；把一個(gè)物體受到的各個(gè)力都分解到兩個(gè)互相垂直的方向，這種分解方法叫正交分解法2.力的正交分解法例題1

物體在水平地面上，受到與水平方向夾角為θ斜向右上的力F。分別以水平和豎直方向?yàn)閤軸和y軸建立直角坐標(biāo)系，把F分解為沿著兩個(gè)坐標(biāo)軸的分力，試在圖中作出分力Fx和Fy，并計(jì)算它們的大??？xyFxFyFx=FcosθFy=Fsinθ正交分解：

一個(gè)力在兩個(gè)相互垂直的方向上分解構(gòu)建物理模型2.力的正交分解法構(gòu)建物理模型例題2一個(gè)物體放在傾角為θ的斜面上，物體受重力G。現(xiàn)在需要沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向?qū)ξ矬w的運(yùn)動(dòng)分別進(jìn)行研究，把重力G沿平行于斜面和垂直于斜面方向分解為G1和G?，求兩個(gè)分力的大?。縴xG2G1G1=GsinθG2=Gcosθ請(qǐng)?jiān)噷?xiě)出兩個(gè)分力G1和G2的大小

在同一平面內(nèi)共點(diǎn)的四個(gè)力F1、F2、F3、F4的大小依次為19N、40N、30N和15N，方向如圖所示，求它們的合力.(cos37°＝0.8，sin37°＝0.6)例3答案

38.2N，方向與F1的夾角為45°斜向上如圖甲所示，建立直角坐標(biāo)系，把各個(gè)力分解到兩個(gè)坐標(biāo)軸上，并求出x軸和y軸上的合力Fx和Fy，有Fx＝F1＋F2cos37°－F3cos37°＝27N，F(xiàn)y＝F2sin37°＋F3sin37°－F4＝27N.因此，如圖乙所示，如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)物體質(zhì)量相同，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均相同，受到三個(gè)大小相同的作用力F，當(dāng)它們滑動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是A.甲、乙、丙所受摩擦力相同B.甲受到的摩擦力最大C.乙受到的摩擦力最大D.丙受到的摩擦力最大針對(duì)訓(xùn)練√將題圖甲、乙中的F沿水平方向和豎直方向正交分解，則三個(gè)物體對(duì)地面的壓力分別為FN甲＝mg－Fsinθ，F(xiàn)N乙＝mg＋Fsinθ，F(xiàn)N丙＝mg，因它們均相對(duì)地面滑動(dòng)，由Ff＝μFN知，F(xiàn)f乙>Ff丙>Ff甲，故C正確.共點(diǎn)力平衡的條件1.平衡狀態(tài)(1)物體處于靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài).2.共點(diǎn)力平衡的條件(1)共點(diǎn)力平衡的條件是合力為0.(2)表示為：F合＝0；或?qū)⒏髁Ψ纸獾絰軸和y軸上，滿(mǎn)足Fx合＝0，且Fy合＝0.①二力平衡：若物體在兩個(gè)力作用下處于平衡狀態(tài)，則這兩個(gè)力一定等大、反向、共線(xiàn).②多力平衡：若物體在多個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，則其中任意一個(gè)力與其余所有力的合力等大、反向、共線(xiàn).考點(diǎn)二力的正交分解5.(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在水平地面上，在與水平方向成θ角的拉力F作用下保持靜止，已知物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，下列判斷正確的是A.物體對(duì)地面的壓力為mgB.物體受到地面的支持力為mg－FsinθC.物體受到的摩擦力為FD.物體受到的摩擦力為Fcosθ12