您现在的位置:首页 > >

高中物理人教版(2019)必修第一册 3.4 力的合成和分解(共38张PPT)

发布时间:

力的合成和分解

新知导入
思考:如图放在地面上的小车受到四个力的作用,你能 判断它将向哪个方向运动吗?
用一个力的单独作用替代以上 四个力的共同作用,而效果不变, 上述问题就迎刃而解了。这就是我 们要讲的力的合成。

新知讲解
一、共点力的合成 1、共点力:几个力如果都作用在物体的同一点,或者它们的作用 线相交于一点,这几个力叫作共点力。

F2 F1

F2

F3

F1

新知讲解
2、合力和分力 看下面图片说一说你观察到了什么?由此可得出什么结论?

F2

F

F1

F

F1

F2

水桶所受拉力示意图

吊灯所受拉力示意图

新知讲解
两个小孩分别用力F1、F2共同提着一桶水和一个大人单独用 力F提着这桶水,都能产生让水桶保持静止的效果。
用拉力为F的一根线悬挂吊灯和用拉力分别为F1、F2两根线悬 挂吊灯都能产生使吊灯保持静止的效果。
结论:由于F产生的效果和F1、F2产生的效果相同,所以 F是F1 、 F2 的合力,F1 和F2 是F的分力。

新知讲解

(1)合力:假设一个力单独作用 的效果跟某几个力共同作用的效 果相同,这个力就叫作那几个力 的合力。

等效

(2)分力:假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相 同,这几个力就叫作那个力的分力。

新知讲解
二、力的合成 1、力的合成:在物理学中,我们把求几个力的合力的过程叫作力 的合成。 2、同一直线二力合成

F2 F1 同一方向: F2 F F= F1+F2

F1 反方向:

F

F= F1-F2

新知讲解
思考:互成角度的两个共点力,如何得到合力的大小和方向呢?

F2 F1

F 互成角度的两个共点力
还是简单的加减吗?有没有 什么可遵守的规律吗?

新知讲解
实验:探究两个互成角度的力的合成规律
1、实验目的 探究分力与合力的关系,寻找求合力的方法。
2、实验原理 合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同。
3、实验器材 方木块、白纸、弹簧称(两个) 、橡皮条、细绳、三
角板、刻度尺、图钉

新知讲解

4、实验步骤

A

(1)在桌面上固定一个贴有白纸的 方木板,用图钉把橡皮筋的一端固定 在板上靠近顶端中点的A点,在橡皮 筋的另外一端拴上两条细绳,细绳的 另外一端是绳套。

新知讲解
A
(2)用弹簧秤分别钩住绳套,互 成角度地拉橡皮筋,使橡皮筋伸 长,结点达到某一位置O。
O (3)用铅笔从O点沿着两绳的方 向画直线,作出两个力F1和F2 的图示。

新知讲解

(4)只用一只弹簧秤,通过细绳

把橡皮筋的结点拉到相同的位置O

点,读出弹簧秤的示数,记下细绳

O

的方向,作出这个力F的图示。研

究这三个力的大小及方向的关系。

新知讲解
实验注意事项: ①弹簧秤使用前要先调零; ②弹簧秤拉长方向和所测拉力方向应保持与木板平行; ③弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡 发生磨擦。

新知讲解

5、实验结论

F1

F

O· F2
两个力的合成

实验注表意明:,作在图两要个准力确合,成两时个,分以力表F示1、这 两个F力2和的合有力向F要线画段成为实邻线边并作标平有行箭四头边,形平,这 两个行邻四边边之形间的的另对外角两线条就平代行表线合必力须的画大成小和
方向虚。线这。个规律叫作平行四边形定则。

新知讲解
思考与讨论1:观察下面不同角度下F1、F2合力,由此可得出 什么结论?由此可推断合力什么时候最大,什么时候最小?合力 的范围如何?

F

F1

F2

F F1 120 ° F2

F

F1

F2

新知讲解
①互成角度的二个共点力如果保持大小不变,它们的合力将 随夹角的增大而减小; ②合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。 ③ F1、F2同向合力最大,反向合力最小。 ④合力大小范围:︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2

新知讲解
思考讨论2:如果两个以上的共点力作用在一个物体上,怎 样应用平行四边形定则求出它们的合力?
先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力 的合力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的结果就是 这些力的合力。

新知讲解
三、力的分解 1、力的分解:在物理学中,我们把求一个力的分力的过程叫作 力的分解。
思考讨论1:如果上述实验中,先只用一只弹簧秤,然后再用两只弹簧 秤通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O,你能得到什么结论?
由于各个力的数据都没有改变,因此,力的分解也遵从平行 四边形定则。

新知讲解
F6
思考讨论2:如 果没有限制,同一 个力 F可以分解为 多少对分力?

F4 F2

若没有限制,同 一个力可以分解为无 F 数对大小、方向不同 的分力。

F1

F3

F5

那么实际处理力的分解时又该如何进行呢?

新知讲解
2、力的分解方法——按作用效果
(1)物体受到斜向上拉力F的分解 F的作用效果: ①水平向右拉物体;②竖直向上提 物体。

F2

θ

m

F1

新知讲解
(2)斜面上物体重力的分解
重力G的作用效果: ①使物体沿斜面向下滑; ②使物体垂直向下压紧斜面

F1 θ

F2 θ

G

典型例题

【例题1】某物体受到一个大小为32 N的力,方向水平向右,还受到

另一个大小为44 N的力,方向竖直向上。求出这两个力的合力的大

小和方向。

解法1:通过作图求解

F2

F
10N

解:选择某一标度,例如用1

cm长的线段表示10 N的力。根

据题意,作出二力合成的平行

四边形。

O

F1

典型例题
表示F1的有向线段长3.20cm,表示F2的有向线段长4.40cm。 用刻度尺测量后得知,表示合力 F的对角线长为5.44 cm,
则F=5.44 cm×10 N/cm=54.4N 用量角器测得合力F与力F1的夹角为54°。 合力的大小为54.4N,方向与力F1的夹角为54°。

典型例题

解法2:计算法
F ? F12 ? F22

F F2

? 322 ? 442 N ? 54.4 N

tan?

?

F2 F1

?

4 3

4 2

?

1.3

7

5

? ? 54?

O

F1

合力的大小为54.4N,方向与力F1的夹角为54°。

典型例题
【例题2】如右图所示,光滑斜面上的物体的重力分解为F1、F2 两个力,下列说法正确的是( CD ) A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的 压力; B.物体受到重力mg、N、F1、F2四个力的作用; C.物体只受到重力mg和斜面支持力N的作用;
D.N、F1、F2三个力的作用效果与mg、N 两个力的作用效果相同。

新知讲解

五、矢量和标量

1、力的合成,按平行四边形定则来确定合力的大小和方向。

2、位移合成时也遵从平行四边形定则。
一个人从A走到B,发生的位移 是AB,又从B走到C,发生的位移是 BC。在整个运动过程中,这个人的 位移是AC,AC是合位移。

C B
A

新知讲解
3、矢量 既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量。 4、标量 只有大小,没有方向,相加时遵从算术法则的物理量叫作标量。
除了力和位移以外,速度、加速度都是矢量。在我们学过的物 理量中,质量、路程、功、电流等都是标量。

课堂练习
1、有两个力,一个是10N,一个是2N,这两个力的合力的最大 值是—1—2—最小值是——8—它们的合力范围—8—≤—F—≤—1—2——。
2、已知两个相互垂直的力的合力为50N,其中一个力的大小为 40N,则另一个力的大小为( C ) A. 10N B. 20N C. 30N D. 40N

课堂练习
3、关于力的分解,下列叙述中正确的是( A ) A. 8 N的力可以分解为两个8 N的分力 B. 8 N的力可以分解为两个3N的分力 C. 8 N的力可以分解为13 N和4 N的两个分力 D. 8 N的力可以分解为16 N和7 N的两个分力

课堂练习
4、如图所示,一个重60N的物体置于光滑的水平面上,当用一个 F=20N的力竖直向上拉物体时,物体所受的合力为( A ) A.0N B.40N,方向竖直向下
F C.40N,方向竖直向上 D.80N,方向竖直向上

拓展提高
1、两个共点力F1、F2、的合力为F,下列说法中正确的是( BCD) A、合力F一定大于任一个分力 B、合力的大小既可能等于F1,也可能等于F2 C、合力F有可能小于任一个分力 D、合力F的大小随F1、F2、间的夹角增大而减小

拓展提高
2.下列说法中正确的是( D ) A.两个力的合力一定大于这两个力中的任意一个力 B.两个力都增大,则其合力也增大 C.物体受到三个大小均为10N的力,不可能处于匀速直线运动状态 D.分解一个力可以有无数个分解方法,但每一个分解方法都遵守平 行四边形定则,因此分解力要按力的作用效果来进行分解

拓展提高
3.(2018秋?沂水县期末)将一个l0N的力分解为两个分力,两个分 力的大B 小可能为( C ) A.30N和5N B.10N和26N C.5N和10N D.100N和115N

课堂总结
1、力的合成符合平行四边形定则 (1)合力大小范围:︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2 (2)合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。 (3)互成角度的二个共点力如果保持大小不变,它们的合力将 随夹角的增大而减小; 2、力的分解符合平行四边形定则 力的分解方法——按作用效果

课堂总结
3、矢量 既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则的物理量叫 作矢量。 4、标量 只有大小,没有方向,相加时遵从算术法则的物理量叫作标 量。

板书设计
一、共点力的合成 1、共点力:几个力如果都作用在物体的同一点,或者它们的作用线 相交于一点,这几个力叫作共点力。 2、合力和分力 二、力的合成 1、力的合成:求几个力的合力的过程叫作力的合成; 2、力的合成符合平行四边形定则。 3、合力大小范围:︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2

板书设计
三、力的分解
1、力的分解遵守平行四边行定则。 2、通常按力的作用效果来进行力的分解。 四、矢量和标量 1、矢量:既有大小又有方向,相加时遵从平行四边形定则的 物理量。 2、标量:只有大小,没有方向,相加时遵从算术法则的物理 量。

谢谢



热文推荐
猜你喜欢
友情链接: 简历 面试求职范文 职业规划 自我管理 社交礼仪 76242百科