34力的合成课件（人教版必修1）.ppt

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1、四、力的合成F2F合合F1O杨浦大桥是一座跨越黄浦江的自行设计、建造的双塔杨浦大桥是一座跨越黄浦江的自行设计、建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥。主桥犹如一道横跨浦江的彩虹，双索面迭合梁斜拉桥。主桥犹如一道横跨浦江的彩虹，在世界同类型斜拉桥中雄居第一。在世界同类型斜拉桥中雄居第一。请同学们观察思考请同学们观察思考为什么塔柱上挂了这么多钢索而没有被拉倾斜呢？为什么塔柱上挂了这么多钢索而没有被拉倾斜呢？aFbFcFaFbFcF如图，斜拉桥塔柱两侧的钢索呈对称分布，它如图，斜拉桥塔柱两侧的钢索呈对称分布，它们合起来的作用效果让塔柱好像受到一个竖直们合起来的作用效果让塔柱好像受到一个竖直向下的力向下的力F

2、F一样。这样塔柱便能稳固地矗立在桥一样。这样塔柱便能稳固地矗立在桥墩上，不会因为钢索的牵引而发生倾斜。墩上，不会因为钢索的牵引而发生倾斜。著名物理学家牛顿告诉我们著名物理学家牛顿告诉我们把简单的事情考虑把简单的事情考虑得很复杂，可以得很复杂，可以发发现新领域现新领域；把复杂；把复杂的现象看得很简单，的现象看得很简单，可以可以发现新定律发现新定律。今天我们一起来学习一个新定律今天我们一起来学习一个新定律力的等效力的等效和替代和替代1.1.能从力的作用的等效性来理解合力和分力的概念。能从力的作用的等效性来理解合力和分力的概念。2.2.能通过实验探究求合力的方法能通过实验探究求合力的方法平行四边形定

3、则，平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍规则。并知道它是矢量运算的普遍规则。3.3.会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。( (重点重点) )4.4.知道合力的大小和分力夹角的关系。知道合力的大小和分力夹角的关系。(重点重点)F1F2G GF FG GF一个力的作用一个力的作用效果与两个或效果与两个或更多力的作用更多力的作用效果相同效果相同等效替代等效替代 效果相同效果相同一、力的合力一、力的合力 1.1.合力与分力：当一个物体受到几个力的共同作用时，合力与分力：当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以用我们常常可以用一个力一个力来代

4、替原来那几个力，这个力来代替原来那几个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做这个力的分叫做那几个力的合力。原来的几个力叫做这个力的分力。力。说明：说明：在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的等效代替。而不是物体又多受了一个力，这就是力的等效代替。而不是物体又多受了一个合力。合力。一个合力与两个或者更多个一个合力与两个或者更多个具有具有相同效果相同效果的分力，它们的分力，它们大小有何关系呢？大小有何关系呢？1 1、同一实验中的两只弹簧秤的选取

5、方法是：将两只、同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤钩好后对拉，若两只弹簧在拉的过程中，读弹簧秤钩好后对拉，若两只弹簧在拉的过程中，读数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，应使拉力尽量大一些，以减小误差。应使拉力尽量大一些，以减小误差。2 2、在满足合力不超过弹簧秤及橡皮条形变不超过弹、在满足合力不超过弹簧秤及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差。差。3 3、画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画、画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画大一些，但也不

6、要太大而画出纸外。要严格按力的大一些，但也不要太大而画出纸外。要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力。图示要求和几何作图法作出合力。4 4、在同一次实验中，橡皮条拉到的结点、在同一次实验中，橡皮条拉到的结点O O的位置一的位置一定要相同。定要相同。5 5、由作图法得到的、由作图法得到的F F和测量得到的和测量得到的FF不可能完全符不可能完全符合，但在误差允许范围内可以认为合，但在误差允许范围内可以认为F F和和FF符合即可。符合即可。 力力F F对橡皮条作用与对橡皮条作用与F F1 1、F F2 2对橡皮条作用的对橡皮条作用的，所以，所以F F等于等于F F1 1、F F2 2的合力。的合力

7、。效效果果相相同同F2F合合F1O3、力的合成遵循的规律：、力的合成遵循的规律：（1）平行四边形定则：互成角度两个力的合力就是以这）平行四边形定则：互成角度两个力的合力就是以这两个力为邻边的平行四边形的对角线。两个力为邻边的平行四边形的对角线。（2）注意）注意： 力的合成的本质就在于保证力的合成的本质就在于保证作用效果相同作用效果相同的前提下。的前提下。 平行四边形定则是平行四边形定则是矢量运算的普遍适用的法则。矢量运算的普遍适用的法则。 平行四边形定则只适用于共点力的情况下。平行四边形定则只适用于共点力的情况下。2.2.力的合成力的合成求几个力的合力的过程，叫做求几个力的合力的过程，叫做力的

8、合成力的合成. .F1=4N N0F2=3N NF合合=F1+F2=7N N3.3.方向在同一直线上力合成问题方向在同一直线上力合成问题两个分力同向相加两个分力同向相加两个分力反向相减两个分力反向相减0F1=4N NF2=3N NF合合=F1-F2=1N N1.1.两个力两个力F F1 1和和F F2 2的夹角在由的夹角在由0 0变为变为180180过程中，合过程中，合力的大小怎样变化？你能不能确定出两个力的合力大力的大小怎样变化？你能不能确定出两个力的合力大小范围？小范围？2.2.合力的大小一定大于分力的大小吗？合力的大小一定大于分力的大小吗？【思考讨思考讨论论】以上情形中两个分力共线，如果

9、两个分力有以上情形中两个分力共线，如果两个分力有夹角该怎样合成？夹角该怎样合成？合力可能合力可能大于、等大于、等于或小于于或小于分力分力4.4.合力与分力的大小关系合力与分力的大小关系在两个分力在两个分力F F1 1、F F2 2大小不变大小不变的情况下，两个分力的的情况下，两个分力的夹角越大，合力越小夹角越大，合力越小。(1)(1)当两个分力方向相同（夹角为当两个分力方向相同（夹角为0 00 0）时）时合力最大，合力最大，F FF F1 1 + F + F2 2 合力与分力方向相同；合力与分力方向相同； (2)(2)当两个分力方向相反（夹角为当两个分力方向相反（夹角为1801800 0）时）

10、时合力最小，合力最小，F FF F1 1 - F - F2 2 合力与分力合力与分力F F1 1 、F F2 2中较大的方向相同。中较大的方向相同。 (3)(3)合力大小范围合力大小范围 F F1 1 - F - F2 2 F F F F1 1 + F + F2 2(4)(4)合力可能大于、等于、小于任一分力合力可能大于、等于、小于任一分力5.5.三个及三个以上力的合成的方法三个及三个以上力的合成的方法先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，合力，直到把所有力合为一个力，得到合力。直到把所有力合为一个力，得到合力。F F1 1F F2 2F

11、 F3 3F F4 4F F1212F F123123F F12341234共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零（可能为零（ 满足满足F2F3 F1 F2F3 时）。 合力范围的确定合力范围的确定1、已知共点的共点的分力F1、F2 ： F1F2 F合合 F1F22、已知、已知共点的三个共点的三个分力分力F1、F2 、 F3Fmax的确定：的确定：合力的最大值为三个力的大小之和合力的最大值为三个力的大小之和Fmax= F1 +F2F3Fmin 的确定（设（设F1最大）：最大）：若三个共点力的数值能构成三角形，即满足若三个共点

12、力的数值能构成三角形，即满足F2F3 F1 F2F3，则合力的最小值为，则合力的最小值为0。若三个共点力的数值不能构成三角形，若三个共点力的数值不能构成三角形， Fmin=最大力最大力-两个较小的两个较小的力即力即Fmin= F1F2F3 【典例典例1 1】下列关于合力的叙述中正确的是下列关于合力的叙述中正确的是( )( )A.A.合力是原来几个力的等效代替合力是原来几个力的等效代替, ,合力的作用效果合力的作用效果与分力的共同作用效果相同与分力的共同作用效果相同B.B.两个力夹角为两个力夹角为（00），它们的合力随），它们的合力随增大而增大增大而增大C.C.合力的大小总不会比分力的代数和大合

13、力的大小总不会比分力的代数和大D.D.不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成的运算成的运算ACAC【典例典例2 2】气球在空中受到的空气浮力竖直向上，大气球在空中受到的空气浮力竖直向上，大小为小为4N4N，同时受到水平方向的风力作用，大小为，同时受到水平方向的风力作用，大小为3N3N。求气球受到的浮力与风力的合力。求气球受到的浮力与风力的合力。1.1.图解法图解法( (即力的图示法即力的图示法) )求合力。求合力。解：解：选定一个合适的标度，如用一选定一个合适的标度，如用一个单位长度表示个单位长度表示1N1N，用，用O O点代表气点代表气球，作出

14、气球所受两个力的图示，球，作出气球所受两个力的图示，如图所示。以如图所示。以F F1 1、F F2 2为邻边作平行为邻边作平行四边形，作出表示合力四边形，作出表示合力F F的对角线的对角线OFOF，用刻度尺量出对角线的长，用刻度尺量出对角线的长，约为约为5 5个单位长度，可求得合力的个单位长度，可求得合力的大小约为大小约为F=5F=51N=5N1N=5N用量角器量用量角器量出合力出合力F F与竖直方向的夹角为与竖直方向的夹角为37371F2FF1NO2.2.计算法计算法求合力求合力解：解：根据平行四边形定则作出下图根据平行四边形定则作出下图: : F F1 1F F2 2F F合合由直角三角形

15、可得由直角三角形可得3tan4 2212FFF5N合方向：与方向：与竖直方向竖直方向夹夹角为角为且且求合力的两种方法：求合力的两种方法：(1)(1)图解法从力的作用点沿两个分力的作用方向，图解法从力的作用点沿两个分力的作用方向，按同一标度作出两个分力按同一标度作出两个分力F F1 1和和F F2 2, ,并画成一个平行并画成一个平行四边形，这个平行四边形的对角线的长度按同样比四边形，这个平行四边形的对角线的长度按同样比例表示合力的大小，对角线的方向就是合力的方向。例表示合力的大小，对角线的方向就是合力的方向。通常可用量角器直接量出它与某一个分力方向的角通常可用量角器直接量出它与某一个分力方向的

16、角度。度。 (2)(2)计算法用公式计算出合力的大小。计算法用公式计算出合力的大小。【规律方法规律方法】GF F1 1F F2 2二、共点力二、共点力如果一个物体受到两个或更多个力作用，这些力都如果一个物体受到两个或更多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的延长线相交于同一点，这样的一组力叫做但它们的延长线相交于同一点，这样的一组力叫做共点力。共点力。力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力。力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力。共点力的作用共点力的作用线能相交于一线能相交于一点点对于同一物体产对于同一物体产生

17、相同的效果生相同的效果已知分力已知分力合力合力力的合成力的合成平行四边形定则平行四边形定则以两个共点力为邻边作平行四边形，这两个邻边之间以两个共点力为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的的对角线就表示合力的大小和方向对角线就表示合力的大小和方向遵循遵循1.1.下列关于合力与分力的叙述中正确的是下列关于合力与分力的叙述中正确的是( )( )A.A.合力的大小一定大于每一分力的大小。合力的大小一定大于每一分力的大小。B.B.合力可以同时垂直于每一分力。合力可以同时垂直于每一分力。C.C.合力与分力间是一种等效替代关系，不能同时考查合力与分力间是一种等效替代关系，不能同时考查它们的作用效果。它们的作用

18、效果。D.D.若两个分力的大小不变，则合力的大小也不会变化若两个分力的大小不变，则合力的大小也不会变化C C 2.F2.F1 1与与F F2 2为作用在同一物体上的两个力，为作用在同一物体上的两个力，F F1 1=10N=10N，F F2 2=8N=8N，它们的合力大小可能是，它们的合力大小可能是( )( )A.19N B.18N C.10N D.2NA.19N B.18N C.10N D.2N3.3.有两个大小相等的共点力有两个大小相等的共点力F F1 1和和F F2 2，当它们间的夹，当它们间的夹角为角为9090时合力为时合力为F F，则当它们间的夹角为，则当它们间的夹角为120120时，

19、时，合力的大小为合力的大小为( ) ( ) A.2F B. C. F D.A.2F B. C. F D. BCDBCDF2B B2F24 4如图所示，重为如图所示，重为100N100N的物体在水平面上向右运的物体在水平面上向右运动动, ,物体与水平面的动摩擦因数为物体与水平面的动摩擦因数为0.2,0.2,与此同时物与此同时物体受到一个水平向左的力体受到一个水平向左的力F=20N,F=20N,那么物体受到的合那么物体受到的合力为力为(g(g取取10N/kg)( )10N/kg)( )A A0 0 B B40N,40N,水平向左水平向左C C20N,20N,水平向右水平向右 D D20N,20N,

20、水平向左水平向左FvB B提示：提示：先判断摩擦力的类型，先判断摩擦力的类型，然后确定摩擦力的方向及大小然后确定摩擦力的方向及大小F1F3F2O5.5.如图所示，同一平面内的三个共点力如图所示，同一平面内的三个共点力F F1 1、F F2 2、 F F3 3之间的夹角互成之间的夹角互成120120，其中，其中F F1 1的大小为的大小为20N20N，方向，方向水平向右，水平向右，F F2 2、 F F3 3的大小均为的大小均为30N30N，则三个力的合，则三个力的合力大小及方向是（力大小及方向是（ ）A A10N10N，方向水平向左，方向水平向左 B B10N10N，方向水平向右，方向水平向右C C40N40N，方向水平向左，方向水平向左 D D80N80N，方向水平向左，方向水平向左A A