力的合成.ppt

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1、第三章第三章 相互作用相互作用第四节第四节 力的合成力的合成生活中的等效替代生活中的等效替代F1F2G=200N G=200NF生活中的合力与分力生活中的合力与分力一、合力与分力：一、合力与分力：一、合力与分力：一、合力与分力：一个力产生的效果跟几个力产生的共同效果相同，一个力产生的效果跟几个力产生的共同效果相同，这个力叫做那几个力的这个力叫做那几个力的合力合力。原来的几个力叫做。原来的几个力叫做分分力力。说明：在实际问题中，就可以用这个力来代替那几说明：在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的个力，这就是力的等效代替等效代替等效代替等效代替。即即合力与分力的关系合力与分力的关系

2、是是“等效替代等效替代”。而不是物体又多受了一个合力。而不是物体又多受了一个合力。在分析同一个问题时，合力和分力不能同时使用。在分析同一个问题时，合力和分力不能同时使用。也就是说，在分析问题时，考虑了合力就不能再考也就是说，在分析问题时，考虑了合力就不能再考虑分力；考虑了分力就不能再考虑合力。虑分力；考虑了分力就不能再考虑合力。二、力的合成：二、力的合成：二、力的合成：二、力的合成：求几个力的合力的过程或方法，叫做求几个力的合力的过程或方法，叫做力的合成力的合成力的合成就是找一个力去力的合成就是找一个力去力的合成就是找一个力去力的合成就是找一个力去替代替代替代替代几个已知力，而不改几个已知力，

3、而不改几个已知力，而不改几个已知力，而不改变其作用效果变其作用效果变其作用效果变其作用效果1、同一直线上二力的合成：、同一直线上二力的合成：（1）F1和和F2方向相同：方向相同：（2）F1和和F2方向相反：方向相反：F1F2F1F2力的合成法则力的合成法则F合=F1+F2方向与二力方向相同方向与二力方向相同F合=F1-F2 方向与较大的那个力方向与较大的那个力F1方向相同方向相同F1F2F合合？F合=F1+F22、F1和和F2方向互成角度：方向互成角度：力的合成法则力的合成法则思思考考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

4、？大小有何关系呢？探究求合力的方法探究求合力的方法想想一一想想 你能设计一个实验你能设计一个实验探究探究合力合力F与与互成角度的互成角度的两个力两个力F1、F2的关系的关系吗？吗？实验：探究求合力的方法实验：探究求合力的方法1、器材：、器材：木板，白纸，图钉，弹簧测力木板，白纸，图钉，弹簧测力计（两个），橡皮筋，绳套计（两个），橡皮筋，绳套 ，铅笔，橡皮擦，三角板铅笔，橡皮擦，三角板2、问题：问题：本实验如何利用橡皮筋实现分力与合力的作用效果相本实验如何利用橡皮筋实现分力与合力的作用效果相同？同？在物理中用什么方法标注分力与合力的大小和方向？在物理中用什么方法标注分力与合力的大小和方向？力的合

5、成法则力的合成法则图图4 探究力的合成方法的实验器材探究力的合成方法的实验器材？使橡皮筋沿相同方向伸长相同长度，使橡皮筋沿相同方向伸长相同长度，或使结点移至相同位置。或使结点移至相同位置。力的图示法力的图示法（1）在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张）在桌上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉白纸，用图钉把白纸钉 在方木板上在方木板上。3、实实验验步步骤骤（2）用图钉把橡皮条的一端固定在板上的）用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，点，在橡皮条的另一端栓上两条细绳套。在橡皮条的另一端栓上两条细绳套。EA实实验验步步骤骤注意：请设计好伸长结点的位置，以便作图。注意：请设计好伸长

6、结点的位置，以便作图。（3）用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度地）用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。F1OF2AE（4）用铅笔记下）用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，点的位置和两条细绳的方向，读出两个弹簧秤的示数读出两个弹簧秤的示数。实实验验步步骤骤示数示数示数示数注意注意（5）用铅笔和刻度尺在白纸上从）用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细点沿着两条细绳的方向画直线，按着绳的方向画直线，按着一定的标度一定的标度作出两个力作出两个力F1和和F2的的图示图示。以。以F1、F2为边，作平行四边行，并作为边，作

7、平行四边行，并作出这两个力所夹的对角线。出这两个力所夹的对角线。F1F2Fo实实验验步步骤骤?N（6）只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的）只用一个弹簧秤，通过细绳套把橡皮条的结点结点 拉到同样位置拉到同样位置O。读出示数，记下细绳的方向，按同。读出示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力一标度作出这个力F/的图示。的图示。OEF/实实验验步步骤骤注意注意F1FF2F/（7）比较）比较F/与用平行四边形定则求得的合力与用平行四边形定则求得的合力F的大小和方向，看的大小和方向，看它们是否相等它们是否相等。在误差允许范围内。在误差允许范围内(大小误差小于大小误差小于5%,方向偏差小方向偏差小于于

8、5。），两者可否认为近似相等。），两者可否认为近似相等。（8）改变两个力的大小和夹角，再做两次实验。）改变两个力的大小和夹角，再做两次实验。F1FF/oF/是理论值，是理论值，F是实验值是实验值实实验验步步骤骤F24、注意事项、注意事项（1）在同一次实验中，使橡皮条拉长时结点O的位置一定要相同。（保证作用效果相同）（2）细绳套应适当长一些，便于确定力的方向。不要直接沿细绳套的方向画直线，应在细绳套末端用铅笔画一个点，去掉细绳套后，再将所标点与O点连直线确定力的方向。（3）在同一次实验中，画力的图示所选定的标度要相同，并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些。（4）弹簧测力计要先校零；使用弹簧

9、秤要使弹簧秤板面与木板平行，且弹簧与细绳方向在同一直线；用两个弹簧测力计勾住细绳套互成角度地拉橡皮条时，其夹角不宜太小，也不宜太大,以60到120之间为宜；拉力要适当大些，但不要超过测力计量程,以便作力的图示更准确；（1）在桌上平放一块方木版，在方木上铺一张白纸，）在桌上平放一块方木版，在方木上铺一张白纸，用图钉把白纸钉用图钉把白纸钉 在方木板上。在方木板上。（2）用图钉把橡皮条的一端固定在板上的）用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在点，在橡皮条的另一端栓上两条细绳套。橡皮条的另一端栓上两条细绳套。（3）用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度地拉橡）用两个弹簧秤分别勾住绳套，互成角度地拉橡皮条

10、，使橡皮条伸长，结点到达某一位置皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。（4）用铅笔记下）用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，读出点的位置和两条细绳的方向，读出两个弹簧秤的示数。两个弹簧秤的示数。（5）用铅笔和刻度尺在白纸上从）用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿着两条细绳点沿着两条细绳的方向画直线，按着一定的标度作出两个力的方向画直线，按着一定的标度作出两个力F1和和F2的图示。用平行四边形定则求出合力。的图示。用平行四边形定则求出合力。（6）只用一个弹簧秤通过细绳套拉橡皮条，使结只用一个弹簧秤通过细绳套拉橡皮条，使结点到达同样位置点到达同样位置O，记下细绳套方向和示数，按同，记下细绳套方向和示

11、数，按同一标度做出一标度做出F/的图示。的图示。（7）比较）比较F/与用平行四边形定则求得的合力与用平行四边形定则求得的合力F的大小的大小和方向，看它们是否相等。和方向，看它们是否相等。（8）改变两个力的大小和夹角，再做两次实验。）改变两个力的大小和夹角，再做两次实验。3、实实验验步步骤骤轻音乐轻音乐作品展示作品展示F1F2FFO5、结果：、结果：如右图：如右图：F是一个弹簧秤拉出的合是一个弹簧秤拉出的合力，力，F是以是以F1和和F2为邻边构成的平行四为邻边构成的平行四边形中边形中F1和和F2所夹的对角线。所夹的对角线。在误差允在误差允许范围内，二者几乎重合。许范围内，二者几乎重合。6、误差分

12、析、误差分析:本实验用一个弹簧秤拉出来的合力与本实验用一个弹簧秤拉出来的合力与用平行四边形作出来的合力略有偏差，用平行四边形作出来的合力略有偏差，可能是哪些原因造成？可能是哪些原因造成？测力计读数误差测力计读数误差与作图偏差与作图偏差互成角度的二力的合成时，遵守互成角度的二力的合成时，遵守平行四边形法则：平行四边形法则：两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。表合力的大小和方向。三、力的合成法则三、力的合成法则（5）结论：）结论：FF12q qF合合作图法

13、作图法(即力的图示即力的图示)求合力求合力 15NF F1 1F F2 2F F合合530四、力四、力的合的合成的计算成的计算例例1 1：已知：已知F F1 1=45N=45N方向水平向右方向水平向右，F F2 2=60N=60N方方向竖直向上，求向竖直向上，求F F合合=？方向：方向：与与F F1 1成成5353斜向右上方斜向右上方1 1 1 1、作图法：、作图法：、作图法：、作图法：根根根根据据据据平平平平行行行行四四四四边边边边形形形形定定定定则则则则按按按按同同同同一一一一标标标标度度度度作作作作出出出出两两两两个个个个分分分分力力力力F F F F1 1 1 1、F F F F2 2

14、 2 2力的图示；力的图示；力的图示；力的图示；画画画画出出出出平平平平行行行行四四四四边边边边形形形形；分分分分力力力力和和和和合合合合力力力力要要要要画画画画成成成成带带带带箭箭箭箭头头头头的的的的实实实实线线线线，平行四边形的，平行四边形的，平行四边形的，平行四边形的另外两条边另外两条边另外两条边另外两条边必须画成必须画成必须画成必须画成虚线虚线虚线虚线。量量量量出出出出对对对对角角角角线线线线的的的的长长长长度度度度，根根根根据据据据选选选选定定定定的的的的标标标标度度度度求求求求出出出出合合合合力力力力的的的的大小；大小；大小；大小；用用用用量量量量角角角角器器器器量量量量出出出出合

15、合合合力力力力与与与与某某某某个个个个分分分分力力力力的的的的夹夹夹夹角角角角，表表表表示示示示合合合合力力力力的方向。的方向。的方向。的方向。求求合合力力的的方方法法1思考：有没其他方法呢？思考：有没其他方法呢？注注意意:用用作作图图法法时时，应应先先确确定定力力的的标标度度。在在同同一一幅幅图图上上的的各各个个力力都都必必须须采采用用同同一一个个标标度度，虚虚线线、实实线线要要分分清清。图解法简单、直观，但不够精确。图解法简单、直观，但不够精确。2 2、计算法、计算法上例中根据平行四边形定则可作出下图上例中根据平行四边形定则可作出下图:F F1 1F F2 2F F合合由直角三角形可得由直

16、角三角形可得方向：方向：与与F F1 1成成=arcsin(4/5)=arcsin(4/5)斜向右上方斜向右上方求求合合力力的的方方法法2例题例题2：如果物体受到两个等大的力F，两力间的夹角为，则合力分别是多大?（用计算法求解）用计算法求解）若为1200呢？F合FFF合=2Fcos/2F思考：思考：F1、F2大小一定大小一定,夹角增大夹角增大,合力如何变化合力如何变化?合力什么时候最大合力什么时候最大,什么时候最小什么时候最小?合力的范围如何合力的范围如何?五、合力与分力的关系五、合力与分力的关系合合力与分力间夹角力与分力间夹角关系关系：1）=0：合力最大，：合力最大，F=F1+F2，F与与F

17、1、F2的方向相同；的方向相同；2）=180：合力最小，：合力最小，F=F1-F2 ，方向与较大的分力方向相同，方向与较大的分力方向相同3）当当F1、F2大小一定，大小一定，夹角夹角越大，合力就越小越大，合力就越小合力合力 F 的大小范围：的大小范围：F1-F2 FF1+F2 思考：思考：合力是否一定比分力大？合力是否一定比分力大？合力的大小可能大于某一分力，也可能小于某合力的大小可能大于某一分力，也可能小于某一分力，还可能等于某一分力。一分力，还可能等于某一分力。练习练习1、已知已知F1=2N，F2=10N，(1)它们的合力有可能等于它们的合力有可能等于5N、8N、10N、15N吗吗?(2)

18、合力的最大值是多少合力的最大值是多少?最小值是多少最小值是多少?合力的合力的大小范围是多少大小范围是多少?8N12N8N F合合 12N练习练习2、有有3个共点力大小分别为个共点力大小分别为2N、8N、7N,则其合力可能的最大值？最小值？则其合力可能的最大值？最小值？17N0N练习练习3、若两个力F1、F2的夹角为（90180），且保持不变，则（）A一个力增大，合力一定增大B两个力都增大，合力一定增大C两个力都增大，合力可能减小D两个力都增大，合力可能不变CD解析：解析：如图所示：保持F1与F1和F2的夹角不变，当F2增至F2时，F1和F2的合力F变为F，由图象可直观看出FF，即两分力中一个力

19、增大，合力不一定增大。同理可分析出：两个力都增大，合力可能增大，可能减小，也可能不变，故C、D两项正确。练习4、有两个互成角度的共点力，夹角为，它们的合力F随变化的关系如右图所示，那么这两个力的大小分别是 （）A、1牛和6牛 B、2牛和5牛 C、3牛和4牛 D、4.5牛和2.5牛D 多个力的合成多个力的合成 思考：思考：前面学习的都是两个力的合成，如果是三个力或者三个以上的力的合成，应该怎样进行处理?多个力的合成的方法：多个力的合成的方法：F1F2F3F4F12F123F1234 先求出任意两个力的合力，先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所

20、有的力都合成合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这进去，最后得到的结果就是这些力的合力些力的合力实际情况中碰到多力合成时实际情况中碰到多力合成时,要根据具体情况要根据具体情况用更优等的顺序来合成用更优等的顺序来合成六、共六、共点力：点力：如果一个物体同时受两个或更多个力的作用，这些力共同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，这几个力叫做共点力FFG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o课堂小课堂小结结1、合力与分力的关系是合力与分力的关系是“等效替代等效替代”。2、平行四边形定则：不在一条直线的两个力

21、的合平行四边形定则：不在一条直线的两个力的合成时，以表示成时，以表示这两个力的这两个力的线段为邻边做平行四线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。大小和方向。3、合力与分力的大小关系：合力与分力的大小关系：（1）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 合力不一定比分力大合力不一定比分力大（2）在在两两个个分分力力F F1 1、F F2 2大大小小不不变变的的情情况况下下，两两个个分力的分力的夹角越大夹角越大，合力越小合力越小。（3 3）合力不变的情况下，夹角越大，两个等值分合力

22、不变的情况下，夹角越大，两个等值分力的大小越大。力的大小越大。4、共点力：、共点力：研究性作业研究性作业：查阅资料，研究平行四边形的简化形式三角形法则三角形法则和多边形法则多边形法则课后练习：课后练习：完成达标检测和学习反思完成达标检测和学习反思平行四边形定则平行四边形定则F1F2FF1F2F三角形定则三角形定则F1F2F或提示：一般情况下，提示：一般情况下，矢量矢量可以可以平移平移。两分力与合力构成封闭矢量三角形。两分力与合力构成封闭矢量三角形。平行四边形的简平行四边形的简化形式：化形式：三角形定则三角形定则拓展：拓展：三三角形定则角形定则 把代表两个分力的线段首尾相连当成一个把代表两个分力的线段首尾相连当成一个三角形的两个边，三角形的两个边，从末端指向箭头的第三从末端指向箭头的第三条边条边就是这两个力的合力。就是这两个力的合力。注意：力的封闭矢量三角形中，首首尾尾相接的是合力，不符合的是分力。F1F2F练习1、一物体受多个共点力平移后构成如图几何形状，分别求出它们的合力。F1F2F3图1F1F2F6F5F4F3图3F1F2F3图22F302F42、如图所示有五个力作用于一点P，构成一个正六边形的两个邻边和三条对角线，设F3=10N，则这五个力的合力大小为（）A10（2 ）N B20N C30N D0C谢 谢大家 ！