必修一34力的合成与分解(上课)课件.ppt

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1、力的合成与分解力的合成与分解力的合成力的合成一个力一个力(合力合力)效果相同效果相同几个力几个力(分力分力)力的分解力的分解一一.同一条直线上的矢量运算（符号规则）同一条直线上的矢量运算（符号规则）1.1.选择一个正方向选择一个正方向选择一个正方向选择一个正方向2.2.已知量已知量已知量已知量的方向与正方向相同时取正值，相反时取负的方向与正方向相同时取正值，相反时取负的方向与正方向相同时取正值，相反时取负的方向与正方向相同时取正值，相反时取负值值值值3.3.未知量未知量未知量未知量求出是正值，则其方向与正方向相同，求出求出是正值，则其方向与正方向相同，求出求出是正值，则其方向与正方向相同，求出

2、求出是正值，则其方向与正方向相同，求出是负值，则其方向与正方向相反。是负值，则其方向与正方向相反。是负值，则其方向与正方向相反。是负值，则其方向与正方向相反。F平行四边形定则平行四边形定则F2F1F2F三角形定则三角形定则F1两个分力首尾相接，构成两个分力首尾相接，构成一个一个“链条链条”，从，从“链条链条”的尾到的尾到“链条链条”的首的的首的有向线段表示合力。有向线段表示合力。“头头头尾尾表示合力头尾尾表示合力”平行四边形定则等效平行四边形定则等效简化为三角形定则。简化为三角形定则。推论：如果推论：如果推论：如果推论：如果n n个力首尾相接组成一个封闭多边形，个力首尾相接组成一个封闭多边形，

3、个力首尾相接组成一个封闭多边形，个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这则这则这则这n n个力的合力为零。个力的合力为零。个力的合力为零。个力的合力为零。二二.互成角度的两力的合成互成角度的两力的合成平行四边形定则平行四边形定则平行四边形定则平行四边形定则(1)(1)同一直线上同向的两个力的合成同一直线上同向的两个力的合成F=F1+F2=7N NF1=4N N0F2=3N N方向相同的两个力求合力，大小直接相加，方向与两力方向相同思考与讨论：上图中的木箱所受到的合力怎么求？(2)(2)同一直线上方向相反的两个力的合成同一直线上方向相反的两个力的合成0F1=4N NF2=3N NF=F1-F2=1N

4、 N方向相反的两个力的合力大小F=|F1-F2|,方向与较大力的方向相同思考与讨论：上图中的木箱所受到的合力怎么求？1.1.两力合力的大小和方向的计算公式两力合力的大小和方向的计算公式合力大小是夹角合力大小是夹角的减函数。的减函数。2.2.两力合力的大小的范围两力合力的大小的范围FF1 1-F-F2 2FF合合 F F1 1+F+F2 2 3.3.两力垂直时的合力两力垂直时的合力 4.4.三力合力大小的范围：三力合力大小的范围：合力的最大值等于三力之合力的最大值等于三力之和和若以这三个力的大小为边长能构成一个三角形，若以这三个力的大小为边长能构成一个三角形，则这三个力的合力的最小值为零；若够不

5、成三角形，则这三个力的合力的最小值为零；若够不成三角形，则这三个力的合力的最小值等于则这三个力的合力的最小值等于三力中的最大力减去三力中的最大力减去另两力之和另两力之和设合力和设合力和F F2 2方向的夹角为方向的夹角为小练习11.有两个共点力，分别为有两个共点力，分别为6N和和5N.其合力的其合力的最大值是最大值是_,合力的最小值是合力的最小值是_.11N1N2.(双选双选)共点的三个力共点的三个力F1,F2,F3的合力为零，的合力为零，这三个力的可能值是（这三个力的可能值是（）A.3N,4N,5N B.3N,4N,8NC.3N,6N,4N D.6N,8N,15NAC问题问题问题问题3 3合

6、力是否一定大于分力？何时合力最大？何时合力是否一定大于分力？何时合力最大？何时合力是否一定大于分力？何时合力最大？何时合力是否一定大于分力？何时合力最大？何时 合力最小？当两个分力大小不变时，合力的大小随两个合力最小？当两个分力大小不变时，合力的大小随两个合力最小？当两个分力大小不变时，合力的大小随两个合力最小？当两个分力大小不变时，合力的大小随两个分力夹角如何变化？合力的大小范围是多少？分力夹角如何变化？合力的大小范围是多少？分力夹角如何变化？合力的大小范围是多少？分力夹角如何变化？合力的大小范围是多少？答：合力可能大于、等于、小于分力；答：合力可能大于、等于、小于分力；答：合力可能大于、等

7、于、小于分力；答：合力可能大于、等于、小于分力；当两个分力方向相同时合力最大；当两个分力方向相同时合力最大；当两个分力方向相同时合力最大；当两个分力方向相同时合力最大；当两个分力方向相反时合力最小；当两个分力方向相反时合力最小；当两个分力方向相反时合力最小；当两个分力方向相反时合力最小；当两个分力大小不变时，合力的大小随两个分力夹角的当两个分力大小不变时，合力的大小随两个分力夹角的当两个分力大小不变时，合力的大小随两个分力夹角的当两个分力大小不变时，合力的大小随两个分力夹角的增大（减小）而减小（增大）。增大（减小）而减小（增大）。增大（减小）而减小（增大）。增大（减小）而减小（增大）。两力合力

8、的大小的范围两力合力的大小的范围两力合力的大小的范围两力合力的大小的范围FF1 1-F-F2 2 F F合合合合 F F1 1+F+F2 2 问题问题4当两个分力大小相等时，合力有何特点？当两个分力大小相等时，合力有何特点？什么时候合力的大小与两个分力的大小均相等？什么时候合力的大小与两个分力的大小均相等？=90=90 时时时时=60=60 时时时时F0FF0=0 =0 时时时时=120=120 时时时时=180=180 时时时时力的分解力的分解如图所示，一个人拖地，人给拖把的力可简化成图甲F F2 2F F1 1F FF F1 1F F2 2F F合力合力F F分力分力F F1 1和和F F

9、2 2合成合成分解分解等效替代等效替代甲乙 丙思考：从上图中的受力及力的作用效果分析什么是力的分解?(1)确定分力原则GG2G1确定分力原则：按力的实际作用效果进行分解确定分力原则：按力的实际作用效果进行分解例2一质量为一质量为200kg的物体，置于倾角为的物体，置于倾角为30的斜面上，的斜面上，求物体所受到重力沿斜面和垂直于斜面方向的分求物体所受到重力沿斜面和垂直于斜面方向的分力。力。GG1G2解：把重力解：把重力G分解为沿斜面向分解为沿斜面向下的分力下的分力G1和垂直于斜面的分和垂直于斜面的分力力G2,如图所示如图所示由几何关系可知由几何关系可知沿斜面分力沿斜面分力垂直斜面分力垂直斜面分力

10、G2G1G1G2根据已知力产生的实际作用效果确定两根据已知力产生的实际作用效果确定两个分力方向，然后应用平行四边形定则个分力方向，然后应用平行四边形定则分解，这是一种很重要的方法。分解，这是一种很重要的方法。(2)力的正交分解如图所示，力F1、F2、F3、F4在同一平面内构成共点力，各力之间的夹角图中已标出，求这四个共点力合力大小正交分解法：正交分解法：把一个已知力沿着两个把一个已知力沿着两个互相垂直互相垂直互相垂直互相垂直的方向进的方向进行分解行分解.正交分解步骤：正交分解步骤：建立建立xoyxoy直角坐标系直角坐标系沿沿xoyxoy轴将各力分解轴将各力分解求求xyxy轴上的合力轴上的合力F

11、x,FyFx,Fy最后求最后求FxFx和和FyFy的合力的合力F F问题问题问题问题7 7将一个已知力分解，其结果唯一的条件是什么？将一个已知力分解，其结果唯一的条件是什么？将一个已知力分解，其结果唯一的条件是什么？将一个已知力分解，其结果唯一的条件是什么？已知两个分力的方向已知两个分力的方向唯一解唯一解已知一个分力的大小和方向已知一个分力的大小和方向唯一解唯一解F FF F1 1F F2 2F FF F1 1F F2 2F FF F1 1F F2 2问题问题问题问题8 8若已知一个分力若已知一个分力若已知一个分力若已知一个分力F F1 1的大小和另一分力的大小和另一分力的大小和另一分力的大小

12、和另一分力F F2 2的方的方的方的方向向向向(即已知即已知即已知即已知F F2 2和和和和F F的夹角的夹角的夹角的夹角），将一已知力），将一已知力），将一已知力），将一已知力F F分解，其结分解，其结分解，其结分解，其结果有多少种可能？果有多少种可能？果有多少种可能？果有多少种可能？F F1 1 FsinFsinF F1 1=FsinFsinF F1 1F F1 1相离相离相离相离相切相切相切相切F FF F2 2F F1 1F FF F2 2F F1 1 无解无解无解无解一解一解一解一解FsinFsinFF1 1 F FF1相交相交相交相交FF2F1F2F1FF1F2两解两解两解两解关于

13、两个共点力的合力，下列说法中正确的是（）A.只要知道两个共点力的大小，合力就是唯一的 B.已知两个共点力的大小和方向，合力就是唯一的 C.已知一个力的大小和方向与另一个力的大小，合力就是唯一的 D.已知一个力的大小和方向与另一个力的方向，合力就是唯一的B问题问题10然后处理力的分解中的最值问题？然后处理力的分解中的最值问题？F F2min2minF F2min2min=Fsin=FsinF F已知合力已知合力已知合力已知合力F F与一个分力与一个分力与一个分力与一个分力F F1 1的方向（即已知的方向（即已知的方向（即已知的方向（即已知F F和和和和F F1 1的夹的夹的夹的夹角角角角），则另

14、一分力），则另一分力），则另一分力），则另一分力F F2 2有最小值条件是有最小值条件是有最小值条件是有最小值条件是_，最，最，最，最小值是小值是小值是小值是_,_,此时此时此时此时F F1 1的值为的值为的值为的值为_。F F1 1F F1 1=Fcos=FcosF F2 2 F F1 1若三个力的大小分别是若三个力的大小分别是5N、7N和和14N，它，它们的合力最大是们的合力最大是_N，最，最 小是小是_N.若三个力的大小分别是若三个力的大小分别是5N、7N和和10N，它们的合力最大是，它们的合力最大是_N，最小是最小是_ N.262220/radF/N0/23/2102在在在在“验证力的

15、平行四边形定则验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则验证力的平行四边形定则”的实验中，得到如的实验中，得到如的实验中，得到如的实验中，得到如图示的合力图示的合力图示的合力图示的合力F F与两个分力的夹角与两个分力的夹角与两个分力的夹角与两个分力的夹角 的关系图，求此合的关系图，求此合的关系图，求此合的关系图，求此合力的变化范围是多少？力的变化范围是多少？力的变化范围是多少？力的变化范围是多少？解：由图象得解：由图象得=/2时时 F=10N，=时时 F=2 N F 2=F1 2+F2 2=10 2 F1-F2=2解得解得F1=6N F2=8NF1=8N F2=6N合力的变化范围是合力的变化

16、范围是 2N F 14N 【基础巩固基础巩固】如图所示，质量为m的长方形木块静止在倾角为的 斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是（）A、沿斜面向下B、垂直于斜面向上C、沿斜面向上D、竖直向上【答案】D【解析】如图所示，用一个力F合替代支持力FN与摩擦力f，则物体相当于只受两个力作用.由于物体静止，由二力平衡条件知，F合必竖直向上.【中等强化中等强化】【例题】大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F，则有（）A合力F一定大于任一个分力 B合力的大小既可等于F1，也可等于F2C合力有可能小于任一个分力 D合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小BCD【中等强化中等强化】【例题】如图所示，电灯的重力G10N，AO绳与顶板间夹角为45o，BO绳水平，则AO绳所受的拉力F1等于多少？BO绳所受的拉力F2等于多少？【培优拔高培优拔高】【例题】在倾角 的斜面上有一块竖直 放置的挡板，在挡板和斜面之间放有一个 重为G20N光滑圆球，如图甲所示，试求 这个球对斜面的压力和对挡板的压力.