高中物理 2.5 力的合成 7课件 教科版必修1

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1、力的合成力的合成 一桶水，在你童年时需要另外一个一桶水，在你童年时需要另外一个小朋友帮忙才能抬起来，而如今，你长小朋友帮忙才能抬起来，而如今，你长大了，自己就能很轻松地提起它大了，自己就能很轻松地提起它 上述物理情景中蕴含怎样的知识，上述物理情景中蕴含怎样的知识，你能用科学的语言概括它吗你能用科学的语言概括它吗? ? 本节课我们就来学习有关力合成的本节课我们就来学习有关力合成的知识知识n 1合力与分力合力与分力 u (1)对力的作用效果的理解对力的作用效果的理解 力的作用效果相同，就是指不同的力作力的作用效果相同，就是指不同的力作用在同一个物体上时，物体所达到的运动状用在同一个物体上时，物体所

2、达到的运动状态相同态相同,或形变程度相同或形变程度相同. 如图，一个成年人用的力与两个孩子用如图，一个成年人用的力与两个孩子用的力效果相同的力效果相同把这桶水提起把这桶水提起 u (2) (2) 合力与分力合力与分力 当一个物体受到几个力共同作用当一个物体受到几个力共同作用时，我们可以用时，我们可以用一个力来代替这几个一个力来代替这几个力力，这个力产生的，这个力产生的效果跟原来几个力效果跟原来几个力的共同效果相同的共同效果相同，这个力叫做那几个，这个力叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力力的合力，原来的几个力叫做分力u (3) (3) 共点力共点力：几个力如果都作用在物体：几个力如果都作用

3、在物体上的同一点，或者它们的延长线相交于同上的同一点，或者它们的延长线相交于同一点，这几个力叫做共点力一点，这几个力叫做共点力 ( (图图2) (2) (图图3) (3) (图图4)4)如图如图2 2、图、图3 3为共点力；为共点力；而图而图4 4为非共点力为非共点力n 2力的合成力的合成 求几个力的合力的过程或求合力求几个力的合力的过程或求合力的方法叫力的合成的方法叫力的合成F1=4NF2=3NF1=4NF2=3NF=7NF1=4NF2=3NF=1NF1=4NF2=3N (1)同一直线上的几个力的合力同一直线上的几个力的合力：规定好正方向，直接加减规定好正方向，直接加减 求一条直线上的两个力

4、的合力：求一条直线上的两个力的合力： 直接加减直接加减 那么如何求任意的那么如何求任意的互成角度互成角度的两个的两个力的合力呢力的合力呢? 当两个力当两个力不在一条直线不在一条直线上时还能用这种上时还能用这种方法求合力吗方法求合力吗?u (2)(2)对平行四边形定则的探究：对平行四边形定则的探究： 图甲表示橡皮条图甲表示橡皮条GEGE在两在两个力的共同作用下，沿着直个力的共同作用下，沿着直线线GCGC伸长了伸长了EOEO这样的长这样的长度度 图乙表示撤去图乙表示撤去F F1 1和和F F2 2，用一个力用一个力F F作用在橡皮条上，作用在橡皮条上，使橡皮条沿着相同的直线伸使橡皮条沿着相同的直线

5、伸长相同的长度力长相同的长度力F F对橡皮条对橡皮条产生的效果跟力产生的效果跟力F F1 1和和F F2 2共同共同产生的效果相同，所以力产生的效果相同，所以力F F等等于于F F1 1和和F F2 2的合力的合力 合力合力F跟力跟力Fl和和F2有什么关系呢有什么关系呢? 在力在力F1和和F2的方向上各作线段的方向上各作线段OA和和OB，根据选定的标度，使它们的长度分别表示力根据选定的标度，使它们的长度分别表示力F1和和F2的大小的大小(图丙图丙) 以以OA和和OB为邻边作平行四边形为邻边作平行四边形OACB，量出这个平行四边形的对角线量出这个平行四边形的对角线OC的长度，可的长度，可以看出，

6、根据同样的标度，以看出，根据同样的标度，合力合力F的大小和方的大小和方向可以用对角线向可以用对角线OC表示出来表示出来 改变力改变力Fl和和F2的大小和方向，重做上述实的大小和方向，重做上述实验，可以得到同样的结论验，可以得到同样的结论 经过前人很多次的、精细的实验，最后确经过前人很多次的、精细的实验，最后确认，对角线的长度、方向跟合力的大小、方向一认，对角线的长度、方向跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示表示F F1 1、F F2 2的合力。的合力。 归纳：可见互成角度的两个力的合成，不是归纳：可见互成角度的两个力的合成

7、，不是简单的将两个力相加减，而是简单的将两个力相加减，而是用表示两个力的有向用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两邻边之间的对角线线段为邻边作平行四边形，这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就叫平行四边形定就表示合力的大小和方向。这就叫平行四边形定则则F1FF2o注意注意:1作图要准确，两个力作图要准确，两个力F1、F2和合力和合力F要画要画成实线并标有箭头，平行四边形的另外两条边必须成实线并标有箭头，平行四边形的另外两条边必须画成虚线画成虚线 2多个力的合成多个力的合成两两逐步合成两两逐步合成(如图如图)F2F12F3F1Fu (3)(3)合力随两分力变化的特点：合力随两分

8、力变化的特点： 问题：两个共点力问题：两个共点力F F1 1=3N=3N，F F2 2=4N=4N，当改变二力间的夹角当改变二力间的夹角 而不改变大小时，其合而不改变大小时，其合力力F F怎样变化？怎样变化？ 演示演示合力与分力关系合力与分力关系 结论：结论： 1合力随两力的夹角增大而减小；合力随两力的夹角增大而减小； 2当当变化时，合力的范围为、变化时，合力的范围为、F1F2FF1F2，合力的大小可能比合成，合力的大小可能比合成它的每一个分力都小，甚至是零；它的每一个分力都小，甚至是零； 3合力比合力比F1或或F2可大可小；可以等于可大可小；可以等于F1或或F2； 4大小相等、夹角为大小相等

9、、夹角为120的两个力的合力等的两个力的合力等于每一个分力大小于每一个分力大小第二课时第二课时 复习提问复习提问 1.力合成的平行四边形定则的内容是什么力合成的平行四边形定则的内容是什么? 2.求力合成的基本思想是什么求力合成的基本思想是什么? 3.两个大小一定的力的合力取值范围如何确定两个大小一定的力的合力取值范围如何确定? 既然平行四边形定则是力合成的普遍法则既然平行四边形定则是力合成的普遍法则,那么如何用它具体求合力呢那么如何用它具体求合力呢?n 3 3求合力的方法求合力的方法 问题：两个共点力问题：两个共点力F F1 1=80N=80N，方向水平向右，方向水平向右，F F2 2=60N

10、=60N，方向竖直向上，求这两个力合力，方向竖直向上，求这两个力合力 用图象法用图象法，如图所示，如图所示( (选标度，画有向线选标度，画有向线段，做平行四边形，量对角线长度算合力，测段，做平行四边形，量对角线长度算合力，测 角角) ) 用直角三角形知识用直角三角形知识F F大小：大小： =100N =100N F F的方向：的方向：tantan=F=F2 2/F/F1 1=3/4=3/4，查表得查表得=37=372221FFF 例例1 指出下列各图中用平行四边形定则求指出下列各图中用平行四边形定则求F1、F2的合力的合力F的作图中的错误之处，并加以纠正的作图中的错误之处，并加以纠正解解 (1

11、)平行四边形的对边不平行平行四边形的对边不平行 (2)右边与下边应画成虚线右边与下边应画成虚线 (3)F、F1、F2都缺少箭头都缺少箭头 (4)合力应该是代表两个分力的邻接边之间合力应该是代表两个分力的邻接边之间的对角线的对角线 例例2 2 已知有两组力，每组力中三个力的大小分别已知有两组力，每组力中三个力的大小分别为：为：(1)4N(1)4N、3N3N、5N5N；(2)8N(2)8N、4N4N、3N3N求它们求它们的合力大小的取值范围的合力大小的取值范围 解解 (1)(1)当大小为当大小为4N4N、3N3N的两个力的夹角为的两个力的夹角为9090时时它们的合力它们的合力F F2 2的大小为的

12、大小为5N5N，这时把第三个大小为，这时把第三个大小为5N5N的力放到与它反向的位置，如图的力放到与它反向的位置，如图(a)(a)所示，它们所示，它们的合力显然最小，是零的合力显然最小，是零当这三个力的方向都相同时，当这三个力的方向都相同时，显然它们的合力最大等于显然它们的合力最大等于12N12N，所以第，所以第(1)(1)组三个力的组三个力的合力大小的取值范围是合力大小的取值范围是0F12N0F12N (2)同理这一组合力的最大值显然是同理这一组合力的最大值显然是15N 这一组中较小的两个力的合力的最大值为这一组中较小的两个力的合力的最大值为7N，比，比8N还小，所以这三个力的合力不可能为还

13、小，所以这三个力的合力不可能为零只有当零只有当F2、F3同向而与同向而与F1反向时，合力才反向时，合力才有最小值为有最小值为1N，见图，见图(b)所以第所以第(2)组三个力组三个力的合力大小的取值范围是的合力大小的取值范围是1NF15N说明：说明： 已知已知三个力三个力的大小，它们的的大小，它们的合力的最大值合力的最大值显显然然是这三个力的大小之和是这三个力的大小之和 合力的最小值合力的最小值则要看其中则要看其中较小的两个力的大较小的两个力的大小之和是否大于或等于第三个力小之和是否大于或等于第三个力 如果如果是是，则这三个力的合力的最小值为，则这三个力的合力的最小值为零零; ; 如果如果不是不是，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最大的力最大的力大小大小减减去较小的去较小的两个力的大小所得的差两个力的大小所得的差求下列各组三力合力的范围求下列各组三力合力的范围:3N、4N、6N。2N、7N、10N.8N、8N、1N。5N、3N、8N. 例例 两个共点力的大小分别是两个共点力的大小分别是F1、F2，它们的合力大小是它们的合力大小是F，那么下列可能出现的，那么下列可能出现的情况是情况是 ( ) A.FF1 且且 FF2 B.FF1 且且 FF2 C.F1F/2 且且 F2 F/2 D.F1F2 且且 F=0AB