資源簡介

(共53張PPT)
3.4
力的合成與分解
高中物理必修第一冊
理解與體悟
Understanding and understanding
理解與體悟
Understanding and understanding
一根繩子與兩根繩子同樣可以使燈靜止于同一位置
F1
F2
F
理解與體悟
Understanding and understanding
一個力單獨作用的效果跟某幾個力共同作用的效果相同，這個力叫做那幾個力的合力，那幾個力叫做這個力的分力。
合力與分力
Resultant force and component force
等效替代
求幾個力的合力的過程叫做力的合成。
力的合成的方法：
共線
兩個力的方向相同
F1
F2
F
F =F1+F2
F1
F2
F的作用效果與F1、F2共同作用效果相同
F1、F2的合力大小為 F=F1+F2
方向與F1、F2的方向相同
力的合成
composition of forces
求幾個力的合力的過程叫做力的合成。
力的合成的方法：
共線
兩個力的方向相反
F
F的作用效果與F1、F2共同作用效果相同
F1、F2的合力大小為 F=F2-F1
方向與F2（大力）的方向相同
力的合成
composition of forces
F1
F2
F=F2-F1
F1
F2
求幾個力的合力的過程叫做力的合成。
力的合成的方法：
不共線
力的合成
composition of forces
如果力F1、F2不在同一直線上，它們的合力大小還是相加減嗎
F
F1
F2
F1=10.0 N
F2=6.8 N
F合=12.8 N
O
2N
求合力的方法
F2
F合
F1
O
在兩個力合成時，以表示這兩個力的有向線段作為鄰邊做平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。這個規律叫做平行四邊形定則。
力的合成
composition of forces
某同學做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細繩的結點,OB與OC為細繩,圖乙是在白紙上根據實驗結果畫出的圖。
(1)如果沒有操作失誤,圖乙中的F與F'兩力中,方向一定沿AO方向的是　　　　。
(2)本實驗采用的科學方法是　　　　。
A.理想實驗法　　　　　B.等效替代法
C.控制變量法 D.建立物理模型法
(3)實驗時,主要的步驟是:
A.在桌上放一塊方木板,在方木板上鋪一張白紙,用圖釘把白紙釘在方木板上;
B.用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點,在橡皮條的另一端拴上兩條細繩,細繩的另一端系著繩套;
C.用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套,互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長,結點到達某一位置O,記錄下O點的位置,讀出兩個彈簧測力計的示數;
D.按選好的標度,用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示,并用平行四邊形定則畫出合力F;
E.只用一只彈簧測力計,通過細繩套拉橡皮條使其伸長,讀出彈簧測力計的示數,記下細繩的方向,按同一標度作出F'的圖示;
F.比較F'和F的大小和方向,看它們是否相同,得出結論。
上述步驟中:
①有重要遺漏的步驟的序號是　　　　和　　　　;
②上述步驟應做出的修改分別是　　　 　　　　 　和　　　　　　　 　　　。
F'
B
C
E
C中應加上“記下兩條細繩的方向”
E中應說明“把橡皮條的結點拉到同一位置O”
某研究小組做“驗證力的平行四邊形定則”實驗,所用器材有:方木板一塊,白紙,量程為5 N的彈簧測力計兩個,橡皮條(帶兩個較長的細繩套),刻度尺,圖釘(若干個)。
(1)具體操作前,同學們提出了如下關于實驗操作的建議,其中正確的有　　　　。
A.橡皮條應和兩繩套夾角的角平分線在一條直線上
B.重復實驗再次進行驗證時,結點O的位置可以與前一次不同
C.使用測力計時,施力方向應沿測力計軸線;讀數時視線應正對測力計刻度
D.用兩個測力計互成角度拉橡皮條時的拉力必須都小于只用一個測力計的拉力
(2)該小組的同學用同一套器材做了四次實驗,白紙上留下的標注信息有結點位置O、力的標度、分力和合力的大小及表示力的作用線的點,如下圖所示。其中對于提高實驗精度最有利的是　　　　。
A B C D
BC
B
為了提高實驗精度,測力計讀數應盡可能大一些,標注細線方向的兩點離結點應盡可能遠一些,標度應盡可能小一些。
力F1=45 N，方向水平向右，力F2=60 N，方向豎直向上。求這兩個力合力的大小和方向.
方法一：作圖法
取1cm長的線段表示15N的力
作出力的平行四邊形如圖所示
表示的F1線段長3cm，表示的F2線段長4cm
用刻度尺測量得知，表示合力的對角線長5cm
所以合力大小F=15N×=75N
用量角器得合力F方向與力F1的夾角為53斜向上
15N
F1
F2
F
力的合成
composition of forces
兩種方法求合力
F1
F
F2
53
力F1=45 N，方向水平向右，力F2=60 N，方向豎直向上。求這兩個力合力的大小和方向.
力的合成
composition of forces
兩種方法求合力
方法二：計算法
①θ＝0°時，即F1、F2共線同方向：
F合＝F1＋F2 合力方向與兩個力的方向相同
②θ＝180°時，即F1、F2共線反方向：
F合＝｜F1－F2｜合力方向與分力F1、F2中較大的方向相同
力的合成
composition of forces
思考：合力是否一定比分力大？
①θ＝0°時，即F1、F2共線同方向：
F合＝F1＋F2 合力方向與兩個力的方向相同
②θ＝180°時，即F1、F2共線反方向：
F合＝｜F1－F2｜合力方向與分力F1、F2中較大的方向相同
④合力的取值范圍：｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2
③夾角θ越大，合力就越小：
F合隨F1和F2的夾角增大而減小
力的合成
composition of forces
①θ＝0°時，即F1、F2共線同方向：
F合＝F1＋F2 合力方向與兩個力的方向相同
②θ＝180°時，即F1、F2共線反方向：
F合＝｜F1－F2｜合力方向與分力F1、F2中較大的方向相同
④合力的取值范圍：｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2
③夾角θ越大，合力就越小：
F合隨F1和F2的夾角增大而減小
力的合成
composition of forces
⑤ F合可能大于、等于、小于 F1、F2
力的合成
composition of forces
(多選)一件行李重為G，被繩OA和OB吊在空中，OA繩和OB繩的拉力分別為F1、F2，如圖1所示，則(　　)
A．F1、F2的合力是G
B．F1、F2的合力是F
C．行李對繩OA的拉力方向與F1方向相反、大小相等
D．行李受到重力G、OA繩的拉力F1、OB繩的拉力F2，還有F共四個力作用
BC
力的合成
composition of forces
如圖所示，用兩根承受的最大拉力相等、長度不等的細繩AO、BO(AO>BO)懸掛—個中空鐵球，當在球內不斷注入鐵砂時，則 (　　)
A．繩AO先被拉斷
B．繩BO先被拉斷
C．繩AO、BO同時被拉斷
D．條件不足，無法判斷
B
力的合成
composition of forces
如圖所示是兩個共點力的合力F跟它的兩個分力之間的夾角θ的關系圖象，則這兩個分力的大小分別是(　　)
A．1 N和4 N
B．2 N和3 N
C．1 N和5 N
D．2 N和4 N
B
力的合成
composition of forces
如圖4所示，AB是半圓的直徑，O為圓心，P點是圓上的一點，在P點作用了三個共點力F1、F2、F3。若F2的大小已知，則這三個力的合力為(　　)
A．F2
B．2F2
C．3F2
D．4F2
C
三個以上力的合成
先求兩個力的合力，再求出這個合力與第三個力的合力，……，得到合力。
力的合成
composition of forces
F1
F2
F3
F4
F12
F123
F1234
力的合成
composition of forces
(多選)一物體靜止于水平桌面上，兩者之間的最大靜摩擦力為5 N，現將水平面內的三個力同時作用于物體的同一點，三個力的大小分別為2 N、2 N、3 N．下列關于物體的受力情況和運動情況判斷正確的是(　　)
A．物體所受靜摩擦力可能為2 N
B．物體所受靜摩擦力可能為4 N
C．物體可能仍保持靜止
D．物體一定被拉動
ABC
如果一個物體受幾個力作用，這些力都作用在物體上的同一點，或者雖不作用在同一點上，但它們的延長線相交于同一點，這幾個力叫做共點力。
共點力
Common force
如果一個物體受幾個力作用，這些力都作用在物體上的同一點，或者雖不作用在同一點上，但它們的延長線相交于同一點，這幾個力叫做共點力。
共點力
Common force
力的合成的平行四邊形定則只適用于共點力。
所有矢量的合成皆適用平行四邊形定則。
共點力
Common force
(多選)兩個共點力F1、F2大小不同，它們的合力大小為F(不為零)，則(　　)
A．F1、F2同時增大一倍，F也增大一倍
B．F1、F2同時增加10 N，F也增加10 N
C．F1增加10 N，F2減少10 N，F一定不變
D．若F1、F2中的一個增大，F不一定增大
AD
共點力
Common force
(多選)5個共點力的情況如圖5所示，已知F1＝F2＝F3＝F4＝F，且這四個力恰好構成一個正方形，F5是其對角線．下列說法正確的是(　　)
AD
共點力
Common force
三個共點力大小分別是F1、F2、F3，關于它們合力F的大小，下列說法中正確的是(　　)
A．F大小的取值范圍一定是0≤F≤F1＋F2＋F3
B．F至少比F1、F2、F3中的某一個大
C．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要適當調整它們之間的夾角，一定能使合力為零
D．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要適當調整它們之間的夾角，一定能使合力為零
C
為什么騎車下坡要比平地上省勁？
熟悉的感覺
Familiar feeling
兩個力可以合成一個力，這是力的合成。
F1
F2
F
相應的，一個力也可以分成兩個力，但要遵循平行四邊形定則。
已知一個力求它的分力的過程，叫做力的分解。
力的分解
resolution of force
已知F為合力，畫圖求兩個分力。
F
如果沒有其它限制，對于同一條對角線，可以作出無數個不同的平行四邊形。
力的分解
resolution of force
已知合力和兩個分力的方向，求兩個分力的大小。
F2
o
F
F1
已知合力和一個分力，求另一個個分力。
O
F
F1
F2
力的分解有唯一解的條件
The condition for the decomposition of force to have a unique solution
按力所產生的實際作用效果進行分解
質量為m的光滑小球被豎直擋板擋住靜止于斜面上,
其重力產生兩個效果：一是使球壓緊擋板的分力F1;
二是使球壓緊斜面的分力F2。F1=mgtanα,F2=
怎么確定力的方向
How to determine the direction of the force
按力所產生的實際作用效果進行分解
質量為m的光滑小球被懸線掛靠在豎直墻壁上,其重
力產生兩個效果：一是使球壓緊豎直墻壁的分力F1;
二是使球拉緊懸線的分力F2。F1=mgtanα,F2=
怎么確定力的方向
How to determine the direction of the force
確定要分解的力，分析力的作用效果。
按實際作用效果確定兩分力的方向。
沿兩分力方向做平行四邊形。
按照數學知識求分力的大小和方向。
怎么確定力的方向
How to determine the direction of the force
相加時遵循平行四邊形定則
求和時按算術法則相加
矢量：
有大小，又有方向，
標量：
有大小，沒有方向，
矢量和標量
Vector and scalar
力的正交分解：把一個已知力沿著兩個互相垂直的方向進行分解。
正交分解的步驟：
F
O
①建立xOy直角坐標系
y
x
②分別向坐標軸做垂線
Fx
Fy
q
③作出分力Fx、Fy
④利用三角函數求出Fx、Fy
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
F
某人用力F=20 N 斜向上30°的力拉物體， 請利用正交分解法求水平和豎直兩個方向上的分力.
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
F
Fx
Fy
q
y
x
某人用力F=20 N 斜向上30°的力拉物體， 請利用正交分解法求水平和豎直兩個方向上的分力.
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
三個共點力F1=20 N、F2=30 N、F3＝40 N，它們相互間的夾角為120°，求它們的合力.
120o
120o
120o
F1=20 N
F2=30 N
F3=40 N
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
120o
120o
120o
x
y
F1=20 N
F2=30 N
F3=40 N
三個共點力F1=20 N、F2=30 N、F3＝40 N，它們相互間的夾角為120°，求它們的合力.
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
120o
120o
120o
x
y
F1=20 N
F2=30 N
F3=40 N
F2x
F2y
F2兩個分力的大小為：
三個共點力F1=20 N、F2=30 N、F3＝40 N，它們相互間的夾角為120°，求它們的合力.
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
120o
120o
120o
x
y
F1=20 N
F2=30 N
F3=40 N
F2x
F2y
F3y
F3x
F3兩個分力的大小為：
三個共點力F1=20 N、F2=30 N、F3＝40 N，它們相互間的夾角為120°，求它們的合力.
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
120o
120o
120o
x
y
F1=20 N
F2=30 N
F3=40 N
F2x
F2y
F3y
F3x
兩個方向的合力的大小為：
三個共點力F1=20 N、F2=30 N、F3＝40 N，它們相互間的夾角為120°，求它們的合力.
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
120o
120o
120o
x
y
F1=20 N
F2=30 N
F3=40 N
F2x
F2y
F3y
F3x
三個力合力的大小為：
三個共點力F1=20 N、F2=30 N、F3＝40 N，它們相互間的夾角為120°，求它們的合力.
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
某人用力F=40 N 斜向上60°的力拉物體向右運動，已知物體質量為10kg，動摩擦因數為0.1。求物體在水平方向所受的合力為多少 （g=10m/s2)
q
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
F
α
f
G
FN
某人用力F=40 N 斜向上60°的力拉物體向右運動，已知物體質量為10kg，動摩擦因數為0.1。求物體在水平方向所受的合力為多少 （g=10m/s2)
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
F
y
x
f
G
FN
某人用力F=40 N 斜向上60°的力拉物體向右運動，已知物體質量為10kg，動摩擦因數為0.1。求物體在水平方向所受的合力為多少 （g=10m/s2)
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
α
F
Fx
Fy
α
y
x
f
G
FN
水平方向上，受到Fx和f兩個力
某人用力F=40 N 斜向上60°的力拉物體向右運動，已知物體質量為10kg，動摩擦因數為0.1。求物體在水平方向所受的合力為多少 （g=10m/s2)
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
F
Fx
Fy
q
y
x
f
G
FN
水平方向上，受到Fx和f兩個力
某人用力F=40 N 斜向上60°的力拉物體向右運動，已知物體質量為10kg，動摩擦因數為0.1。求物體在水平方向所受的合力為多少 （g=10m/s2)
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
（多選）如圖所示，重為G的小孩沿斜面勻速滑下，小孩受力如圖所示，這些力之間的大小關系是 (　　)
A．N＝Gcosθ
B．f＝Gsinθ
C．f＋N＝G
D．G2＝N2＋f2
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
ABD
A
F1
60°
物體A在水平力F1=400N的作用下，沿傾角θ=60°的斜面勻速下滑，如圖所示。物體A受的重力G=400N，求斜面對物體A的支持力和A與斜面間的動摩擦因數μ.
力的正交分解法
Orthogonal decomposition of forces
3.4
力的合成與分解
高中物理必修第一冊

展開更多......

收起↑