2018-2019版高中物理 第三章 相互作用 3.4 力的合成課件 新人教版必修1.ppt

4力的合成,1.理解合力、分力、力的合成、共點(diǎn)力的概念。2.掌握平行四邊形定則,會(huì)用平行四邊形定則求合力。3.理解力的合成本質(zhì)上是從作用效果相同的角度進(jìn)行力的相互替代的。,一,二,三,一、合力與分力當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力的共同作用時(shí),若可求出一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟原來幾個(gè)力共同產(chǎn)生的效果相同,這個(gè)力就叫作那幾個(gè)力的合力,原來的幾個(gè)力叫這個(gè)力的分力。,一,二,三,二、力的合成1.定義:求幾個(gè)力的合力的過程叫力的合成。力的合成實(shí)際上就是要找一個(gè)力去代替幾個(gè)已知的力,而不改變這幾個(gè)力的作用效果,即合力和分力可以等效代替。2.平行四邊形定則:兩個(gè)力合成時(shí),以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形,這兩個(gè)鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向。這個(gè)法則叫作平行四邊形定則。3.兩個(gè)以上的力合成的方法:先求出任意兩個(gè)力的合力,然后再將這個(gè)合力與第三個(gè)力合成,直到把所有的力都合成進(jìn)去,最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。,一,二,三,假如兩個(gè)學(xué)生拎一桶重200N的水,則兩個(gè)學(xué)生的合力大小一定也是200N,那么如果兩個(gè)學(xué)生用力的大小分別是F1、F2,是否意味著F1+F2=200N?提示:不一定。求兩個(gè)力的和,要根據(jù)平行四邊形定則,而不是簡單地用代數(shù)運(yùn)算求和。,一,二,三,三、共點(diǎn)力1.定義:幾個(gè)力如果都作用在物體上的同一點(diǎn),或者它們的作用線相交于同一點(diǎn),這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。2.共點(diǎn)力的合成遵守平行四邊形定則。判斷下面圖中物體受的力是否為共點(diǎn)力。提示:圖甲和圖乙中的力是共點(diǎn)力;圖丙中的力不是共點(diǎn)力。,一,二,三,一、合力與分力之間的關(guān)系1.合力與分力之間的關(guān)系是一種等效替代的關(guān)系。即一個(gè)力可以由幾個(gè)力來代替,反過來,多個(gè)力也可以由一個(gè)力來代替。溫馨提示合力與分力只是作用效果相同,在作用效果上存在等效替換的作用,可以是同性質(zhì)的力,也可以是不同性質(zhì)的力,合力與分力不能同時(shí)存在,比如靜止放在斜面上的物體受到三個(gè)力:重力、斜面支持力和靜摩擦力,但不能說物體受到四個(gè)力:重力、斜面支持力、靜摩擦力和合力F。,一,二,三,2.合力大小的范圍:,一,二,三,溫馨提示力具有矢量性,力的合成不能簡單地從代數(shù)加法入手,誤以為合力一定大于分力。合力與分力之間不是簡單的代數(shù)加法關(guān)系,它們滿足平行四邊形定則,合力的大小與方向取決于分力的大小及方向,合力的大小范圍為|F1-F2|FF1+F2,具體取值應(yīng)取決于兩個(gè)分力的夾角。,一,二,三,二、力的合成的幾種特殊情況,一,二,三,一,二,三,一,二,三,溫馨提示利用平行四邊形定則求合力時(shí),先畫出兩個(gè)分力,再用鉛筆和直尺作平行線構(gòu)建平行四邊形,最后利用所得到的平行四邊形確定兩分力所夾的對角線,即合力。而不要把分力和合力都畫好后再構(gòu)建平行四邊形。,一,二,三,三、多個(gè)分力的合成方法1.合成方法:多個(gè)力的合成的基本方法仍是平行四邊形定則。具體做法是先任選兩個(gè)分力求出它們的合力,用求得的結(jié)果再與第三個(gè)分力求合力,直到將所有分力的合力求完。2.合成技巧:求解多分力的合力時(shí),一般常見的合成技巧如下:(1)先將共線的分力合成(方向相同或相反)。(2)其次將相互垂直的分力合成。(3)兩分力大小相等,夾角為120時(shí),合力大小等于分力,方向沿它們的夾角的角平分線方向。,一,二,三,3.三個(gè)力合力范圍的確定:(1)最大值:三個(gè)力方向均相同時(shí),三力合力最大,Fmax=F1+F2+F3。(2)最小值:若一個(gè)力在另外兩個(gè)力的和與差之間,則它們的合力的最小值為零;若一個(gè)力不在另外兩個(gè)力的和與差之間,則它們的合力的最小值等于三個(gè)力中最大的力減去另外兩個(gè)力的代數(shù)和。,類型一,類型二,類型三,【例題1】物體受到兩個(gè)力F1和F2,F1=30N,方向水平向左;F2=40N,方向豎直向下,求這兩個(gè)力的合力F。點(diǎn)撥:力的合成和分解遵循平行四邊形定則,本題已知物體受到兩個(gè)力的作用,已知大小和方向,可以用平行四邊形定則求解。力是矢量,力的合成不能理解為簡單的數(shù)值相加。,類型一,類型二,類型三,解析:解法一(圖解法):取單位長度為10N的力,則分別取3個(gè)單位長度、取4個(gè)單位長度自O(shè)點(diǎn)引兩條互相垂直的有向線段OF1和OF2。以O(shè)F1和OF2為兩個(gè)鄰邊作平行四邊形,如圖所示,則對角線OF就是所要求的合力F。量出對角線的長度為5個(gè)單位長度,則合力的大小F=510N=50N,用量角器量出合力F與分力F1的夾角為53。,類型一,類型二,類型三,答案:50N合力的方向與F1成53角斜向左下,類型一,類型二,類型三,題后反思進(jìn)行矢量運(yùn)算的具體方法(1)作圖法:要選取統(tǒng)一標(biāo)度,嚴(yán)格作出力的圖示及平行四邊形,用統(tǒng)一標(biāo)度去量作出的表示合力的對角線,求出合力的大小,再量出對角線與某一分力的夾角,求出合力的方向。(2)計(jì)算法:根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖,然后利用解三角形的方法求出表示合力的對角線。,類型一,類型二,類型三,【例題2】5個(gè)力同時(shí)作用于質(zhì)點(diǎn)m,此5個(gè)力大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和三條對角線,如圖所示,這5個(gè)力的合力的大小為F1的()A.3倍B.4倍C.5倍D.6倍,類型一,類型二,類型三,解法一:點(diǎn)撥:解答本題時(shí)可按以下思路分析:,類型一,類型二,類型三,類型一,類型二,類型三,解法二:點(diǎn)撥:解答本題時(shí)可按以下思路分析:,類型一,類型二,類型三,題后反思求幾個(gè)力的合力時(shí),可以將任意兩個(gè)分力合成,再將此合力作為一個(gè)新的分力與其他分力合成,直到求出總的合力。也可以改變求合力的順序,合力不變。但選擇合成順序不同,求解過程難易程度可能不同。,類型一,類型二,類型三,【例題3】橫梁一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B,一輕繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m=10kg的重物,CBA=30,如圖所示,則滑輪受到繩子的作用力為多少?(g取10N/kg)點(diǎn)撥:題中橫梁的末端是滑輪,所以輕繩BC段和BD段的拉力相等。如果橫梁末端是結(jié)點(diǎn),兩段繩的拉力就不相等了。,類型一,類型二,類型三,解析:以滑輪為研究對象,如圖所示,兩段繩的拉力F1=F2=mg=100N,分別沿BC、BD方向,又由幾何知識知CBD=120,F1BF是等邊三角形,故F=100N。答案:見解析題后反思兩個(gè)分力大小相等時(shí),它們的合力沿著二力夾角的角平分線方向。,