力的合成PPT課件

1、第一節(jié)第一節(jié) 力的合成力的合成高一物理第五章高一物理第五章一、共點力的合成一、共點力的合成1 1共點力：幾個力如果都作用在物體共點力：幾個力如果都作用在物體的的同一點同一點，或它們的作用線相交于，或它們的作用線相交于同一同一點點，這幾個力叫，這幾個力叫共點力共點力2.2.一個力產(chǎn)生的效果如果能跟原來幾個力一個力產(chǎn)生的效果如果能跟原來幾個力共同作用在物體上時產(chǎn)生的共同作用在物體上時產(chǎn)生的效果相同效果相同，這，這個力就叫做那幾個力的個力就叫做那幾個力的合力合力，原來的幾個，原來的幾個力叫做這個力的力叫做這個力的分力分力。 合力與分力的關(guān)系是合力與分力的關(guān)系是“等效替代等效替代”。O.O.F1F2F

2、知識復(fù)習(xí)：一條直線上的力的合成知識復(fù)習(xí)：一條直線上的力的合成F2F1F=F1 + F2F2F1F=F1 - F2二力同向二力同向二力反向二力反向3.3.求幾個力的合力的過程或方法，叫做求幾個力的合力的過程或方法，叫做力的力的合成合成。 如果力如果力F F1 1、F F2 2不在同一直線上，它不在同一直線上，它們的合力該怎樣求呢們的合力該怎樣求呢? ?F F1 1F F2 2二、共點力合成的平行四邊形定則二、共點力合成的平行四邊形定則1.互成角度的兩個力的合成時互成角度的兩個力的合成時,可以用表示可以用表示這兩個力這兩個力F1和和F2的線段為鄰邊作平行四邊的線段為鄰邊作平行四邊形形,這兩個鄰邊這

3、兩個鄰邊之間的對角線之間的對角線就表示合力的就表示合力的大小和方向大小和方向,這個法則叫做這個法則叫做平行四邊形定則平行四邊形定則.互成角度的兩個力的合成時，滿足平行四邊形定則互成角度的兩個力的合成時，滿足平行四邊形定則研究表明：研究表明：F F大小：大?。洪L度長度方向：方向：角度角度F F1 1F F2 2o實驗器材實驗器材:木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細(xì)繩，彈木板一塊，白紙，圖釘若干，橡皮條一段，細(xì)繩，彈簧秤兩個，三角板，刻度尺，量角器?；沙觾蓚€，三角板，刻度尺，量角器。 實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康? 驗證力的合成滿足平行四邊形定則。驗證力的合成滿足平行四邊形定則。2.驗證平行四邊形定則驗

4、證平行四邊形定則 問題問題1 1、合力與分力產(chǎn)生的效果相同如何實現(xiàn)？合力與分力產(chǎn)生的效果相同如何實現(xiàn)？問題問題2 2、力的大小、方向如何確定？力的大小、方向如何確定？第一次用第一次用2個力和第二次用個力和第二次用1個力拉橡皮筋個力拉橡皮筋到相同的位置（標(biāo)為到相同的位置（標(biāo)為O點）。點）。力的大小通過彈簧秤測量力的大小通過彈簧秤測量力的方向即細(xì)線所在的方向（應(yīng)用力的方向即細(xì)線所在的方向（應(yīng)用2點確點確定一條直線畫出）定一條直線畫出）此實驗是要用互成角度的兩個力與一個力產(chǎn)生相同的此實驗是要用互成角度的兩個力與一個力產(chǎn)生相同的效果（即：使橡皮條伸長到同一位置），看其用平行效果（即：使橡皮條伸長到同一

5、位置），看其用平行四邊形定則求出的合力與這一個力是否在實驗誤差允四邊形定則求出的合力與這一個力是否在實驗誤差允許范圍內(nèi)相等，如果在實驗誤差允許范圍內(nèi)相等，就許范圍內(nèi)相等，如果在實驗誤差允許范圍內(nèi)相等，就驗證了力的平行四邊形定則。驗證了力的平行四邊形定則。實驗原理實驗原理:實驗步驟實驗步驟:1用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。用圖釘把一張白紙釘在水平桌面上的方木板上。2用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，用兩點，用兩條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。條細(xì)繩套結(jié)在橡皮條的另一端。3用兩個彈簧秤分別鉤住兩個細(xì)繩套，互成角度用兩個彈簧秤分別鉤住兩個細(xì)繩套，互成角度地

6、拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)某一位置地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)某一位置O（如圖所示）。（如圖所示）。AO4用鉛筆用鉛筆描下結(jié)點描下結(jié)點O的位置的位置和和兩兩條細(xì)繩套的方向條細(xì)繩套的方向，并記錄彈簧秤并記錄彈簧秤的讀數(shù)的讀數(shù)。在白紙上按比例作出兩。在白紙上按比例作出兩個彈簧秤的拉力個彈簧秤的拉力F1和和F2的圖示，的圖示，利用刻度尺和三角板根椐平行四利用刻度尺和三角板根椐平行四邊形定則求出合力邊形定則求出合力F。5只用一個彈簧秤，通過細(xì)繩套把只用一個彈簧秤，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點橡皮條的結(jié)點拉到與前面相同的位置拉到與前面相同的位置O,記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩記下彈簧秤的讀數(shù)和細(xì)繩的方

7、向的方向.按同樣的比例用刻度尺從按同樣的比例用刻度尺從O點起做出這個彈點起做出這個彈簧秤的拉力簧秤的拉力F的圖示。的圖示。6比較比較F與用平行四邊形定則求得的合力與用平行四邊形定則求得的合力F，在實，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。驗誤差允許的范圍內(nèi)是否相等。7改變兩個分力改變兩個分力F1和和F2的大小和夾角。再重復(fù)實驗的大小和夾角。再重復(fù)實驗兩次兩次,比較每次的比較每次的F與與F 是否在實驗誤差允許的范圍是否在實驗誤差允許的范圍內(nèi)相等。內(nèi)相等。實驗現(xiàn)象：表示合力實驗現(xiàn)象：表示合力F的有向線段與平行四的有向線段與平行四邊形的對角線邊形的對角線F在實驗誤差允許的范圍內(nèi)重合。在實驗誤差允許的范圍內(nèi)

8、重合。實驗結(jié)論：兩個互成一定角度的共點力的合力，實驗結(jié)論：兩個互成一定角度的共點力的合力，可以用這兩個力的有向線段為鄰邊所畫的平行可以用這兩個力的有向線段為鄰邊所畫的平行四邊形的對角線來表示。對角線的長度表示合四邊形的對角線來表示。對角線的長度表示合力的大小，對角線的方向就是合力的方向力的大小，對角線的方向就是合力的方向例：某同學(xué)做例：某同學(xué)做“驗證力的平行四邊形定則驗證力的平行四邊形定則”實驗時，實驗時，主要步驟是：主要步驟是：A. 在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用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圖釘把白紙釘在方木板上B. 用圖釘把橡皮條的一端固

9、定在板上的用圖釘把橡皮條的一端固定在板上的A點，在橡皮點，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套C. 用兩個彈簧秤分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，用兩個彈簧秤分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)某一位置使橡皮條伸長，結(jié)點到達(dá)某一位置O記錄下記錄下O點的點的位置，讀出兩個彈簧秤的示數(shù)位置，讀出兩個彈簧秤的示數(shù)D. 按選好的標(biāo)度按選好的標(biāo)度,用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧秤的用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧秤的拉力拉力F1和和F2的圖示的圖示,并用平行四邊形定則求出合力并用平行四邊形定則求出合力FE. 只用一只彈簧秤，通過細(xì)繩套拉

10、橡皮條使其伸長，只用一只彈簧秤，通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧秤的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作讀出彈簧秤的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個力出這個力F的圖示的圖示. F. 比較力比較力F和和F的大小和方向的大小和方向, 看它們是否相同看它們是否相同, 得出得出結(jié)論結(jié)論.上述步驟中：上述步驟中：有重要遺漏的步驟的序號是有重要遺漏的步驟的序號是 和和 ；遺漏的內(nèi)容分別是遺漏的內(nèi)容分別是 和和 CEC中未記下兩條繩子的方向中未記下兩條繩子的方向E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到了位置中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到了位置O3.3.互成角度的兩個力合成的方法互成角度的兩個力合成的方法

11、平行四邊形定則平行四邊形定則 （1）圖解法）圖解法從力的作用點沿兩個分力的作用方向，從力的作用點沿兩個分力的作用方向，按按同一標(biāo)度同一標(biāo)度作出兩個分力作出兩個分力F 1和和F 2,并畫成一個平行四邊形，并畫成一個平行四邊形，這個平行四邊形的對角線的長度按同樣比例表示合力的大這個平行四邊形的對角線的長度按同樣比例表示合力的大小，對角線的方向就是合力的方向。通常可用量角器直接小，對角線的方向就是合力的方向。通?？捎昧拷瞧髦苯恿砍鏊c某一個分力方向的角度。量出它與某一個分力方向的角度。 F F大小：大?。洪L度長度方向：方向：角度角度F F1 1F F2 2o1.1.如果如果F F1 1、F F2 2

12、相互垂直，求其合力相互垂直，求其合力F F合力合力F F的大小：的大?。悍较颍悍较颍河捎山嵌却_定（計算）角度確定（計算）2 22 22 21 1F FF FF FF F1 1F F2 2o（2）計算法用公式計算出合力的大小。）計算法用公式計算出合力的大小。2 2、兩個等大的力的合力、兩個等大的力的合力若兩個分力大小相等時，平行四邊形是菱形，若兩個分力大小相等時，平行四邊形是菱形， 兩條對角線互相垂直，合力兩條對角線互相垂直，合力F F的大小為：的大小為：如果如果F F1 1和和F F2 2的夾角為的夾角為1201200 0，求，求合力？合力？合力在角平分線上，大小為：合力在角平分線上，大小為：

13、F=FF=F1 1=F=F2 2F F 2 2F F1 1 coscos合力合力F F的方向與其中某一個的方向與其中某一個分力分力F F1 1的夾角的夾角為：為：F F1 1 和和 F F2 2夾角的一半。夾角的一半。3 3兩力夾角為任意時兩力夾角為任意時 余弦定理合cos2212221FFFFFF1F2F合 例例. 兩個共點力間的夾角是兩個共點力間的夾角是90，力的大小分別為力的大小分別為90 N和和120 N，試用作圖法和計算法求合力的大小和方向試用作圖法和計算法求合力的大小和方向。F1F2FO30N53 （2）計算法計算法2221FFF N150N1209022 12tanFF ,33.

14、 190120 53 解解：（1）作圖法作圖法1 如圖所示，量得合力的大小為如圖所示，量得合力的大小為150 N, 合力合力F 與與F 的夾角為的夾角為53。F1F2F3F4F12F123F12344.4.互成角度的多力合成的方法：互成角度的多力合成的方法：逐次合成法逐次合成法先求兩個力的合力，再求出這個合力與第三個力的先求兩個力的合力，再求出這個合力與第三個力的合力，合力，得到合力。，得到合力。如何求多個力的合力？如何求多個力的合力？兩個共點力兩個共點力F F1 1、F F2 2大小不變，當(dāng)改變二力間的夾大小不變，當(dāng)改變二力間的夾角角 時，其合力時，其合力F F怎樣變化？怎樣變化？結(jié)論：互成

15、角度的二個共點力如果保持大小不結(jié)論：互成角度的二個共點力如果保持大小不變，它們的合力將隨夾角的增大而減小。變，它們的合力將隨夾角的增大而減小。演示演示5.5.合力與分力的關(guān)系合力與分力的關(guān)系F F1 1和和F F2 2大小一定大小一定, ,夾角夾角增大則增大則F F減?。p小（減小則減小則F F增大）增大） 1. 當(dāng)當(dāng) = 0 時時， ，合力最大合力最大。21FFF 2. 當(dāng)當(dāng) = 180 時時， ，合力最小合力最小。|21FFF 合力可合力可( (大于大于 等于等于 小于小于) )一個分力一個分力F F取值范圍：取值范圍：|F|F1 1F F2 2| F F| F F1 1+F+F2 2 結(jié)論：結(jié)論：三個共點力三個共點力F F1 1、F F2 2、F3 3，其合力，其合力F F的取值范圍如的取值范圍如何？何？F1F2 F平移分力平移分力, ,使分力首使分力首尾連接尾連接, ,從第一個分力從第一個分力始端始端指向指向最后一個分力最后一個分力末端末端的有向線段表的有向線段表示合力大小和方向示合力大小和方向6.6.三角形定則三角形定則F1F1F2F2F4F4F3F3F F 小結(jié)小結(jié)1、合力與分力的關(guān)系是合力與分力的關(guān)系是“等效替代等效替代”。2、平行四邊形定則：不在一條直線的兩個力的合平行四邊形定則：不在一條直線的兩個力的合成時，以表示成時，