新人教版 3.4 力的合成和分解 课件
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3.4.1力的合成与分解之力的合成+课件-2024-2025学年高一上学期物理人教版(2019)
力的合成
实验：探究两个互成角度 的力的合成规律
Exploratory experiments
实验：探究两个互成角度的力的合成规律
一、实验目的： 1.探究互成角度的两个力合成的平行四边形定则. 2.练习用作图法求两个力的合力． 一、实验原理： 合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同。
三、实验器材： 方木块、白纸、弹簧称(两个) 、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉。
力的合成
误差分析
1．弹簧测力计使用前没调零． 2．使用中，弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间或弹 簧测力计的外壳和纸面之间有摩擦力存在． 3．两个分力的夹角太小或太大，F1、F2数值太小，应用平行四边 形定则作图时，会造成误差．
力的合成
注意事项
1.测力计在使用前应将其水平放置，检查、校正零点。明确 量程和最小分度。 2.施加拉力时要沿测力计轴线方向，并且使拉力平行于木板。 3.拉力应适当的大些，但不要超过量程。 4.两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小。 5.画力的图示时应选择适当的标度，尽量使图画得大一些， 要严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形。
力的合成
平行四边形定则的拓展应用
如何求多个共点力的合力呢？
F123
F1234
F12
F2
F3 F1
先求出任意两个力的合力， 再求出这个合力跟第三个 力的合力，直到把所有的 力都合成进去，最后得到 的结果就是这些力的合力。
F4
力的合成
平行四边形定则的拓展应用 思考：合力大小一定比分力大吗？
F2
F
F2
F2
F
F1
F2
F2 F1
q
F1
F
F
3.4.2力的合成与分解之力的分解课件-高一上学期物理人教版
F1
F1
2024/1/1
F2的方向
20
例题 情景4 已知： • 合力的大小和方向 • 两个个分力的大小
不满足|F1-F2|≤F合≤F1+F2 两个解
21
2024/1/1
例题 情景4 已知： • 合力的大小和方向 • 两个个分力的大小
满足|F1-F2|≤F合≤F1+F2
F2 F1
F合
F2
F1
两个解
F合
F2
F1
2024/1/1
唯一解
15
例题 情景2 已知： • 合力的大小和方向 • 一个分力的大小和方向
F合
F2
F1
2024/1/1
唯一解
16
例题 情景3 已知： • 合力的大小和方向 • 一个分力的方向 • 一个分力的大小
F合
2024/1/1
F1 只知道大小，不知道方向
F2的方向
17
例题
已知： • 合力的大小和方向 • 一个分力的方向 • 一个分力的大小
竖直方向 F竖直
F合
F水平
水平方向
7
按照力的作用效果分
小车的重力有哪些作用效果？ • 垂直斜面向下压塑料垫板的效果。 • 让小车往下运动的效果。
8
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按照力的作用效果分
F// F⊥
G
9
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思考 已知G，斜面和水平面的夹角θ，那么重力沿斜面
方向和垂直斜面方向的分力是多少？
F//
θ
F⊥
G
10
2024/1/1
力的分解的一般步骤
1、确定需要分解的力； 2、根据实际作用效果，寻找力的作用 方向； 3、利用平行四边形法则，将目标力分 解到相应力的作用方向上； 4、利用数学方法求出各个分力的大小。
3.4 力的合成和分解课件人教版高中物理必修第一册(共46张PPT)
F2
F 大小:F = 15X5N= 75N
15N
方向:与F1成530斜向
530
F1
右上方
平行四边形定则的应用
2、计算法求合力 ：（精确）
【例题】力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖 直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。
根据平行四边形定则作出下图:
F2
F合 由直角三角形可得
F合 F12 F22 75N
θ
F1
方向：与F1成 tanθ=4/3斜向右上方
练习：
1、关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中
正确的是（ BD ）
A、分力与合力同时作用在物体上 B、分力同时作用于物体时产生的效果与合力单独作用于物体时产生的 效果相同
C、F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大 D、F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小 E、F的大小一定大于F1、F2中的最大者 F、F的大小不能小于F1、F2中的最小者
不是物体又多受了一个合力
二、力的合成
定义:求几个力的合力的过程叫做力的合成
二、力的合成
1、同一直线上两个力的合成
F1=4N
（1）同向相加
0 F2=3N
F = F1+F2= 7N
大小F =F1+F2，方向与两力方向相同
二、力的合成
1、同一直线上两个力的合成
F2=3N
（2）反向相减
0
F1=4N
F = F1-F2= 1N
F3
F4
F123
F1234 F12
F2
F1
先求出两个力的合力，再求出这个合力 跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成 进去，最后得到的结果就是这些力的合力
新教材人教版高中物理必修第一册 3-4 力的合成和分解 教学课件
探究点1 等效替代思想 如图所示是大家都很熟悉的“曹冲称象”的故事。 曹冲根据什么得到大象和船上石头的重力相等?其中包含什么思想方法?请你结合生活经 验再举一个相似的例子。
第七页，共五十二页。
探究点2 同一直线上力的合成的方法
如图所示，一辆小车可以由一个人拉着向前运动，也可以由两个人反向拉着或一个人推着另一个人 拉着向前运动。
请结合图思考如何求同一直线上两个力的合力?
第八页，共五十二页。
探究点3 探究求互成角度的两个力的合力的方法 如图所示,用两个弹簧测力计或一个弹簧测力计分别使橡皮筋沿AO方向伸长至O点。 (1)我们通过实验来探究力的合成的规律,如何才能方便地研究两个分力的作用效果和一个力 的作用效果是否相同?
第九页，共五十二页。
(2)实验中是如何保证F1、F2与合力F的作用效果相同的? 实验中,两次将弹簧的结点拉到____同__一__位__置,即O两次使橡皮筋的形变情况_____,我们相就同认为F1、F2 与合力F的作用效果是_____的。 相同 (3)实验中要记录哪些信息? 实验中要记录的信息有:__O_点___的__位__置、弹簧测力计每次的示数、_____对__应__细__绳__的__方。向 (4)在记录信息时木板水平放置与竖直放置时有何区别?如何把力直观形象地表示出来? 提示:木板竖直放置时,由于受弹簧测力计自身重力的影响,会使弹簧测力计的读数存在误差,所以
应使木板水平放置。要想把力直观形象地表示出来需要同学们作出三个力的图示。
第十页，共五十二页。
(5)观察两只弹簧测力计的示数之和是否等于一只弹簧测力计的示数?力的合成是不是简单地相加 减? 提示:一只弹簧测力计的读数不等于两只弹簧测力计的读数之和,而是比两只弹簧测力计读数之和 小一些。可见力的合成并不是简单地相加减。 (6)这两个力的合力可能与这两个力的什么因素有关? 提示:因为力是矢量,两个力的合力不但与这两个力的大小有关,还与这两个力的方向有关。
第七页，共五十二页。
探究点2 同一直线上力的合成的方法
如图所示，一辆小车可以由一个人拉着向前运动，也可以由两个人反向拉着或一个人推着另一个人 拉着向前运动。
请结合图思考如何求同一直线上两个力的合力?
第八页，共五十二页。
探究点3 探究求互成角度的两个力的合力的方法 如图所示,用两个弹簧测力计或一个弹簧测力计分别使橡皮筋沿AO方向伸长至O点。 (1)我们通过实验来探究力的合成的规律,如何才能方便地研究两个分力的作用效果和一个力 的作用效果是否相同?
第九页，共五十二页。
(2)实验中是如何保证F1、F2与合力F的作用效果相同的? 实验中,两次将弹簧的结点拉到____同__一__位__置,即O两次使橡皮筋的形变情况_____,我们相就同认为F1、F2 与合力F的作用效果是_____的。 相同 (3)实验中要记录哪些信息? 实验中要记录的信息有:__O_点___的__位__置、弹簧测力计每次的示数、_____对__应__细__绳__的__方。向 (4)在记录信息时木板水平放置与竖直放置时有何区别?如何把力直观形象地表示出来? 提示:木板竖直放置时,由于受弹簧测力计自身重力的影响,会使弹簧测力计的读数存在误差,所以
应使木板水平放置。要想把力直观形象地表示出来需要同学们作出三个力的图示。
第十页，共五十二页。
(5)观察两只弹簧测力计的示数之和是否等于一只弹簧测力计的示数?力的合成是不是简单地相加 减? 提示:一只弹簧测力计的读数不等于两只弹簧测力计的读数之和,而是比两只弹簧测力计读数之和 小一些。可见力的合成并不是简单地相加减。 (6)这两个力的合力可能与这两个力的什么因素有关? 提示:因为力是矢量,两个力的合力不但与这两个力的大小有关,还与这两个力的方向有关。
课件2：3.4力的合成和分解
Fy =F1y+F2y+F3y+…
F Fx2 Fy2
1、先建立直角坐标系（让
尽可能多的力落在这个方向
上，这样就可以尽可能少分
解力）
2、将各力沿坐标轴分解
3、分别求出沿各坐标轴方
向的合力Fx 、 Fy 4、最后求得合力F
F的方向与 x轴夹角θ：
tan Fy
Fx
如图，重为500N的人通过滑轮的轻绳牵引重200N的 物体，当绳与水平成60o角时，物体静止，不计滑轮与 绳子的摩擦，求地面对人的支持力和摩擦力。
G
G
G
G
3、已知力的分解的定解条件
F1
（1）已知两分力的方向
o
F
一个解
（2）已知一个分力的 F1
F2
大小和方向 一个解
O
F
F2
（3）已知两个分力的大小
F1
F2
F F2
F
F1
F2
o
o
F1
两个解
（4）已知F1的方向和F2的大小
F2d
F2c
o
F2a
F2b
F
F2=Fsinθ 一个解
Fsinθ<F2<F 两个解
二力同向
5N
10N
二力反向
5N
10N
5N 10N
F=5N + 10N=15N
5N 10N
F=10N – 5N=5N
互成角度的两个力的合成
思考
F
F1
F2
如图所示，当F1、F2 互
成一定角度时，它们的
合力大小还是F1+F2 吗? 结论： F ≠ F1 + F2
3.4力的合成和分解课件-高一上学期物理人教版
力的分解的讨论
④ 当F2＞F时，有唯一解 F1的方向
α F
F2
古之成大事者，不惟有超世之才，亦有坚忍不拔之志
合力与分力的大小关系
在两个分力F1、F2大小不变的情况下，
（1）两个分力的夹角θ越大，合力越小；
（2相互）合力大小范围 作
F1 F2 F F1 F2
用
（3）合力可能大于、等于或小于分力 (4)θ＝120°且F1 = F2时， ｜F合｜= ｜F1 ｜= ｜F2 ｜
实验：探究两个互成角度的力的合成规律
1、怎么保证两个分力 与合力的作用效果相 同？
2、需要记录哪些实验数 据？
3、力的方向怎么记录？
实验步骤：
古之成大事者，不惟有超世之才，亦有坚忍不拔之志
步骤1. 用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条， 使橡皮条伸长到达某一位置o，记下o点的位置，读出并记录两个弹簧测 力计的示数(F1和F2的大小） ，同时记录两根细线的方向(F1和F2的方 向）。
形,如图所示,则这三个力的合力一定为零。
(2)表示多个共点力的有向线段首尾相接,从第1个力的始端指向
最后1个力的末端的有向线段代表合力的大小和方向,如图所示。
如果这些力首尾相接围成一个闭合的多边形,则其合力一定为零。
三个力的合力取值范围
【例3】三个共点力大小分别为5N、10N、
12N，其最大合力为__2_7__N，最小合力为__0__N
最大值：Fmax=F1+F2+F3
最小值：先求两个较小力F1，F2的合力范围
（1）若最大力F3在合力范围之内，Fmin=0
（2）若最大力F3不在合力范围之内，Fmin=F3-(F1+F2)
力的分解的讨论
物理人教版(2019)必修第一册3.4力的合成与分解(共50张ppt)
直向上.求这两个力的合力F 的大小和方向 .
15 N
F2
F 方法一：作图法
大小: F = 15×5 N= 75 N
53° F1
方向:与F1成53°斜向右上方
版权所有：徐圣钦 QQ：894665727
典型题
例1. 力F1＝45 N，方向水平向右. 力F2＝60 N,方向竖 直向上.求这两个力的合力F 的大小和方向 .
④合力的取值范围：｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2
F2=10 N
F合=10 N
60°
o
F1=10 N
当两个大小相等的分力夹角为120°时合力与分力相等
思考与讨论： 若F1、F2大小一定,夹角增大，合力如何变化？ 合力什么时候最大，什么时候最小？ 合力的范围如何？
①θ＝0°时，合力最大
②θ＝180°时，合力最小
③ F1和F2 大小不变时， F合 随F1和F2的 夹角增大而减小.
第三章 相互作用——力
3.4力的合成和分解
本山大叔你错了
在算错的情况下不等于2
通过这节课学习我们可以知道：即使在算正确的情况下也不等于2.
《曹冲称象》是人人皆知的历史故事，请同学们结合下面的图片回忆 故事情节，细心体会曹冲是怎样“称出”大象的重量的？采用的是什 么方法？
“等效替代”
版权所有：徐圣钦 QQ：894665727
方法二：计算法（只适用于特殊角）
由直角三角形可得
F2
F合
F合 F12 F22 75 N
方向：斜向右上方
与F1成
tan θ 4 3
F1
版权所有：徐圣钦 QQ：894665727
练一练
F1与F2为作用在同一物体上的两个力，F1=10 N，F2=10 N，
物理人教版(2019)必修第一册3.4力的合成与分解(共40张ppt)
2
例题2:滑轮悬挂一个质量为2kg物体，两个绳子的夹角为60°，求：绳上张力
的大小？
F
F
3.其他力的力的合成：构建直角（下节正交分解）
课堂小结
力的合成（平行四边形定则）
分力
思想：等效替代
力的分解（平行四边形定则）
合力
思考：合力的范围
F2
F合
F2的大小
F1
∣F1-F2∣< F合 < F1+F2
正交分解：依据平行四边形定则，将一
个力分解为Fx和Fy两个相互垂直的分力
的方法，叫力的正交分解。是构建直角
的一种方法。
【例1】物体放在粗糙的水平地面上，物体重50N，受到斜向上方向与
水平面成300角的力F作用，F = 50N，物体仍然静止在地面上，如图1所
示，求：物体受到摩擦力和地面的支持力分别是多少？
绳的拉力F1=_______,
墙的支持力F2=_________,
按（某个力）效果分解：物体受三个力
平衡时，依据平行四边形定则，将一个
力分解为与另外两个分力共线的方法，
叫力的效果分解。是强调了某个力的作
用效果，一般分解重力。
将一个物体放在倾角为θ的斜面上，物体受重力G。现在需要沿平行于
斜面方向和垂直于斜面方向对物体的运动分别进行研究，把重力G沿
计算：力的合成
1、同一条直线上的两个力合成
2、探究两个互成角度的力的合成规律
使物体发生形变
力的作用效果
改变物体的运动状态
试一试：
你能否设计可行的实验方案？
实验：探究两个互成角度的力的合成规律
请阅读教材69页中“实验”栏目下的内容，回答如下问题：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
F
向。这个法则叫平行四边形定则。
F1
●三、矢量和标量
●【自主学习】阅读课本P70“矢量和标量”,并对知识点进行归
纳总结.
方向
平行四边形定则
位移、速度、加速度、力
1. 矢量：既有大小，没又有有_________,相加时算遵数从法则 ___________
●的 物 理 量 叫 做 矢 量质，量如、：路_程_、_ _功_、_ _电_ _流_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
【例题1】用作图法画出夹角分别为60°、90°、120°、150° 的两个力的合力.求它们的夹角是0°和180°时的合力.比较求 得结果,并思考讨论下列问题:
F
F
F
F
小思结考两:力合成的变化规律：
12..当两(((何312)))两个时合当两个力合力 两个一的分力一 个分力合最人定 分两力大力大比 力一的人小大?分大夹何般不小一力小角时心变的大一般不合，取，吗定同心力合值？时它有最，力范,们合小钱的围无的力?大：难合钱随合|小F力买分力堪1随的-力是F针买着取2夹否|≤。两值金F角相个范≤—变同；F分围《化1？+力是而F增夹什2变角广么化。的?贤的增规文大律》而是减什小么? 。
进行实验：
小组活动1. 测量分力F1、F2和它们的合力F的大小和方向。
小组活动2. 选择适当的标度，用力的图示准确画出分力F1、F2 和它们的合力F，并观察猜想它们的关系。
分析与论证：
F2
两个力合成时，以表示这两个力的线
实验结论： 段为邻边作平行四边形，这两个邻边
之间的对角线就代表合力的大小和方 O
A.这不可能,因为该同学根本没有用力去推衣橱
B.这不可能,因为无论如何该同学的力气也没那么大
C.这不可能,A板对衣橱的推力不可能大于该同学的重力
D.这有可能,A板对衣橱的推力可以足够大
课堂小结
力 1.合力与分力
的
效果相同，等效替代
合 2.力的合成和分解
成
平行四边形定则
F2
F O
F1
和
科学探究：问题、证据、解释、交流
F1=Gsin θ，F2=Gcos θ
拓展延伸:高架桥为什么需要很长的引桥?
[变式训练] 某同学想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也推 不动,他回忆起物理课堂上学习的“力的分解”知识,便想了个妙招. 如图所示,他用A、B两块木板,搭成一个底角较小的“人”字形架, 然后往中央一站,衣橱被推动了,下列说法中正确的是D( )
一、分力与合力
F1
F2
F
F1
F2 F
探思究考活：动1.：当两两位个同力学共一同起作把用弹和簧一拉个长力，单 一独个的同作学用自效己果也相可同以时使,它弹们簧之发间生是同否样可的 形以变相。互从替把代弹? 簧拉长的效果来看,两组 同2学.举活例动说的明效生果活相中同还的有吗哪？些情Hale Waihona Puke 两个力可以被一个力等效替代？
一、分力与合力
1．分力与合力：
一个力对物体作用产生的效果和几个力共同作用效果 相同时，这个力叫那几个力的合力，那几个力叫这个 力的分力．
效果相同
2. 合力
分力
等效替代
3. 力的合成： 求几个力的合力的过程。
●力的分解：求一个力的分力的过程。 思考：力的合成和分解遵循什么规律？
二、力的合成和分解
提出问题： 若两个力成一定的角度,则分力与合力的关系?
3F
4F
5F
F = F 1+F2
探究两个互成角度的力的合成规律
设计实验：
小组交流讨论：
1．.同研一究次对实象验是橡谁皮?条如的何结得点到要合拉力到F与同分一力个F位1、置O. F2.2要?怎记样录保结证点合的力位与置分,用力力的的作图用示效描果述相力同的？大小和方向,在实验过程中记录 2何力点．确的,其实定方连验？向线过如(方结程何向合中准就初需确是中要直力所记观的学录地方的哪描向两些述）点数力确据的定?大力一小的条和方直方向线向如的?规律,沿着细绳套点两个 3.弹簧测力计要校零,读数时正视刻度,应使拉力沿着弹簧的轴线方向,橡皮 3条．、为弹减簧小测误力差计测和量细时绳要套注要意与哪纸些面问平题行？,选择适当的标度作力的图示,所作 的图不宜过小或过大。
分
解 3.矢量和标量
【拓展作业】
1.如图所示，青岛胶州湾跨海大桥全长36.48公里，横跨胶 州湾，漂亮的大桥上有三座航道桥。其中的红岛航道桥为独 塔双索面斜拉桥，结构新颖，形式独特。那么两侧钢索的拉 力和重力有什么关系？请你上网查阅资料，利用所学知识了 解斜拉桥的原理。
思考：如果已知合力F，该如何求它的分力呢？ 若没有条件限制，将一个力F分解，结果是唯一的吗？
F
没有条件限 制，一个力
可分解为无
数组不同的
分力
【例题2】 如图，把一个物体放在倾角为θ的斜面上，物体受重 力G(物体还受到其他力的作用,图中没有画出)。现在需 要沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向对物体的运动 分别进行研究，请把重力沿平行于斜面和垂直于斜面 方向分解为F1和F2，求两个分力的大小。