第三章 相互作用 第四节 力的合成.ppt

* 第三章 相互作用 第四节 力的合成 学习目标： 1.知道共点力、合力与分力的概念． 2．理解合力与分力的“等效替代”关系，知道“等效替 代”是一种重要的科学方法． 3．掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力． 重点难点：1.应用平行四边形定则求合力． 2.合力与其分力的大小关系． 目标导航 情境2：一桶水，小孩需要二个人才能提起，而大人只需要一个就能很轻松地提起它，就力的作用效果而言，小孩与大人的作用效果是否一样？ 情境1：小时候我们听说过曹冲称象的故事，他是怎样称出大象的重量的？ 今天我们学习力的合成，将接触一种很重要的物理思想方法—— 等效代替。 1、合力与分力 当一个物体受到几个力共同作用时，我们可以用一个力来代替这几个力，这个力的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力． 一、基本概念 2．力的合成 求几个力的合力的过程或求合力的方法叫力的合成． 3、共点力： 几个力如果都作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力 图1 图2 图3 如图1、图2为共点力；而图3为非共点力． F G T N T1 T2 G G F1 F2 二、探究力的合成的方法 F1=4N F2=3N F1=4N F2=3N F=7N F1=4N F2=3N F=1N F1=4N F2=3N 1、同一直线上的几个力的合力 结论：同一直线上的几个力的合力的求解直接加减． 模拟实验：弹簧秤、钩码 结论：互成角度的几个力合力的求解不能直接加减． 甲 F 2、互成角度的力的合成 乙 F1 F2 F1 F2 甲、乙的作用效果相同，都将重物吊起。 互成角度的力F1、F2的合力F满足平行四边形法则。 经过很多次的、精细的实验，最后确认，对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示F1、F2的合力。 归纳：可见互成角度的两个力的合成，不是简单的将两个力相加减，而是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就表示合力的大小和方向。这就叫平行四边形定则． F1 F F2 o 　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。 解：方法一：（作图法） 取8mm长的线段表示15N的力 　作出力的平行四边形定则如图所示 　　合力大小F＝15 N × (40/8)=75N 合力方向：与F1的夹角为53° 　　 或与水平方向成53° 方法二： （计算法） 还可作出力的示意图，进行计算求解 特别提醒：(1)作图时，合力、分力要共点，实线、虚线要分清，标度要统一且适当． (2)作图法和计算法均为矢量运算的通用方法． 【思路点拨】　利用平行四边形定则求合力的方法有作图法和计算法．作图法要选取统一的标度，严格作出力的图示，然后再去量度合力对应的对角线的大小和方向；而计算法只要根据平行四边形定则作出示意图，再利用三角形知识求出合力的对角线即可． 合力与分力间的大小关系 (1)两分力同向时合力最大：F＝F1＋F2，方向与两力同向； (2)两分力方向相反时，合力最小：F＝|F1－F2|，方向与两力中较大的力同向； (3)两分力成某一角度θ时,如图3－4－4所示，合力大小的范围是： |F1－F2|≤F≤F1＋F2. 图3－4－4 多个力的合成 F1 F2 F3 F4 F12 F123 F1234 将任两力合成，再与其它力合成，直到求出最终的合力。 * * *