中職物理第一單元 運(yùn)動(dòng)和力4 力的合成與分解完整版ppt課件

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力的合成與分解4閱讀提示：①什么是合力？什么是共點(diǎn)力，共點(diǎn)力的合成遵循什么定則？②什么是力的平行四邊形定則？③什么是力的分解？力的分解遵循什么定則？④如何進(jìn)行力的分解？ 力的合成與分解4①力的合成（一）什么叫合力 一桶水可以由兩個(gè)人共同提起，也可以由一個(gè)人提起，如圖1-25所示；圖1-25 人提水桶一盞電燈可以用兩種不同的方式懸掛，如圖1-26所示。顯然拉力F的作用效果與F1和F2的共同作用效果相同。圖1-26 懸掛的電燈在很多情況下，物體受力不止一個(gè)，而是同時(shí)受到幾個(gè)力的作用。如果一個(gè)力的作用效果跟這幾個(gè)力的共同作用產(chǎn)生的效果相同，那么，我們就把這個(gè)力叫做那幾個(gè)力的合力。（二）什么叫力的合成求幾個(gè)已知力的合力，叫做力的合成。②什么叫做共點(diǎn)力如果幾個(gè)力都作用于物體的同一個(gè)點(diǎn)，或它們的作用線相交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力就叫做共點(diǎn)力。③共點(diǎn)力合成定則—力的平行四邊形定則 （一）力的平行四邊形定則求互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力的合力時(shí)，可以用表示這兩個(gè)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就表示合力F的大小和方向，這叫做力的平行四邊形定則。F1F2oα（二）從力的平行四邊形定則可以看出：（1）合力的大小和方向不僅與分力F1和F2的大小有關(guān)，還與它們間的夾角有關(guān)。F1F2F合2F合1（2）當(dāng)F1和F2的大小一定時(shí)，它們間的夾角越小，合力越大；夾角為零時(shí)，即二力方向相同時(shí)，它們的合力最大，等于二力的數(shù)值之和，其方向與二力的方向相同；它們間的夾角越大，合力就越小；當(dāng)夾角為1 80°時(shí)，即二力方向相反時(shí)，合力最小，等于二力數(shù)值之差，其方向與較大的力的方向相同。 F1F2F合F1F2F合（三）有兩個(gè)以上的共點(diǎn)力作用在物體上,用平行四邊形定則求它們的合力的方法. 如果有兩個(gè)以上的共點(diǎn)力作用在物體上，也可以用平行四邊形定則求它們的合力：先求出任意兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力，直到把所有的力都合成完，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。F1F2F3F13F合兩個(gè)人同拉一輛小車(chē)，一人用45 N的力向北拉，另一人用60 N的力向東拉，求這兩個(gè)力的合力大小和方向。解：用作圖法求解。以6 mm長(zhǎng)的線段表示15 N的力，作F1=45 N，F(xiàn)2=60 N的圖示，然后根據(jù)力的平行四邊形定則以F1和F2為鄰邊做平行四邊形，如圖所示，用刻度尺量得表示合力F的對(duì)角線長(zhǎng)為30 mm，所以合力的大小是例題用量角器量得F與F2的夾角為37°。F2F1α15 NF本題也可以用計(jì)算法求解。由題意知F1和F2互相垂直，所以得到的四邊形是一個(gè)矩形，由勾股定理可求出： 又查三角函數(shù)表得α= 37°。④ 分力、力的分解（一）什么叫分力在實(shí)際生產(chǎn)和生活中，作用在物體上的一個(gè)力往往在不同的方向上產(chǎn)生幾個(gè)效果。拖拉機(jī)拉著耙來(lái)耙地，如圖1-29所示，作用在耙斜向上方的拉力產(chǎn)生兩個(gè)效果：一個(gè)水平的力F1使耙前進(jìn)，一個(gè)豎直向上的力F2把耙上提。有時(shí)為了研究力的作用效果，可以把力按它起作用的方向分解成兩個(gè)力來(lái)代替，這兩個(gè)力就叫做力的分力。（二）什么叫力的分解求已知力的分力叫力的分解。圖1-29（三）力的分解所遵守的定則 因?yàn)榉至Φ暮狭褪窃瓉?lái)被分解的那個(gè)力，所以力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，同樣遵守平行四邊形定則。把一個(gè)已知力F作為平行四邊形的對(duì)角線，那么與力F共點(diǎn)的平行四邊形的兩個(gè)鄰邊，就表示力F的兩個(gè)分力。（四）一個(gè)已知力怎樣分解由于有相同對(duì)角線的平行四邊形有無(wú)數(shù)個(gè)，如圖1-30所示。也就是說(shuō)，同一個(gè)力F可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向都不同的分力。F圖1-30?一個(gè)已知力究竟該怎樣分解呢？?這就要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定。下面通過(guò)兩個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。（五）實(shí)例進(jìn)行力的分解（1）分解：拉動(dòng)水平面上物體向前運(yùn)動(dòng)且與水平方向成a角的拉力。放在水平面上的物體在一個(gè)與水平方向成a角的拉力F的作用下，向前運(yùn)動(dòng)，如圖1-31所示。aFF1F2力F1和F2的大小為拉力F一方面拉著物體沿水平面向前運(yùn)動(dòng)，另一方面向上提物體使物有向上的趨勢(shì)，減少了物體對(duì)地面的壓力。根據(jù)實(shí)際作用效果，拉力F可分解為沿水平方向使物體向前運(yùn)動(dòng)的分力F1和在豎直方向使物體向上的分力F2。力F1和F2的大小為(2)分解：沿光滑斜面下滑的物體的重力GθABCQNOF1F2θ 已知斜面的傾角θ，就可以求出分力F1和F2的大小。由于直角三角形ABC和OQN相似，所以 ∠QON=∠BAC= θF1=G sin θ F2=Gcos θ (2)分解：沿光滑斜面下滑的物體的重力 在光滑斜面上的物體受到豎直向下的重力，這個(gè)重力一方面使物體沿著斜面下滑，另一方面使物體壓緊斜面。根據(jù)實(shí)際作用效果重力G可以分解為平行于斜面使物體沿斜面下滑的分力F1，和垂直于斜面使物體緊壓斜面的分力F2，如圖1-32所示。(3)一個(gè)已知力究竟該怎樣分解呢？ 分解一個(gè)力時(shí)，先要分析這個(gè)力對(duì)物體產(chǎn)生的實(shí)際作用效果，然后根據(jù)這些效果判定出分力的方向（或大小），再用力的平行四邊形定則對(duì)它進(jìn)行分解。思考與討論1.兩個(gè)力的合力的大小是否一定比分力大？答；不一定。2.已知一個(gè)力，要求出唯一的一對(duì)分力，需要什么條件？解析：能以兩分力為鄰邊組成唯一平行四邊形的情況下都有唯一的解. A.已知兩個(gè)分力的方向 。B.已知一個(gè)分力的大小和方向。？復(fù)習(xí)與鞏固 (p32)1.兩個(gè)力，一個(gè)是30 N ，另一個(gè)是40N，當(dāng)它們的方向相同時(shí)，合力的大小是—— N，當(dāng)它們的力向相反時(shí)．合力的大小是—— N，當(dāng)這兩個(gè)力的夾角是90°時(shí)，其合力的大小是—— N，方向是70105030 N 40 N θ 查三角函數(shù)表得θ=37° 合力與40N力之間的夾角θ=37°。———————————————2.F1、 F2為作用在同一物體上的兩個(gè)力F1=20 N，F(xiàn)2=4 N，它們的合力大小可能是下列數(shù)值中的—————————————。這些數(shù)值是3N、4N、5N、22N、23 N、 24 N、25 N。 22N、23N、24N、3．一個(gè)氣球除受到重力G=3N外，還受到風(fēng)的水平推力F2=12N和空氣浮力F1=8N。如圖1-33所示，求氣球受到的合外力。 GF1F2解：重力G和浮力F1的合力F1G=8N-3N=5NF1GF1G和F2相互垂直，由勾股定理得；F合θ 查三角函數(shù)表得θ=22.6° 4．在圖1-34甲中，已知合力，及一個(gè)分力F1，在圖1-34乙中知道合力及兩個(gè)分力的方向，用作圖法求出來(lái)知的分力． oF1F圖1-34甲連接線段FF1,A過(guò)O點(diǎn)作線段FF1的平行線OA,過(guò)F點(diǎn)作線段OF1的平行線FB,B則OB就是所求分力。圖1-34乙FoABF1F2過(guò)F點(diǎn)作線段OB的平行線,過(guò)F點(diǎn)作線段OA的平行線,則兩個(gè)分力F1、F2如圖所示。 5．騎自行車(chē)的人，沿傾角為30°的斜坡向下行駛，人和車(chē)共重800 N，求使車(chē)下滑的力和使車(chē)壓緊斜面的力各是多少？ 30°解：已知斜坡傾角為30°，人和車(chē)的重量G=800N，GF1F2O30°重力G可分解為使車(chē)下滑的力F1和使車(chē)壓緊斜面的力F2∵∠GOF2=30°∴F1=Gsin30°=800N×0.5=400N F2=Gcos30°=800N×0.866=692.8N答：車(chē)下滑的力和使車(chē)壓緊斜面的力各是400N、692.8N.6．圖1-35所示，物體A所受到的推力，應(yīng)如何分解？計(jì)算各分力的大小. 解：推力F可分解為使物體向上的力F1和使物體A壓緊豎直面的力F2F1=Fcosθ;F2=FsinθFθF1F27．圖1-36所示，質(zhì)量為m的球形物體所受的重力應(yīng)該怎樣分解？并計(jì)算各分力的大小。解：質(zhì)量為m的球形物體所受的重力G=mg，G可分解為壓緊豎直壁面壓緊力F1和拉緊懸繩的拉力F2GF1F2θ