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1、第三章第三章 相互作用相互作用 第第4 4节 力的合成力的合成2021/8/11 星期三1丙丙乙乙小车在甲乙二人的共同作用下向右以小车在甲乙二人的共同作用下向右以V0做匀速直线运动做匀速直线运动小车在丙的推力作用下也以小车在丙的推力作用下也以V0向右做匀速直线运动向右做匀速直线运动2021/8/11 星期三2大人提水使水桶静止在空中大人提水使水桶静止在空中两个小孩提水也使水桶静止在空中两个小孩提水也使水桶静止在空中2021/8/11 星期三3 乙乙丙丙F甲甲F乙乙GF大人大人GF摩摩F摩摩F丙丙F女女F男男结论：一个力的作用效结论：一个力的作用效果可以与两个或者更多果可以与两个或者更多力的作用
2、效果相同力的作用效果相同2021/8/11 星期三41 1、合力：当、合力：当一个物体受几个力共同作用的时候，一个物体受几个力共同作用的时候，我们常常可以我们常常可以求求出这样一个力，这个力产生出这样一个力，这个力产生的的效果效果跟原来几个力共同作用产生的跟原来几个力共同作用产生的效果效果相相同，这个力就叫那几个力的合力，原来的那同，这个力就叫那几个力的合力，原来的那几个力叫做分力。几个力叫做分力。2 2、力的合成：、力的合成：求求几个力的合力的过程。几个力的合力的过程。一.合力 力的合成2021/8/11 星期三5GT1T2思考题：思考题：左上图中的物体除受到重力左上图中的物体除受到重力G、
3、绳子的张力、绳子的张力T1和和T2外，还受到外，还受到T1和和T2的合力的合力T，对吗？，对吗？T？思思考考2021/8/11 星期三6力的合成是一种力的合成是一种等效替代等效替代的方法，即用一的方法，即用一个个假设假设的力去代替几个共同作用的力，代的力去代替几个共同作用的力，代替后产生的效果与原来几个力共同作用时替后产生的效果与原来几个力共同作用时相同。相同。力的合成中，分力是客观存在的物体真实力的合成中，分力是客观存在的物体真实受到的力，合力是受到的力，合力是假想力假想力，用于等效替代，用于等效替代分力。分力。分力合力替代等效2021/8/11 星期三7二、力的合成遵循的规律1、同一直线上
4、两个力合成（1）同一直线上，方向）同一直线上，方向相同相同的两个力的合力的两个力的合力大小大小等于两个力的等于两个力的大小之和大小之和，方向跟这两个力的方向相同。，方向跟这两个力的方向相同。F1F2F合F1F2F合（2）同一直线上，方向）同一直线上，方向相反相反的两个力的合力的两个力的合力大小大小等于这两个力的等于这两个力的大小之差大小之差，合力的方向跟，合力的方向跟较大力方较大力方向向相同。相同。2021/8/11 星期三8两小孩的两小孩的F合合=？GF1F2？目的：目的：验证不在同一直线上的力的合力是否也等于分力之和验证不在同一直线上的力的合力是否也等于分力之和思路：思路：都需要知道哪些物
5、理量？如何知道？需要哪些器材？都需要知道哪些物理量？如何知道？需要哪些器材？如何验证？如何验证？2021/8/11 星期三9F2mF1G结论：当两分力有一定夹角时合力大小并非分力的大小之和结论：当两分力有一定夹角时合力大小并非分力的大小之和演示2021/8/11 星期三10？问问题题那互成角度的两个力合成时遵循那互成角度的两个力合成时遵循什么样的规律呢？请你设计出探什么样的规律呢？请你设计出探究此规律的实验方案究此规律的实验方案F合合=？F1F22021/8/11 星期三11实验：探究互成角度的二力合成规律问题1：都需要测量哪些物理量？问题2：用什么方法找出分力F1、F2及合力F的大小及方向?
6、问题3：怎样才能使合力F的作用效果与两分力F1、F2作用效果相同?问题4：实验过程中需要记录哪些实验数据?怎样直观简洁的描述力的大小和方向？F合合=？F1F2注意：注意：1、为了尽可能减小实验误差，你的实验方案最好、为了尽可能减小实验误差，你的实验方案最好 能很方便得多测几组数据能很方便得多测几组数据2、实验数据测量要尽可能准确、实验数据测量要尽可能准确2021/8/11 星期三12GOE对得到的数据怎样直观简洁的描对得到的数据怎样直观简洁的描述力的大小和方向？述力的大小和方向？2021/8/11 星期三132.平行四边形定则 求互成角度的两个力的合力时，以表示这求互成角度的两个力的合力时，以
7、表示这两个力的有向线段作为邻边作平行四边形，两个力的有向线段作为邻边作平行四边形，这两个这两个邻边之间邻边之间的对角线的对角线就代表合力的大小就代表合力的大小和方向。这个规则叫做平行四边形定则和方向。这个规则叫做平行四边形定则.F1F2F 平行四边形定则适用于所有矢量的合成平行四边形定则适用于所有矢量的合成.2021/8/11 星期三14三、应用规律三、应用规律 指导实践指导实践例例1：力：力F1=60N,方向水平向右，力方向水平向右，力F2=60N,方方向竖直向上向竖直向上 ，这两个力，这两个力 均作用在同一物均作用在同一物体的同一点上，求这两个力的合力体的同一点上，求这两个力的合力F的大小
8、的大小和方向和方向.解：解：(1)(1)作图法作图法.如右图所示，用如右图所示，用8mm8mm长的线段长的线段表示表示15N15N的力，的力，以点以点O O 为作用点，为作用点，沿水平方向作有向线段沿水平方向作有向线段OAOA，使，使OA=32mmOA=32mm表示力表示力F F1 1，沿竖直向上的方向沿竖直向上的方向 作有向线段作有向线段OBOB，使，使OB=32mmOB=32mm表示力表示力F F2 2。以。以OAOA、OBOB为邻边作平行四边形为邻边作平行四边形OACBOACB，则则 有向线段有向线段OCOC的方向表示合力的方向表示合力F F的方向，的方向，有向线段有向线段OCOC的长度
9、表示力的长度表示力F F的大小的大小.用直尺量出用直尺量出OCOC约为约为45.2mm,45.2mm,则则F=45.2/815N=84.75N,F=45.2/815N=84.75N,用量角器量得合力用量角器量得合力F F与水平分力与水平分力F F1 1间的夹角为间的夹角为 45.45.F合OF1F215N2021/8/11 星期三15总结：作图法求合力时作图时的注意事项：（1）合力、分力要共点，实线、虚线要分清；）合力、分力要共点，实线、虚线要分清；（2）合力、分力的标度要相同，作图要准确；）合力、分力的标度要相同，作图要准确；（3）对角线要找准）对角线要找准OF1F2F合2021/8/11
10、星期三16(2)(2)计算法计算法.如图所示，分别作出力的如图所示，分别作出力的示意图，则示意图，则F=F=84.85N,=84.85N,tan=Ftan=F2 2/F/F1 1=60N/60N=1,=60N/60N=1,=45.=45.OF1F2F合2021/8/11 星期三17120o60oF2=60NF1=60NF1=60NF2=60N求解当两力夹角为当两力夹角为60o时，合力？时，合力？当两力夹角当两力夹角120o时，合力？时，合力？结合刚才得到的当两力夹角是结合刚才得到的当两力夹角是90o时，合力为时，合力为84.85N，关于两分力大小一定时合力大小与，关于两分力大小一定时合力大小与
11、两分力之间夹角的关系，你能得到什么规律？两分力之间夹角的关系，你能得到什么规律？思思考考F合合=103.9NF合合=60N2021/8/11 星期三18（1）两分力大小确定时，夹角由0o增大到180o的过程中，合力F的大小怎样变化？（2）什么情况下合力最大？最大值等于多大？什么情况下合力最小？最小值等于多少？（3）合力F是否总大于原来的两个力F1和F2？当两分力大小一定时，合力随两分力夹角的增大而减小当两分力大小一定时，合力随两分力夹角的增大而减小两分力方向相同时合力最大，方向相反时最小两分力方向相同时合力最大，方向相反时最小合力可能大于、等于、小于分力合力可能大于、等于、小于分力 F1-F2
12、 F F1+F2演示2021/8/11 星期三19 先求出任意两个力的合力，再求出这个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。成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。F1F2F3FF12多力合成的方法：多力合成的方法：2021/8/11 星期三20F1F2放在光滑水平桌面上的圆盘，受到如图所示放在光滑水平桌面上的圆盘，受到如图所示的力的作用，且两力大小相等，则此时这两的力的作用，且两力大小相等，则此时这两个力可以合成吗？个力可以合成吗？思思考考OGF12021/8/11 星期三21
13、四.共点力 如果一个物体同时受两个或更多个力的作用，这些力共同作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的力的作用线的延长线相交于同一点，这几个力叫做共点力。力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力2021/8/11 星期三222021/8/11 星期三232021/8/11 星期三242021/8/11 星期三25细绳拉着风中的气球细绳拉着风中的气球2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三27为什么要进行力的合成？在大量的实际问题中，物体不只受一个力，在大量的实际问题中，物体不只受一个力，而是同时受到多个力，为了研究问题的方而是同时受到多个力，为了研究问题的方便，我们把几个力的作用效果用一个力来便，我们把几个力的作用效果用一个力来代替，这样就可以把较复杂的问题转化为代替，这样就可以把较复杂的问题转化为较简单的问题来处理，这就是力的合成较简单的问题来处理，这就是力的合成？思思考考2021/8/11 星期三282021/8/11 星期三29