《力的合成和分解》相互作用——力PPT課件
第一部分內容：學習目標
1.知道合力、分力以及力的合成、力的分解的概念．
2．理解平行四邊形定則是一切矢量合成的普遍法則，會用平行四邊形定則求合力，知道分力與合力間的大小關系．(重點)
3．知道共點力的概念，力的分解原則，會用作圖法、計算法求合力．(難點)
4．知道力的三角形定則，會區別矢量和標量．(重點，難點)
5．會用正交分解法求分力．
6．會通過實驗探究力的平行四邊形定則.
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力的合成和分解PPT，第二部分內容：新知探究
基礎梳理
一、合力與分力
1．共點力：作用在物體的__________或者延長線__________的一組力．
2．當物體受到幾個力的共同作用時，可以用一個力代替它們，這個力產生的效果跟原來幾個力的__________相同，那么這個力就叫做那幾個力的_____，原來的幾個力叫做這個力的_____．
二、力的合成和分解
1．力的合成定義：求_______________的過程．
2．平行四邊形定則：兩個力合成時，以表示這兩個力的線段為______作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的____________就代表合力的大小和方向．
3．多力合成的方法：先求出____________的合力，再求出這個合力與____________的合力，直到把所有的力都合成進去，最后得到的結果就是這些力的合力．
4．分解法則：遵循平行四邊形定則．把一個已知力F作為平行四邊形的____________，與力F共點的平行四邊形的兩個______，就表示力F的兩個分力F1和F2.
5．力的分解依據
一個力可以分解為兩個力，如果沒有限制，一個力可以分解為______對大小、方向不同的分力．
三、矢量和標量
1．矢量：既有大小，又有方向，合成時遵守__________________或__________________的物理量．
2．標量：只有大小，沒有方向，求和時按照____________相加的物理量．
自我檢測
思維辨析
(1)合力及其分力可以同時作用在物體上． ( )
(2)幾個力的共同作用效果可以用一個力來代替．( )
(3)兩個力的合力一定比其分力大．( )
(4)在進行力的合成與分解時，都要應用平行四邊形定則或三角形定則．( )
(5)既有大小又有方向的物理量一定是矢量．( )
(6)對物體受力分析時，只能畫該物體受到的力，其他物體受到的力不能畫在該物體上．( )
基礎理解
(1)某同學在單杠上做引體向上，在圖中的四個選項中雙臂用力最小的是( )
提示：選B.根據兩個分力大小一定時，夾角增大，合力減小可知：雙臂拉力的合力一定(等于同學自身的重力)，雙臂的夾角越大，所需拉力越大，故雙臂平行時，雙臂的拉力最小，各等于重力的一半，故B正確．
(2)(多選)如圖所示是李強同學設計的一個小實驗，他將細繩的一端系在手指上，細繩的另一端系在直桿的A端，桿的左端頂在掌心上，組成一個“三角支架”．在桿的A端懸掛不同的重物，并保持靜止．通過實驗會感受到( )
A．細繩是被拉伸的，桿是被壓縮的
B．桿對手掌施加的作用力的方向沿桿由C指向A
C．細繩對手指施加的作用力的方向沿細繩由B指向A
D．所掛重物質量越大，細繩和桿對手的作用力也越大
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力的合成和分解PPT，第三部分內容：師生互動
合力與分力
問題導引
如圖所示，一個成年人或兩個孩子均能提起相同質量的一桶水，那么該成年人用的力與兩個孩子用的力作用效果是否相同？二者能否等效替換？
要點提示 效果相同，能等效替換．
【核心深化】
1．合力與分力的“三性”
2．合力與分力的大小關系
兩個力共線
(1)最大值：當兩個力同向時，合力F最大，Fmax＝F1＋F2，合力與分力方向相同
(2)最小值：當兩個力反向時，合力F最小，Fmin＝|F1－F2|，合力與分力中較大的力方向相同
兩分力成某一角度θ
合力大小的范圍是：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.夾角θ越大，合力就越小
合力可以大于等于兩分力中的任何一個力，也可以小于兩分力中的任何一個力
3.求共點力合力的常用方法
(1)作圖法：作圖法就是用作圖工具根據平行四邊形定則作出平行四邊形，然后用測量工具測量出合力的大小、方向，具體操作流程如下：
(2)計算法
①兩分力共線時
F1與F2方向相同
合力大小F＝F1＋F2，方向與F1和F2的方向相同
F1與F2方向相反
合力大小F＝|F1－F2|，方向與F1和F2中較大的方向相同
②兩分力不共線時：可以先根據平行四邊形定則作出分力及合力的示意圖，然后由幾何知識求解對角線，即為合力．以下為求合力的兩種常見的特殊情況：
關鍵能力1 對合力與分力等效關系的理解
(多選)(2019•南昌高一檢測)關于幾個力與其合力的說法中，正確的有( )
A．合力的作用效果跟原來幾個力共同作用產生的效果相同
B．合力與原來那幾個力同時作用在物體上
C．合力的作用可以替代原來那幾個力的作用
D．不同性質的力不可以合成
[解析] 由合力和分力的定義可知，A正確；合力和它的分力是等效替代關系，而不是物體同時受到合力和分力，它們不能同時存在，B錯誤，C正確；力能否合成與力的性質無關，D錯誤．
關鍵能力2 合力與分力的大小關系
(2019•工農校級期末)在力的合成中，下列關于兩個分力與它們的合力關系的說法中，正確的是( )
A．合力一定大于每一個分力
B．合力一定小于每一個分力
C．兩個分力大小不變，夾角在0°～180°之間變化時，夾角越大合力越小
D．兩個分力大小不變，夾角在0°～180°之間變化時，夾角越大合力越大
關鍵能力3 合力范圍的確定
(1)(2019•宜昌高一檢測)大小分別是30 N和25 N的兩個力，同時作用在一個物體上，對于合力F大小的估計最恰當的是( )
A．F＝55 N B．25 N≤F≤30 N
C．25 N≤F≤55 N D．5 N≤F≤55 N
(2)三個共點力F1＝5 N、F2＝8 N、F3＝10 N作用在同一個質點上，其合力大小范圍正確的是( )
A．0≤F≤23 N B．3 N≤F≤23 N
C．7 N≤F≤23 N D．13 N≤F≤23 N
關鍵能力4 平行四邊形定則在求合力中的應用
(2019•南昌校級期中)南昌八一大橋是江西省第一座斜拉索橋，全長3 000多米，設計為雙獨塔雙索面扇形預應力斜拉橋，如圖所示．挺拔高聳的103米主塔似一把利劍直刺蒼穹，塔兩側的多對鋼索連接主梁，呈扇面展開，如巨型琴弦，正彈奏著巨龍騰飛的奏鳴曲．假設斜拉橋中某對鋼索與豎直方向的夾角都是53°，每根鋼索中的拉力都是5×104 N，那么它們對塔柱形成的合力有多大？方向如何？(已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)
名師點撥
1．三個分力的合力范圍的確定方法
最大值 三力同向合力最大，即Fmax＝F1＋F2＋F3
最小值 (1)若其中一個力在另兩個力的合力范圍之內，合力最小值為0
(2)若其中一個力不在另兩個力的合力范圍之內，合力最小值等于最大力減去兩個較小力(絕對值)
2.多個力合成的技巧
多個力的合成的基本方法仍是平行四邊形定則，但要掌握一定技巧，一般情況下：
(1)若有兩分力共線(方向相同或相反)，應先求這兩個分力的合力．
(2)若兩分力F1、F2垂直，則先求F1、F2的合力．
(3)若兩分力大小相等，夾角為120°，則先求它們的合力(大小仍等于分力)．
【達標練習】
1．(多選)(2019•東麗校級期中)下列關于合力和分力的說法中，正確的是( )
A．分力與合力同時作用在物體上
B．分力同時作用在物體上時產生的效果與合力單獨作用在物體上產生的效果相同
C．幾個力的合力就是這幾個力的代數和
D．合力可能大于、等于或小于任一分力
2．(2019•永城校級期末)兩個力F1和F2間的夾角為θ，兩力的合力為F，以下說法正確的是( )
A．若F1和F2大小不變，θ角越小，合力F就越大
B．合力F總比分力F1和F2中任何一個力都大
C．如果夾角θ不變，F1大小不變，只要F2增大，合力F就必然增大
D．若合力F不變，θ角越大，分力F1和F2就越大
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力的合成和分解PPT，第四部分內容：隨堂知能演練
1．(多選)(2019•杭州高一檢測)已知兩個分力的大小為F1、F2，它們的合力大小為F，下列說法中不正確的有( )
A．不可能出現F<F1同時F<F2的情況
B．不可能出現F>F1同時F>F2的情況
C．不可能出現F<F1＋F2的情況
D．不可能出現F>F1＋F2的情況
解析：選ABC.如果F1與F2大小相等，方向相反，則其合力為零，既小于F1又小于F2，故A錯誤；如果F1、F2同向，則合力F＝F1＋F2，既大于F1又大于F2，故B錯誤；合力F的范圍為|F1－F2|≤F≤F1＋F2，因此，C錯誤，D正確．
2．(多選)如圖是某同學為頸椎病人設計的一個牽引裝置的示意圖，一根輕繩繞過兩個定滑輪和一個動滑輪后兩端各掛著一個相同的重物，與動滑輪相連的帆布帶拉著病人的頸椎(圖中是用手指代替頸椎做實驗)，整個裝置在同一豎直平面內．如果要增大手指所受的拉力，可采取的辦法有( )
A．只增加繩的長度 B．只增加重物的重量
C．只將手指向下移動 D．只將手指向上移動
3．某同學用如圖甲所示的裝置“驗證力的平行四邊形定則”．用一木板豎直放在鐵架臺和輕彈簧所在平面后，其部分實驗操作如下，請完成下列相關內容：
(1)如圖甲，在木板上記下懸掛兩個鉤碼時彈簧末端的位置O；
(2)卸下鉤碼然后將兩細繩套系在彈簧下端，用兩彈簧測力計將輕彈簧末端拉到同一位置O，記錄細繩套AO、BO的________及兩彈簧測力計相應的讀數．圖乙中B彈簧測力計的讀數為________N；
(3)該同學在坐標紙上畫出兩彈簧拉力FA、FB的大小和方向如圖丙所示，請在圖丙中作出FA、FB的合力F′.
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