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中职物理第一单元 运动和力4 力的合成与分解完整版ppt课件
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力的合成与分解4阅读提示：①什么是合力？什么是共点力，共点力的合成遵循什么定则？②什么是力的平行四边形定则？③什么是力的分解？力的分解遵循什么定则？④如何进行力的分解？ 力的合成与分解4①力的合成（一）什么叫合力 一桶水可以由两个人共同提起，也可以由一个人提起，如图1-25所示；图1-25 人提水桶一盏电灯可以用两种不同的方式悬挂，如图1-26所示。显然拉力F的作用效果与F1和F2的共同作用效果相同。图1-26 悬挂的电灯在很多情况下，物体受力不止一个，而是同时受到几个力的作用。如果一个力的作用效果跟这几个力的共同作用产生的效果相同，那么，我们就把这个力叫做那几个力的合力。（二）什么叫力的合成求几个已知力的合力，叫做力的合成。②什么叫做共点力如果几个力都作用于物体的同一个点，或它们的作用线相交于一点，这几个力就叫做共点力。③共点力合成定则—力的平行四边形定则 （一）力的平行四边形定则求互成角度的两个共点力的合力时，可以用表示这两个力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么这两个邻边之间的对角线就表示合力F的大小和方向，这叫做力的平行四边形定则。F1F2oα（二）从力的平行四边形定则可以看出：（1）合力的大小和方向不仅与分力F1和F2的大小有关，还与它们间的夹角有关。F1F2F合2F合1（2）当F1和F2的大小一定时，它们间的夹角越小，合力越大；夹角为零时，即二力方向相同时，它们的合力最大，等于二力的数值之和，其方向与二力的方向相同；它们间的夹角越大，合力就越小；当夹角为1 80°时，即二力方向相反时，合力最小，等于二力数值之差，其方向与较大的力的方向相同。 F1F2F合F1F2F合（三）有两个以上的共点力作用在物体上,用平行四边形定则求它们的合力的方法. 如果有两个以上的共点力作用在物体上，也可以用平行四边形定则求它们的合力：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，直到把所有的力都合成完，最后得到的结果就是这些力的合力。F1F2F3F13F合两个人同拉一辆小车，一人用45 N的力向北拉，另一人用60 N的力向东拉，求这两个力的合力大小和方向。解：用作图法求解。以6 mm长的线段表示15 N的力，作F1=45 N，F2=60 N的图示，然后根据力的平行四边形定则以F1和F2为邻边做平行四边形，如图所示，用刻度尺量得表示合力F的对角线长为30 mm，所以合力的大小是例题用量角器量得F与F2的夹角为37°。F2F1α15 NF本题也可以用计算法求解。由题意知F1和F2互相垂直，所以得到的四边形是一个矩形，由勾股定理可求出： 又查三角函数表得α= 37°。④ 分力、力的分解（一）什么叫分力在实际生产和生活中，作用在物体上的一个力往往在不同的方向上产生几个效果。拖拉机拉着耙来耙地，如图1-29所示，作用在耙斜向上方的拉力产生两个效果：一个水平的力F1使耙前进，一个竖直向上的力F2把耙上提。有时为了研究力的作用效果，可以把力按它起作用的方向分解成两个力来代替，这两个力就叫做力的分力。（二）什么叫力的分解求已知力的分力叫力的分解。图1-29（三）力的分解所遵守的定则 因为分力的合力就是原来被分解的那个力，所以力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。把一个已知力F作为平行四边形的对角线，那么与力F共点的平行四边形的两个邻边，就表示力F的两个分力。（四）一个已知力怎样分解由于有相同对角线的平行四边形有无数个，如图1-30所示。也就是说，同一个力F可以分解为无数对大小、方向都不同的分力。F图1-30•一个已知力究竟该怎样分解呢？•这就要根据实际情况来决定。下面通过两个实例来说明这个问题。（五）实例进行力的分解（1）分解：拉动水平面上物体向前运动且与水平方向成a角的拉力。放在水平面上的物体在一个与水平方向成a角的拉力F的作用下，向前运动，如图1-31所示。aFF1F2力F1和F2的大小为拉力F一方面拉着物体沿水平面向前运动，另一方面向上提物体使物有向上的趋势，减少了物体对地面的压力。根据实际作用效果，拉力F可分解为沿水平方向使物体向前运动的分力F1和在竖直方向使物体向上的分力F2。力F1和F2的大小为(2)分解：沿光滑斜面下滑的物体的重力GθABCQNOF1F2θ 已知斜面的倾角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体的重力 在光滑斜面上的物体受到竖直向下的重力，这个重力一方面使物体沿着斜面下滑，另一方面使物体压紧斜面。根据实际作用效果重力G可以分解为平行于斜面使物体沿斜面下滑的分力F1，和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2，如图1-32所示。(3)一个已知力究竟该怎样分解呢？ 分解一个力时，先要分析这个力对物体产生的实际作用效果，然后根据这些效果判定出分力的方向（或大小），再用力的平行四边形定则对它进行分解。思考与讨论1.两个力的合力的大小是否一定比分力大？答；不一定。2.已知一个力，要求出唯一的一对分力，需要什么条件？解析：能以两分力为邻边组成唯一平行四边形的情况下都有唯一的解. A.已知两个分力的方向 。B.已知一个分力的大小和方向。？复习与巩固 (p32)1.两个力，一个是30 N ，另一个是40N，当它们的方向相同时，合力的大小是—— N，当它们的力向相反时．合力的大小是—— N，当这两个力的夹角是90°时，其合力的大小是—— N，方向是70105030 N 40 N θ 查三角函数表得θ=37° 合力与40N力之间的夹角θ=37°。———————————————2.F1、 F2为作用在同一物体上的两个力F1=20 N，F2=4 N，它们的合力大小可能是下列数值中的—————————————。这些数值是3N、4N、5N、22N、23 N、 24 N、25 N。 22N、23N、24N、3．一个气球除受到重力G=3N外，还受到风的水平推力F2=12N和空气浮力F1=8N。如图1-33所示，求气球受到的合外力。 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 查三角函数表得θ=22.6° 4．在图1-34甲中，已知合力，及一个分力F1，在图1-34乙中知道合力及两个分力的方向，用作图法求出来知的分力． oF1F图1-34甲连接线段FF1,A过O点作线段FF1的平行线OA,过F点作线段OF1的平行线FB,B则OB就是所求分力。图1-34乙FoABF1F2过F点作线段OB的平行线,过F点作线段OA的平行线,则两个分力F1、F2如图所示。 5．骑自行车的人，沿倾角为30°的斜坡向下行驶，人和车共重800 N，求使车下滑的力和使车压紧斜面的力各是多少？ 30°解：已知斜坡倾角为30°，人和车的重量G=800N，GF1F2O30°重力G可分解为使车下滑的力F1和使车压紧斜面的力F2∵∠GOF2=30°∴F1=Gsin30°=800N×0.5=400N F2=Gcos30°=800N×0.866=692.8N答：车下滑的力和使车压紧斜面的力各是400N、692.8N.6．图1-35所示，物体A所受到的推力，应如何分解？计算各分力的大小. 解：推力F可分解为使物体向上的力F1和使物体A压紧竖直面的力F2F1=Fcosθ;F2=FsinθFθF1F27．图1-36所示，质量为m的球形物体所受的重力应该怎样分解？并计算各分力的大小。解：质量为m的球形物体所受的重力G=mg，G可分解为压紧竖直壁面压紧力F1和拉紧悬绳的拉力F2GF1F2θ
力的合成与分解4阅读提示：①什么是合力？什么是共点力，共点力的合成遵循什么定则？②什么是力的平行四边形定则？③什么是力的分解？力的分解遵循什么定则？④如何进行力的分解？ 力的合成与分解4①力的合成（一）什么叫合力 一桶水可以由两个人共同提起，也可以由一个人提起，如图1-25所示；图1-25 人提水桶一盏电灯可以用两种不同的方式悬挂，如图1-26所示。显然拉力F的作用效果与F1和F2的共同作用效果相同。图1-26 悬挂的电灯在很多情况下，物体受力不止一个，而是同时受到几个力的作用。如果一个力的作用效果跟这几个力的共同作用产生的效果相同，那么，我们就把这个力叫做那几个力的合力。（二）什么叫力的合成求几个已知力的合力，叫做力的合成。②什么叫做共点力如果几个力都作用于物体的同一个点，或它们的作用线相交于一点，这几个力就叫做共点力。③共点力合成定则—力的平行四边形定则 （一）力的平行四边形定则求互成角度的两个共点力的合力时，可以用表示这两个力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么这两个邻边之间的对角线就表示合力F的大小和方向，这叫做力的平行四边形定则。F1F2oα（二）从力的平行四边形定则可以看出：（1）合力的大小和方向不仅与分力F1和F2的大小有关，还与它们间的夹角有关。F1F2F合2F合1（2）当F1和F2的大小一定时，它们间的夹角越小，合力越大；夹角为零时，即二力方向相同时，它们的合力最大，等于二力的数值之和，其方向与二力的方向相同；它们间的夹角越大，合力就越小；当夹角为1 80°时，即二力方向相反时，合力最小，等于二力数值之差，其方向与较大的力的方向相同。 F1F2F合F1F2F合（三）有两个以上的共点力作用在物体上,用平行四边形定则求它们的合力的方法. 如果有两个以上的共点力作用在物体上，也可以用平行四边形定则求它们的合力：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，直到把所有的力都合成完，最后得到的结果就是这些力的合力。F1F2F3F13F合两个人同拉一辆小车，一人用45 N的力向北拉，另一人用60 N的力向东拉，求这两个力的合力大小和方向。解：用作图法求解。以6 mm长的线段表示15 N的力，作F1=45 N，F2=60 N的图示，然后根据力的平行四边形定则以F1和F2为邻边做平行四边形，如图所示，用刻度尺量得表示合力F的对角线长为30 mm，所以合力的大小是例题用量角器量得F与F2的夹角为37°。F2F1α15 NF本题也可以用计算法求解。由题意知F1和F2互相垂直，所以得到的四边形是一个矩形，由勾股定理可求出： 又查三角函数表得α= 37°。④ 分力、力的分解（一）什么叫分力在实际生产和生活中，作用在物体上的一个力往往在不同的方向上产生几个效果。拖拉机拉着耙来耙地，如图1-29所示，作用在耙斜向上方的拉力产生两个效果：一个水平的力F1使耙前进，一个竖直向上的力F2把耙上提。有时为了研究力的作用效果，可以把力按它起作用的方向分解成两个力来代替，这两个力就叫做力的分力。（二）什么叫力的分解求已知力的分力叫力的分解。图1-29（三）力的分解所遵守的定则 因为分力的合力就是原来被分解的那个力，所以力的分解是力的合成的逆运算，同样遵守平行四边形定则。把一个已知力F作为平行四边形的对角线，那么与力F共点的平行四边形的两个邻边，就表示力F的两个分力。（四）一个已知力怎样分解由于有相同对角线的平行四边形有无数个，如图1-30所示。也就是说，同一个力F可以分解为无数对大小、方向都不同的分力。F图1-30•一个已知力究竟该怎样分解呢？•这就要根据实际情况来决定。下面通过两个实例来说明这个问题。（五）实例进行力的分解（1）分解：拉动水平面上物体向前运动且与水平方向成a角的拉力。放在水平面上的物体在一个与水平方向成a角的拉力F的作用下，向前运动，如图1-31所示。aFF1F2力F1和F2的大小为拉力F一方面拉着物体沿水平面向前运动，另一方面向上提物体使物有向上的趋势，减少了物体对地面的压力。根据实际作用效果，拉力F可分解为沿水平方向使物体向前运动的分力F1和在竖直方向使物体向上的分力F2。力F1和F2的大小为(2)分解：沿光滑斜面下滑的物体的重力GθABCQNOF1F2θ 已知斜面的倾角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体的重力 在光滑斜面上的物体受到竖直向下的重力，这个重力一方面使物体沿着斜面下滑，另一方面使物体压紧斜面。根据实际作用效果重力G可以分解为平行于斜面使物体沿斜面下滑的分力F1，和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2，如图1-32所示。(3)一个已知力究竟该怎样分解呢？ 分解一个力时，先要分析这个力对物体产生的实际作用效果，然后根据这些效果判定出分力的方向（或大小），再用力的平行四边形定则对它进行分解。思考与讨论1.两个力的合力的大小是否一定比分力大？答；不一定。2.已知一个力，要求出唯一的一对分力，需要什么条件？解析：能以两分力为邻边组成唯一平行四边形的情况下都有唯一的解. A.已知两个分力的方向 。B.已知一个分力的大小和方向。？复习与巩固 (p32)1.两个力，一个是30 N ，另一个是40N，当它们的方向相同时，合力的大小是—— N，当它们的力向相反时．合力的大小是—— N，当这两个力的夹角是90°时，其合力的大小是—— N，方向是70105030 N 40 N θ 查三角函数表得θ=37° 合力与40N力之间的夹角θ=37°。———————————————2.F1、 F2为作用在同一物体上的两个力F1=20 N，F2=4 N，它们的合力大小可能是下列数值中的—————————————。这些数值是3N、4N、5N、22N、23 N、 24 N、25 N。 22N、23N、24N、3．一个气球除受到重力G=3N外，还受到风的水平推力F2=12N和空气浮力F1=8N。如图1-33所示，求气球受到的合外力。 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 查三角函数表得θ=22.6° 4．在图1-34甲中，已知合力，及一个分力F1，在图1-34乙中知道合力及两个分力的方向，用作图法求出来知的分力． oF1F图1-34甲连接线段FF1,A过O点作线段FF1的平行线OA,过F点作线段OF1的平行线FB,B则OB就是所求分力。图1-34乙FoABF1F2过F点作线段OB的平行线,过F点作线段OA的平行线,则两个分力F1、F2如图所示。 5．骑自行车的人，沿倾角为30°的斜坡向下行驶，人和车共重800 N，求使车下滑的力和使车压紧斜面的力各是多少？ 30°解：已知斜坡倾角为30°，人和车的重量G=800N，GF1F2O30°重力G可分解为使车下滑的力F1和使车压紧斜面的力F2∵∠GOF2=30°∴F1=Gsin30°=800N×0.5=400N F2=Gcos30°=800N×0.866=692.8N答：车下滑的力和使车压紧斜面的力各是400N、692.8N.6．图1-35所示，物体A所受到的推力，应如何分解？计算各分力的大小. 解：推力F可分解为使物体向上的力F1和使物体A压紧竖直面的力F2F1=Fcosθ;F2=FsinθFθF1F27．图1-36所示，质量为m的球形物体所受的重力应该怎样分解？并计算各分力的大小。解：质量为m的球形物体所受的重力G=mg，G可分解为压紧竖直壁面压紧力F1和拉紧悬绳的拉力F2GF1F2θ
