5 第4节　第1课时　力的合成和分解课件PPT

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物理第三章　相互作用——力第4节　力的合成和分解第1课时　力的合成和分解一、合力和分力1．共点力：几个力如果都作用在物体的________，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。2．当物体受到几个力的共同作用时，可以用一个力代替它们，这个力单独作用的效果跟原来几个力________________相同，那么这个力就叫作那几个力的合力，原来的几个力叫作这个力的分力。同一点共同作用的效果二、力的合成和分解1．定义(1)力的合成：求______________的过程。(2)力的分解：把求一个力的分力的过程叫作力的分解。2．平行四边形定则：两个力合成时，如果以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的________就代表合力的大小和方向。几个力的合力对角线3．多力合成的方法：先求出____________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进去，最后得到的结果就是这些力的合力。4．分解法则：遵从平行四边形定则。把一个已知力F作为平行四边形的________，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F1和F2。任意两个力对角线5．力的分解依据一个力可以分解为两个力，如果没有限制，对于同一条对角线，一个力可以分解为______对大小、方向不同的分力。无数三、矢量和标量1．矢量：既有大小又有方向，相加时遵从________________的物理量。2．标量：只有大小，没有方向，相加时遵从__________的物理量。平行四边形定则算术法则1．判断下列说法是否正确。(1)两个力的合力一定大于任一个分力。(　　)(2)合力与其分力同时作用在物体上。(　　)(3)力的分解是力的合成的逆运算。(　　)(4)把一个力分解为两个分力，这两个分力共同作用的效果应当与该力作用的效果相同。(　　)(5)力的合成和力的分解都遵循平行四边形定则。(　　)(6)两个分力大小一定，夹角越大，合力越大。(　　)××√√√×2．(多选)关于合力与分力的说法，正确的是(　　)A．一个合力与它的两个分力是等效的B．一个合力与它的两个分力作用点相同C．一个合力与它的两个分力是同性质的力D．一个合力一定大于它的任意一个分力√√解析：合力与它的分力的作用点必然相同，合力与分力本来就是从效果相等来定义的，不涉及力的性质，从平行四边形定则可知合力大小的取值范围为|F1－F2|≤F合≤F1＋F2，综上所述，正确选项为A、B。3．把竖直向下的90 N的力分解为两个力，一个力在水平方向上且大小为120 N，另一个分力的大小为(　　)A．30 N B．90 NC．120 N D．150 N√探究一　合力和分力1．合力和分力的“三性”2．合力和分力的大小关系(1)两个力共线时，其合力的大小范围①最大值：当两个力同向时，合力F最大，Fmax＝F1＋F2，合力和分力方向相同。②最小值：当两个力反向时，合力F最小，Fmin＝|F1－F2|，合力和分力中较大的力方向相同。(2)两分力成某一角度θ时，如图所示，合力大小的范围是：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。(3)夹角θ越大，合力就越小。(4)合力可以大于等于两分力中的任何一个力，也可以小于两分力中的任何一个力。　 (多选)关于F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是(　　)A．合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同B．两力F1、F2一定是同种性质的力C．两力F1、F2一定是同一个物体受到的力D．两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力√√[解析]　只有同一个物体受到的力才能合成，分别作用在不同物体上的力不能合成。合力是对原来几个分力的等效替代，两力可以是不同性质的力，分析物体的受力时，合力与分力不能同时存在，A、C正确。探究二　力的合成和方法1．作图法：作图法就是用作图工具根据平行四边形定则作出平行四边形，然后用测量工具测量出合力的大小、方向。具体操作流程如下：2．计算法(1)两分力共线时：(2)两分力不共线时：可以先根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图，然后由几何知识求解对角线的大小和方向，即为合力。　 (多选)两个共点力的合力为F，如果它们之间的夹角θ固定不变，使其中一个力增大，则(　　)A．合力F一定增大B．合力F的大小可能不变C．合力F可能增大，也可能减小D．当0°<θ<90°时，合力F可能减小√√[解析]　当两力之间的夹角0°<θ<90°时，如图甲所示，无论增大哪一个力，合力均增大；当两力之间的夹角90°<θ<180°时，如图乙所示，增大较大的分力时合力一定增大，而增大较小的分力时，合力可能减小、不变或增大,故B、C正确，A、D错误。　 (2020·南昌校级期中)南昌八一大桥是江西省第一座斜拉索桥，全长3 000多米，设计为双独塔双索面扇形预应力斜拉桥，如图所示。挺拔高耸的103 m主塔似一把利剑直刺苍穹，塔两侧的多对钢索连接主梁，呈扇面展开，如巨型琴弦，正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲。假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是53°，每根钢索中的拉力都是5×104 N，那么它们对塔柱形成的合力有多大？方向如何？(已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)[解析]　把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力，以它们为邻边画出一个平行四边形，其对角线就表示它们的合力。由对称性可知，合力方向一定沿塔柱竖直向下；则有：F＝2F1cos 53°＝2×5×104×0.6 N＝6×104 N，方向竖直向下。[答案]　6×104 N　方向竖直向下探究三　力的分解和方法1．不受条件限制的力分解一个力分解为两个力，从理论上讲有无数组解。因为以同一条线段为对角线的平行四边形有无穷多个(如图所示)。分力大小与两分力间夹角的关系：将已知力F分解为两个等大的分力时，两分力间的夹角越大分力越大：2．有条件分解的几种情况3．力分解的思路流程　 (2020·上海市复旦中学期中)把一个力分解为两个分力时，下面说法中正确的是(　　)A．两个分力中，一个分力变大时另一个分力一定减小B．两个分力必须同时变大或同时变小C．不论如何分解，两个分力不能同时大于这个力的2倍D．不论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的√[解析]　由于两分力的大小与两分力夹角有关，所以一个分力变大，另一个分力可变大，也可变小，A、B错误；当两个分力夹角很大时，任何一个分力都可能大于合力的2倍,故C错误;当两个分力方向相同时，两个分力取最小值，此时F＝F1＋F2,显然F1、F2不能同时小于合力的一半，故D正确。[针对训练]　(多选)如图，将力F(大小已知)分解为两个分力F1和F2，F2和F的夹角θ小于90°。则关于分力F1，以下说法中正确的是(　　)A．当F1>F sin θ时，肯定有两组解B．当F>F1>F sin θ时，肯定有两组解C．当F1