中职物理高教版（2021）通用类主题一 运动和力第四节 力的合成与分解优质教学课件ppt

这是一份中职物理高教版（2021）通用类主题一 运动和力第四节 力的合成与分解优质教学课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了合力与分力，力的合成，力的分解，思考与讨论，作用效果分解法，正交分解法等内容，欢迎下载使用。
第四节 力的合成与分解
主讲人：张明明山东省滕州市中等职业教育中心学校
在物理学中，如果有一个力的作用效果与几个力的作用效果相同，就把这一个力称为那几个力的合力，那几个力都称为分力。
力的合成：求几个分力的合力，称为力的合成。
例如，当一个物体同时受到作用于O点的两个分力F1、F2的作用时，它们的合力会指向哪里？大小是多少？
【观察与体验】 研究合力与分力的关系
1. 在绘图板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端用图钉固定在白纸一侧的 A 点，将橡皮筋的另一端拴两根带环的细绳，从 A 点画一条虚线到白纸另一侧的 B 点。
2. 用一个量程为 10 N 的测力计拉住一根细绳，用 5 N 的力把橡皮筋的另一端沿 AB 方向拉到 O 点，并保持静止。标下 O 点位置，将这个 5 N 的力作为合力 F 标注在白纸上。
3. 用两个量程都为 10 N 的测力计分别拉住两根细绳，都沿 AB 方向把橡皮筋的另一端拉到 O 点，并保持静止。在白纸上记下两个分力 F11、F12 的大小。
4. 用两个测力计分别拉住两根细绳，以约 45°的夹角把橡皮筋的另一端拉到 O 点，并保持静止。在白纸上记下两个分力 F21、F22 的方向和大小。
5. 用两个测力计分别拉住两根细绳，以约 90°的夹角把橡皮筋的另一端再次拉到 O点，并保持静止。在白纸上记下两个分力 F31、F32 的方向和大小。
6. 用两个测力计分别拉住两根细绳，让一个测力计用 1 N 大小的力，沿垂直于 AB 的方向拉，尝试调整另一个测力计的大小和方向，仍把橡皮筋的另一端拉到 O 点，并保持静止。在白纸上记下两个分力 F41、F42 的方向和大小。
7. 用两个测力计分别拉住两根细绳，让一个测力计用 1 N 大小的力，沿着由 B 到 A 的方向拉，尝试调整另一个测力计的大小和方向，仍把橡皮筋的另一端拉到 O 点，并保持静止。在白纸上记下两个分力 F51、F52 的方向和大小。
8. 用力的图示法分别将上面所测的合力与第2、3、4组分力在白纸上表示出来。
与本学习小组的同学讨论，观察、比较合力与各组分力之间的大小关系，尝试归纳其中的规律。
因此，两个分力 F1、F2的合力 F 的大小和方向如右图所示。
通过大量实验发现，两个互成角度的力合成时，遵循这样的定则：以表示这两个力的线段为邻边，作平行四边形，它的对角线就表示合力的大小和方向。这就是力的平行四边形定则。
两个分力的夹角可以在0～180°之间变化。当两个分力的大小固定不变，只有夹角改变时，合力随分力间夹角的变化情况如右图所示。
平行四边形定则是矢量合成法则，所有的矢量如速度、加速度等合成时都遵循这一法则。
合力与分力之间的大小关系可以归纳出如下规律：
杨泗港长江大桥的主缆由271根相互平行的索股组成，每根索又由91根平行放置的直径6.2 mm的高强钢丝组成。
如果求两个以上力的合力，可以连续应用平行四边形定则。其步骤是：先求出任意两个力的合力 F’，然后再求出 F ’ 与第三个力的合力 F ”，依此类推，直到求出所有力的合力 F 为止。如右图所示为一种三个力的合成过程。
求一个合力的分力，称为力的分解。
生活中经常可以见到一个力产生两个作用效果的情景。
大桥的主缆是怎样制作的？它为什么能承受巨大的重量？
三、力的分解
1、 定义：求一个已知力的分力叫做力的分解。
如果没有条件限制，一个力可以分解成无数对大小和方向不同的力。
2. 力的分解应满足的条件
（2）已知一个分力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向。
（1）已知两个分力的方向，求两个分力的大小。
　　（1）某人用力F 斜向上拉物体，请分析力F 产生的效果。
两个分力的大小为
三、力的分解——作用效果分解法
分解一个力要具体考虑这个力产生的效果，它在哪些方向上产生了效果，就可以沿着这些方向进行分解，这就是作用效果分解法。
（2）如图所示，一个静止在斜面上的物体所受的重力为G。分析重力G在平行斜面和垂直斜面方向上的分力。
在分析物体受力产生的效果时，往往需要把一个力分解成相互垂直的两个分力。这种重要的分解方式叫做正交分解。
三、正交分解法
例如，某人用力F 斜向下推物体，可以把力F 沿水平方向和竖直方向进行分解。
两个分力大小分别为
【举例 】 木箱重600 N，放在水平地面上，一个人用大小为200 N与水平方向成30°向上的力拉木箱，木箱沿地平面匀速运动，求木箱受到的摩擦力和地面所受的压力。
解：画出物体受力图，如图所示。
由于物体在水平方向和竖直方向都处于平衡状态，所以