物理必修 第一册4 力的合成和分解示范课课件ppt

这是一份物理必修 第一册4 力的合成和分解示范课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了新知导入，新知讲解，共点力的合成，水桶所受拉力示意图，吊灯所受拉力示意图，力的合成，同一直线二力合成，同一方向，FF1+F2，反方向等内容，欢迎下载使用。

思考：如图放在地面上的小车受到四个力的作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？
1、共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。
2、合力和分力看下面图片说一说你观察到了什么？由此可得出什么结论？
两个小孩分别用力F1、F2共同提着一桶水和一个大人单独用力F提着这桶水，都能产生让水桶保持静止的效果。用拉力为F的一根线悬挂吊灯和用拉力分别为F1、F2两根线悬挂吊灯都能产生使吊灯保持静止的效果。
结论：由于F产生的效果和F1、F2产生的效果相同，所以 F是F1 、F2 的合力，F1 和F2 是F的分力。
（1）合力：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力。
（2）分力：假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力。
1、力的合成：在物理学中，我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成。
思考：互成角度的两个共点力，如何得到合力的大小和方向呢？
互成角度的两个共点力还是简单的加减吗？有没有什么可遵守的规律吗？
1、实验目的探究分力与合力的关系，寻找求合力的方法。
实验：探究两个互成角度的力的合成规律
方木块、白纸、弹簧称（两个） 、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉
2、实验原理合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同。
（1）在桌面上固定一个贴有白纸的方木板，用图钉把橡皮筋的一端固定在板上靠近顶端中点的A点，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套。
（2）用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点达到某一位置Ｏ。
（3）用铅笔从Ｏ点沿着两绳的方向画直线，作出两个力Ｆ1和Ｆ2的图示。
（4）只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置Ｏ点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，作出这个力Ｆ的图示。研究这三个力的大小及方向的关系。
实验注意事项：①弹簧秤使用前要先调零；②弹簧秤拉长方向和所测拉力方向应保持与木板平行；③弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生磨擦。
实验表明，在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个规律叫作平行四边形定则。 
注意：作图要准确，两个分力F1、F2和合力F要画成实线并标有箭头，平行四边形的另外两条平行线必须画成虚线。
思考与讨论1：观察下面不同角度下F1、F2合力，由此可得出什么结论？由此可推断合力什么时候最大，什么时候最小？合力的范围如何？
①互成角度的二个共点力如果保持大小不变，它们的合力将随夹角的增大而减小；②合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。③ F1、F2同向合力最大，反向合力最小。
④合力大小范围：︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2
思考讨论2：如果两个以上的共点力作用在一个物体上，怎样应用平行四边形定则求出它们的合力？
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成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。
思考讨论1：如果上述实验中，先只用一只弹簧秤，然后再用两只弹簧秤通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置O，你能得到什么结论？
由于各个力的数据都没有改变，因此，力的分解也遵从平行四边形定则。
1、力的分解：在物理学中，我们把求一个力的分力的过程叫作力的分解。
那么实际处理力的分解时又该如何进行呢？
（1）物体受到斜向上拉力F的分解F的作用效果： ①水平向右拉物体；②竖直向上提物体。
2、力的分解方法——按作用效果
（2）斜面上物体重力的分解
重力G的作用效果：①使物体沿斜面向下滑；②使物体垂直向下压紧斜面
【例题1】某物体受到一个大小为32 N的力，方向水平向右，还受到另一个大小为44 N的力，方向竖直向上。求出这两个力的合力的大小和方向。
解法1：通过作图求解解：选择某一标度，例如用1 cm长的线段表示10 N的力。根据题意，作出二力合成的平行四边形。
表示F1的有向线段长3.20cm，表示F2的有向线段长4.40cm。用刻度尺测量后得知，表示合力 F的对角线长为5.44 cm，则F＝5.44 cm×10 N/cm＝54.4N用量角器测得合力F与力F1的夹角为54°。合力的大小为54.4N，方向与力F1的夹角为54°。
合力的大小为54.4N，方向与力F1的夹角为54°。
【例题2】如右图所示，光滑斜面上的物体的重力分解为F1、F2两个力，下列说法正确的是（　 ）A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力；B．物体受到重力mg、N、F1、F2四个力的作用；C．物体只受到重力mg和斜面支持力N的作用；
D．N、F1、F2三个力的作用效果与mg、N 两个力的作用效果相同。
五、矢量和标量1、力的合成，按平行四边形定则来确定合力的大小和方向。2、位移合成时也遵从平行四边形定则。
一个人从A走到B，发生的位移是AB，又从B走到C，发生的位移是BC。在整个运动过程中，这个人的位移是AC，AC是合位移。
3、矢量既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量。
除了力和位移以外，速度、加速度都是矢量。在我们学过的物理量中，质量、路程、功、电流等都是标量。
4、标量只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量。
1、有两个力，一个是10N，一个是2N，这两个力的合力的最大值是———最小值是———它们的合力范围————————。
2、已知两个相互垂直的力的合力为50N，其中一个力的大小为40N，则另一个力的大小为（ ）A. 10NB. 20NC. 30ND. 40N
3、关于力的分解，下列叙述中正确的是（ ）A. 8 N的力可以分解为两个8 N的分力B. 8 N的力可以分解为两个3N的分力C. 8 N的力可以分解为13 N和4 N的两个分力D. 8 N的力可以分解为16 N和7 N的两个分力
4、如图所示，一个重60N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F=20N的力竖直向上拉物体时，物体所受的合力为（　　）A．0NB．40N，方向竖直向下C．40N，方向竖直向上D．80N，方向竖直向上
1、两个共点力F1、F2、的合力为F，下列说法中正确的是（ ） A、合力F一定大于任一个分力 B、合力的大小既可能等于F1，也可能等于F2 C、合力F有可能小于任一个分力 D、合力F的大小随F1、F2、间的夹角增大而减小
2.下列说法中正确的是（ ）A.两个力的合力一定大于这两个力中的任意一个力B.两个力都增大，则其合力也增大C.物体受到三个大小均为10N的力，不可能处于匀速直线运动状态D.分解一个力可以有无数个分解方法，但每一个分解方法都遵守平行四边形定则，因此分解力要按力的作用效果来进行分解
3．（2018秋•沂水县期末）将一个l0N的力分解为两个分力，两个分力的大小可能为（　　）A．30N和5N B．10N和26N C．5N和10N D．100N和115N
1、力的合成符合平行四边形定则
（1）合力大小范围：︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2（2）合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。（3）互成角度的二个共点力如果保持大小不变，它们的合力将随夹角的增大而减小；2、力的分解符合平行四边形定则力的分解方法——按作用效果
3、矢量既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量。4、标量只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量。
一、共点力的合成1、共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。2、合力和分力二、力的合成1、力的合成：求几个力的合力的过程叫作力的合成；2、力的合成符合平行四边形定则。
3、合力大小范围：︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2
1、力的分解遵守平行四边行定则。2、通常按力的作用效果来进行力的分解。四、矢量和标量1、矢量：既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量。2、标量：只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量。
汽车的轮胎和鞋子的底部有很多花纹，这些花纹有什么作用？
这些现象都与我们今天学的摩擦力有关。
一、摩擦力1、定义：两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力就叫作摩擦力。
2、摩擦力的分类摩擦力可分为：滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦
二、滑动摩擦力1、两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫作滑动摩擦力。
2、滑动摩擦力的产生条件：①两物体相互接触，且接触面不光滑；②两物体接触处有压力；③两物体接触面有相对运动。
3、滑动摩擦力的方向总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反。
跟物体相对运动的方向相反
注意：①只要发生相对运动，无论静止还是运动的物体都可以受到滑动摩擦力；
②滑动摩擦力既可以动力也可以是阻力，但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动。
4、滑动摩擦力的大小滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小和接触面的粗糙程度、材质等有关。
Ff 表示滑动摩擦力的大小；F压 表示压力的大小。
通过进一步的定量实验结果表明：滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比即
μ是比例常数，没有单位，叫动摩擦因数，μ的值跟接触面有关，接触面材料不同、粗糙程度不同，动摩擦因数也不同。
如图木块所受的支持力为F N 。由于木块对木板的压力大小等于FN 所以动摩擦因数µ也可以表示为：
几种材料间的动摩擦因数
例题：在我国东北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇，连同车上木料的总质量为4.9×103kg。在水平的冰道上，马要在水平方向用多大的力，才能够拉着雪橇匀速前进？ g取10 N/kg。
分析 ：将雪橇抽象为一个物体，雪橇在重力mg、支持力FN 、马的拉力F和滑动摩擦力Ff 四个力的作用下，沿水平面匀速前进。根据二力平衡条件，拉力F与滑动摩擦力Ff 的大小相等，而Ff 与FN 有关，FN 的大小又等于mg，故可以求得拉力F。
解： 雪橇所受重力mg＝4.9×104 N，查表得µ＝0.02。雪橇匀速运动，拉力F与滑动摩擦力Ff 大小相等，即F＝Ff由于 FN ＝mgF f＝µFN ＝µmg故F＝µmg＝0.02×4.9×103 ×10 N＝980 N马要在水平方向用 980 N的力，才能够拉着雪橇匀速前进。
思考讨论：人用平行于地面的力推沙发，但它没有被推动，沙发与地面间存在摩擦力吗？
因为沙发相对地面有运动的趋势，所以沙发与地面间存在摩擦力。
根据二力平衡的知识可知，这时一定有一个力与推力平衡。这个力与人对沙发的推力大小相等、方向相反。这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。只要沙发与地面间没有产生相对运动，静摩擦力的大小就随着推力的增大而增大，并与推力保持大小相等。
1、静摩擦力由于相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势，而没有相对运动，这时产生的摩擦力叫作静摩擦力。2、静摩擦力的产生条件（1）两物体接触且有挤压（即有弹力）。（2）两物体接触面处有压力；（3）两物体接触面有相对运动趋势。
练习：下列图中的物体都处于静止状态，有静摩擦力的是（ ）
3、静摩擦力的方向静摩擦力的方向总是沿着接触面，跟物体相对运动的趋势方向相反。
注意：①运动的物体可以受到静摩擦力，只要相对静止有相对运动趋势②静摩擦力即可以是动力也可以是阻力，但它产生的效果一定是阻碍物体间的相对运动。
演示： 静摩擦力的大小随拉力的变化
1、实验器材木块、长木板、弹簧测力计
2、实验步骤①把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块。
测量静摩擦力的实验装置
②逐渐增大拉力F，在增大到一定值之前，木块不会运动，观察弹簧测力计的示数，此种情况下静摩擦力等于拉力。③继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，观察弹簧测力计的示数有什么变化？
当拉力达到某一数值时木块开始移动的瞬间，此时拉力会突然变小。
④用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，能够在计算机屏幕上直接得到拉力随时间变化的F-t图像。
实验结论：静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一数值时木块开始移动，拉力突然减小。
在数值上等于物体即将开始运动时的拉力。两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即
0 < F ≤ Fmax
说明：最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大一些。在有些情况下认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。
4、静摩擦力的最大值Fmax
一物体在另一物体表面作无滑动的滚动或有滚动的趋势时，由于两物体在接触部分受压发生形变而产生的对滚动的阻碍作用，叫"滚动摩擦"。它的实质是静摩擦力。
在压力相同的情况下，把滑动变为滚动将会使摩擦大为减小。
气体和液体都具有流动性，统称为流体。物体在流体中运动时，要受到流体的阻力，阻力的方向与物体相对于流体运动的方向相反。
流体的阻力跟物体相对于流体的速度有关，速度越大，阻力越大。流体的阻力还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大。
阅读课文说一说流体的阻力与什么有关？
流体的阻力还跟物体的形状有关系。头圆尾尖的物体所受的流体阻力较小，这种形状通常叫作流线型。
1、静止在水平地面上的质量为50kg的物体，与水平面间的动摩擦因数为0.2，当作用在该物体上的水平拉力为30 N时，它所受到的是——— （填“静”或“动”）摩擦力，其大小为———N。当该力增大到110 N时，物体刚要开始滑动，则物体与地面的最大静摩擦力为———N。当该力增大到150 N时，物体受到的摩擦力是————（填“静”或“动”）摩擦力，其大小为———— N。（g取10m/s2）
2、下列说法中不正确的是（ ）A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力B.两物体间有摩擦力，则其间必有弹力C.两物体间有弹力，则其间不一定有摩擦力D.两物体间无弹力，则其间必无摩擦力
3、如图所示，水平地面上有一货箱，货箱所受的重力G=1000N，某人用F=400N的水平力拉货箱，没有拉动。则货箱受到的静摩擦力大小是（ ） A. 400N B. 600N C. 1000N D. 1400N
4、如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上，受到向右的拉力F的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，己知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，下列说法正确的是（ ）A. 木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg B. 木板受到地面的摩擦力的大小一定μ2（m＋M）g C. 木板受到地面的摩擦力的大小一定等于F D. 当F＞μ2（m＋M）g时，木板仍静止
1、如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是（ ）
A.若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上B.若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大C.若撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块受滑动摩擦力大小等于mgD.若撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块受滑动摩擦力大小等于0
2、如图，用手紧握住一个油瓶，并使瓶始终处于竖直方向，下列说法正确的是（ ）A.瓶中油越多，手必须握得越紧B.手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C.不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力大小总是一定的D.油瓶所受摩擦力为静摩擦力
2、摩擦力产生的条件：两物体要相互接触且存在压力；物体接触面粗糙；物体间发生相对运动或物体间有相对运动的趋势。3、滑动摩擦力的大小：Ff ＝ μF压4、静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一数值时木块开始移动，拉力突然减小。
1、摩擦力方向：与物体相对运动或相对运动的趋势方向相反。
一、摩擦力两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力就叫作摩擦力。二、滑动摩擦力1、滑动摩擦力的产生条件2、滑动摩擦力的大小：Ff ＝ μF压
三、静摩擦力1、静摩擦力的产生条件2、静摩擦力的大小静摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力达到某一数值时木块开始移动，拉力突然减小。