高中物理人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力4 力的合成和分解教学演示ppt课件

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1．合力与分力：如果几个力共同作用产生的 效果 与某一个力单独作用时的 效果 相同，则这一个力为那几个力的 合力 ，那几个力为这一个力的分力．
2．共点力：几个力都作用在物体的 一点上，或者它们的 作用线 相交于一点，这几个力叫做共点力．3．力的合成：求几个力的 合力 的过程．4.平行四边形定则：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。如图所示,F表示F1与F2的合力。
1．平行四边形定则，如图(1)所示，由平行四边形定则还可以演变出三角形定则和多边形定则．即将表示几个力的线段按原来的大小、方向依次首尾连接，由第一个力的起点向最后一个力的终点画出的线段，则表示这几个力的合力的大小和方向．
二、求合力的方法——图示法
1．余弦定理法：如图(3)所示：F＝ ， F的方向角β＝arctan .由公式中可知：α＝0°时，F＝|F1＋F2|，合力有最大值，α＝180°时，F＝|F1－F2|，合力有最小值．因此两个共点力的合力值的范围应为：|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|.
二、求合力的方法——公式法
合力与其中一个分力垂直　
两分力大小相等，夹角为θ
三．合力与分力的大小关系 1. 由F= 知,两分力大小不变时，合力F随两分力夹角θ的增大而减小，随θ的减小而增大(0°≤θ≤180°)。
(1)两分力同向(θ＝0°)时，合力最大，F＝F1＋F2，合力与分 力同向。
(2)两分力反向(θ＝180°)时，合力最小，F＝|F1－F2|，合力的 方向与较大的一个分力的方向相同。
(3)合力的取值范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。
2．三个力的合力范围的确定方法
(1)最大值：三个力方向相同时，合力最大，Fmax＝F1＋F2＋F3
(2)最小值：①若F3属于区间[|F1－F2|，F1＋F2]，则合力的最小值为零。 ②若F3不属于区间[|F1－F2|，F1＋F2]，则合力的最小值等 于三个力中最大的力减去另外两个力。
例1．关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法正确的是(　　)A．合力大小随两力夹角增大而增大B．合力的大小一定大于分力中最大者C．两个分力夹角小于180°时，合力大小随夹角减小而增大D．合力的大小不能小于分力中最小者
【解析】　合力可以大于任何一个分力，也可以小于任何一个分力．两分力之间的夹角越大，合力越小，夹角越小，则合力越大．【答案】　C
例3．一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力F1、F2和F3作用，其大小分别为F1＝42 N，F2＝28 N、F3＝20 N，且F2的方向指向正北，下列说法中正确的是 (　　)A．这三个力的合力可能为零B．F1、F2两个力的合力大小可能为20 NC．若物体处于匀速直线运动状态，则F2、F3的合力大小为48 N，方向指向正南D．若物体处于静止状态，则F1、F3的合力大小一定为28 N，方向指向正南
【解析】　F1、F2的合力范围是F1－F2≤F≤F1＋F2，即14 N≤F≤70 N．B正确．F3的大小处于此范围之内，所以这三个力的合力可能为零，A项正确．若物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)，则某两个力的合力必定与第三个力等大反向．C错，D对．【答案】　ABD
例4.有两个大小不变的共点力(F1、F2)，它们的合力大小F合随两力夹角变化情况如图所示，则两力的大小分别为 （ ） A．12 N　4 N　　　　 B．8 N　4 NC．16 N　8 N D．8 N　12 N
审题指引：仔细观察F合－θ图象，从中找出隐含条件或重要信息．【解析】由图知，当两力夹角为0或2π时，F合＝F1＋F2＝12 N ①当两力夹角为π(180°)时，F合′＝|F1－F2|＝4 N ②联立①②解得：F1＝8 N，F2＝4 N或F1＝4 N，F2＝8 N.【答案】　B
[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，用两种方法计算合力的大小。