怎样求合力课件.ppt

1、4.1 4.1 怎样求合力怎样求合力第第4 4章章 怎样求合力与分力怎样求合力与分力1.1.知道合力和分力的概念。知道合力和分力的概念。2.2.探究力的合成法则。探究力的合成法则。3.3.会用计算法和作图法求合力。会用计算法和作图法求合力。4.4.进一步明确矢量和标量的概念。进一步明确矢量和标量的概念。杨浦大桥是一座跨越黄浦江的自行设计、建造的双塔杨浦大桥是一座跨越黄浦江的自行设计、建造的双塔双索面迭合梁斜拉桥。主桥犹如一道横跨浦江的彩虹，在双索面迭合梁斜拉桥。主桥犹如一道横跨浦江的彩虹，在世界同类型斜拉桥中雄居第一。请同学们观察思考为什么世界同类型斜拉桥中雄居第一。请同学们观察思考为什么塔柱

2、上挂了这么多钢索而没有被拉倾斜呢？塔柱上挂了这么多钢索而没有被拉倾斜呢？aFbFcFaFbFcF如图，斜拉桥塔柱两侧的钢索呈对称分布，它们合起来如图，斜拉桥塔柱两侧的钢索呈对称分布，它们合起来的作用效果让塔柱好像受到一个竖直向下的力的作用效果让塔柱好像受到一个竖直向下的力F F一样。一样。这样塔柱便能稳固地矗立在桥墩上，不会因为钢索的牵这样塔柱便能稳固地矗立在桥墩上，不会因为钢索的牵引而发生倾斜。引而发生倾斜。一、合力与分力一、合力与分力一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，则这个力就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的则这个力

3、就叫那几个力的合力，而那几个力就叫这个力的分力。分力。aFFaF如上图，斜拉桥左右两钢索的拉力产生的效果和力如上图，斜拉桥左右两钢索的拉力产生的效果和力F F单独单独产生的效果相同，所以力产生的效果相同，所以力F F就是就是 ，的合力，的合力，是力是力F F的分力。的分力。aFaF合力与分力的相互替代是等效替代的关系，所以在受合力与分力的相互替代是等效替代的关系，所以在受力分析时不能同时出现分力和合力。力分析时不能同时出现分力和合力。aFaF二、力的合成法则二、力的合成法则实验探究实验探究提出问题：提出问题：合力合力F F与它的两个分力与它的两个分力F F1 1，F F2 2之间有什么关系？之

4、间有什么关系？猜想与假设：猜想与假设：1.1.合力的大小可能等于两个分力的大小之和。合力的大小可能等于两个分力的大小之和。2.2.合力的大小一定比任何一个分力都大。合力的大小一定比任何一个分力都大。同学们还有哪些猜想呢？你的理由是什么？请同学同学们还有哪些猜想呢？你的理由是什么？请同学们说一说。们说一说。制定计划与设计实验：制定计划与设计实验：给出如图所示的几种器材，你能利用它们验证自己的给出如图所示的几种器材，你能利用它们验证自己的猜想是否正确吗？猜想是否正确吗？一组同学设计的实验过程如下：一组同学设计的实验过程如下：1.1.在图板上固定好一张白纸，将橡皮筋的一端固定在板在图板上固定好一张白

5、纸，将橡皮筋的一端固定在板上某点上某点A A处，过处，过A A画一条标记线画一条标记线ABAB。2.2.用两个测力计钩住橡皮筋下端的线圈，对称地把橡皮用两个测力计钩住橡皮筋下端的线圈，对称地把橡皮筋下端拉至筋下端拉至O O，标好，标好O O点的位置（注意，橡皮筋要与标记点的位置（注意，橡皮筋要与标记线重合），记下来夹角线重合），记下来夹角和拉力和拉力F F1 1，F F2 2的大小。的大小。3.3.改用一个测力计把橡皮筋下端同样拉至改用一个测力计把橡皮筋下端同样拉至O O点，记下点，记下拉力拉力F F的大小。的大小。请同学们根据上面的实验过程回答以下问题请同学们根据上面的实验过程回答以下问题：

6、1.1.这个实验的依据是什么？这个实验的依据是什么？合力和分力的作用效果是等效的。合力和分力的作用效果是等效的。2.2.得到一组数据后，怎样去发现隐藏在其中的物理规律？得到一组数据后，怎样去发现隐藏在其中的物理规律？选择同一个标度，过选择同一个标度，过O O点作出这几个力的图示，通过图点作出这几个力的图示，通过图形能够直观的看到其中的规律。形能够直观的看到其中的规律。3.3.两个测力计沿着两个测力计沿着ABAB线两侧对称的拉是一种特殊的情况，线两侧对称的拉是一种特殊的情况，怎样才能找出一般的情况下的规律呢？怎样才能找出一般的情况下的规律呢？拉两个测力计时，让它们与拉两个测力计时，让它们与ABA

7、B的夹角不同，但保证拉的时的夹角不同，但保证拉的时候橡皮筋仍沿候橡皮筋仍沿ABAB拉伸到拉伸到O O点，分别记下点，分别记下F F1 1，F F2 2的大小和夹角，的大小和夹角，再作图研究规律。再作图研究规律。两个共点力的合力，可以用以表示这两个力的线段为邻边两个共点力的合力，可以用以表示这两个力的线段为邻边构成的平行四边形的对角线来表示，这就是力的平行四边构成的平行四边形的对角线来表示，这就是力的平行四边形定则。形定则。合成法则进行探究活动，并把最满意的实验结果画在纸上。进行探究活动，并把最满意的实验结果画在纸上。让同学们看一看你最满意的实验结果，大家互相评价一下。让同学们看一看你最满意的实

8、验结果，大家互相评价一下。例题例题1 1：假设一座斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都：假设一座斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是是3030，每根钢索中的拉力都是，每根钢索中的拉力都是3 310104 4N N，那么它们对塔，那么它们对塔柱形成的合力有多大？方向如何？柱形成的合力有多大？方向如何？解题提示：解题提示：以两根钢索的拉力为邻边画出一个平行四边以两根钢索的拉力为邻边画出一个平行四边形。形。解答解答:（1 1）图解法）图解法N4101取单位长度为取单位长度为 1 110104 4N N，自，自O O点画点画两根长度都是两根长度都是3 3个单位长度的有向个单位长度的有向线段线段OAOA和

9、和OBOB，它们与竖直方向的，它们与竖直方向的夹角都为夹角都为3030。量得对角线。量得对角线OCOC长长为为5.25.2个单位长度，如图所示，所个单位长度，如图所示，所以合力大小为以合力大小为44F5.2 1 10 N5.2 10 N 方向竖直向下方向竖直向下OABC计算法计算法根据这个平行四边形是个菱形的根据这个平行四边形是个菱形的特点，连接特点，连接ABAB，交，交OCOC与与D D，则，则ABAB与与OCOC互相垂直平分，利用三角形的互相垂直平分，利用三角形的知识求解。知识求解。OABD由几何知识知由几何知识知ABAB与与OCOC垂直平分，垂直平分，OA11cos30OC24OC2OA

10、cos303 3 10 N方向竖直向下方向竖直向下C求合力的两种方法：求合力的两种方法：（1 1）图解法从力的作用点沿两个分力的作用方向，按同一）图解法从力的作用点沿两个分力的作用方向，按同一标度作出两个分力标度作出两个分力F F1 1和和F F2 2,并画成一个平行四边形，这个平并画成一个平行四边形，这个平行四边形的对角线的长度按同样比例表示合力的大小，对行四边形的对角线的长度按同样比例表示合力的大小，对角线的方向就是合力的方向。通常可用量角器直接量出它角线的方向就是合力的方向。通常可用量角器直接量出它与某一个分力方向的角度。与某一个分力方向的角度。（2 2）计算法用公式计算出合力的大小。）

11、计算法用公式计算出合力的大小。练习练习1:1:两个共点力间的夹角是两个共点力间的夹角是9090，力的大小分别为力的大小分别为90 N90 N和和120 N120 N，试用作图法和计算法求合力的大小和方向。，试用作图法和计算法求合力的大小和方向。F1F2FO30N53（2 2）计算法）计算法2212FFF2290120N150 N21FtanF 1201.33,9053 解：解：（1 1）作图法）作图法如图所示，量得合力的大小为如图所示，量得合力的大小为150 N,150 N,合力合力F F与与F F1 1的夹角为的夹角为5353。矢量：既有大小，又有方向的量矢量：既有大小，又有方向的量如：力，

12、位移，速度，加速度等。如：力，位移，速度，加速度等。标量：只有大小，没有方向的量。标量：只有大小，没有方向的量。如：质量，时间，温度等。如：质量，时间，温度等。二、矢量与标量二、矢量与标量1.1.两个力两个力F F1 1和和F F2 2的夹角在由的夹角在由0 0变为变为180180过程中，合力的过程中，合力的大小怎样变化？你能不能确定出两个力的合力大小范围？大小怎样变化？你能不能确定出两个力的合力大小范围？2.2.合力的大小一定大于分力的大小吗？合力的大小一定大于分力的大小吗？思考讨论合力与分力间夹角关系合力与分力间夹角关系：0 0时，时，F FF F1 1F F2 2合力与分力同向合力与分力

13、同向180180时，时，F FF F1 1F F2 2合力与分力合力与分力F F1 1、F F2 2中较大的中较大的同向。同向。合力的取值范围，合力的取值范围，F F1 1F F2 2F FF F1 1F F2 2夹角夹角越大，合力就越小。越大，合力就越小。合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力。合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力。任意夹角任意夹角时怎样求合力？时怎样求合力？当两个共点力成任意夹角当两个共点力成任意夹角时，画出力的平行四边形时，画出力的平行四边形后，由余弦定理可知合力的大小为：后，由余弦定理可知合力的大小为：220121 2F=F+F-2FFcos(180-)方向为：方

14、向为：121Fsintana=F+Fcos1.1.关于两个大小不变的共点力关于两个大小不变的共点力F F1 1、F F2 2与其合力与其合力F F的关系，的关系，下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A.FA.F的大小随的大小随F F1 1、F F2 2间夹角的增大而增大间夹角的增大而增大B.FB.F的大小一定大于的大小一定大于F F1 1、F F2 2中的最大者中的最大者C.FC.F的大小随的大小随F F1 1、F F2 2间夹角的增大而减小间夹角的增大而减小D.FD.F的大小不能小于的大小不能小于F F1 1、F F2 2中的最小者中的最小者C C2.2.两个共点力，大小都是两个共点力

15、，大小都是50N50N，如果要使这两个力的合，如果要使这两个力的合力也是力也是50N50N，这两个力之间的夹角应为（，这两个力之间的夹角应为（）A A30300 0 B B60600 0 C C1201200 0 D D1501500 0C C3.3.两个共点力的合力的最大值为两个共点力的合力的最大值为35 N35 N，最小值为，最小值为5 N5 N，则这两个力的大小分别为则这两个力的大小分别为_N_N和和_N_N，若这两力，若这两力的夹角为的夹角为900900，则合力的大小为，则合力的大小为_N_N151520202525 本节课讲述了力的合成的概念及其应用，使学生们能本节课讲述了力的合成的概念及其应用，使学生们能接受力的合成，并能结合现实进行运用。接受力的合成，并能结合现实进行运用。