5.1-力的合成

5.1力的合成引入新课：同学们我们做个智力游戏：1+1在什么情况下不等于2？在算错的情况下不等于2通过这节课学习我们可以知道：即使在算对的情况下也可能不等于2两次提水的过程中，作用效果相同，几位同学施加的力的大小不相同。生活事例一个力的作用效果＝两个力的作用效果F1F2F《曹冲称象》是人人皆知的历史故事，请同学们结合下面的图片回忆故事情节，细心体会曹冲是怎样“称出”大象的重量的？采用的是什么方法？思考后，请自由发言。“等效替代”一个力的作用效果＝多个力的作用效果物理思想:等效替代１、合力和分力：一个力(F)作用的效果跟几个力(F1、F2……)共同作用的效果相同，这个力(F)叫做那几个力的合力。那几个力叫做这个力的分力。求几个力的合力的过程叫做力的合成不是物体又多受了一个合力一、几个基本概念：3、力的合成：2、关系：等效替代关系F1=4N0F2=3NF=F1+F2=7N两力同向相加二、力的合成1、同一直线上两个力的合成大小F=F1+F2，方向与两力方向相同两力反向相减0F1=4NF2=3NF=F1-F2=1N二、力的合成1、同一直线上两个力的合成大小F=|F1-F2|，方向与较大力的方向相同1、同一直线上两个力的合成二、力的合成两力同向相加，合力最大：F=F1+F2两力反向相减，合力最小：F=|F1-F2|互成角度的力怎样求合力？F1F2一个力的作用效果＝两个力的作用效果2、互成角度的两个力的合成探究求互成角度的两个力的合力的方法2、互成角度的两个力的合成想一想你能设计一个实验探究合力F与互成角度的两个力F1、F2的关系吗？经过前人很多次的、精细的实验，最后确认，对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示F1、F2的合力。归纳：可见互成角度的两个力的合成，不是简单的将两个力相加减，而是用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就叫平行四边形定则．F1FF2o虚线以表示这两个力的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。平行四边形定则作法：F大小：标度方向：角度θF1F2o2、互成角度的两个力的合成θ当F1、F2相互垂直时，其合力FF合力F的大小：方向：由θ角度确定（计算）F1F2o2221FFF+=2、互成角度的两个力的合成验证力的平行四边形定则若已知两个分力的大小和方向，如何运用平行四边形定则求出合力的大小和方向?想一想2、互成角度的两个力的合成1、作图法(即力的图示法)求合力15NF1F2F530大小:F=15X5N=75N方向:与F1成530斜向右上方平行四边形定则的应用力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。①选标度(最大公约数)；②作两分力的图示(按同一标度)；③作平行四边形；④作对角线；⑤量对角线的长度，根据选定的标度求合力的大小；⑥量合力与某个分力的夹角，表示合力的方向。平行四边形定则的应用1、作图法(即力的图示法)求合力作图时的注意事项：（1）合力、分力要共点，实线、虚线要分清；（2）合力、分力的标度要相同，作图要准确；（3）对角线要找准；（4）力的箭头别忘画。平行四边形定则的应用1、作图法(即力的图示法)求合力（1）据平行四边形定则作力的示意图；（2）用几何知识求合力大小和方向。平行四边形定则的应用2、计算法求合力2、计算法求合力根据平行四边形定则作出下图:F1F2F合由直角三角形可得θ方向：与F1成tanθ=4/3斜向右上方221275FFFN=+=合平行四边形定则的应用【例题】力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。练习:F1＝6Ｎ,F2＝6Ｎ,它们互成1200夹角,求出合力F的大小和方向．(用作图法和计算法)平行四边定则处理问题的常用方法：做图法计算法讨论1、F1、F2大小一定,夹角增大,合力如何变化?合力什么时候最大,什么时候最小?合力的范围如何?1、在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力的夹角越大，合力越小。（1）当两个分力方向相同时（夹角为00）合力最大，F＝F1+F2合力与分力同向；（2）当两个分力方向相反时（夹角为1800）合力最小，F＝︱F1-F2︱合力与分力F1、F2中较大的同向。（3）合力大小范围︱F1-F2︱≤F≤F1+F2（4）合力可能大于、等于、小于任一分力．合力与分力的大小关系注意：同一直线上力的合成是平行四边形定则应用的特例。2、合力不变，夹角变大，两个等值分力的大小如何变化？解析：合力不变，夹角越大，两个等值分力的大小越大。讨论合力与分力的大小关系已知F1=2N，F2=10N，(1)它们的合力有可能等于5N、8N、10N、15N吗?(2)合力的最大值是多少?最小值是多少?合力的大小范围是多少?练习：思考：若两个以上的力作用在一个物体上时如何求合力？F1F2F3F4F12F123F1234先求出两个力的合力，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逐次合成法3、多个力的合成三、共点力1、共点力：几个力同时作用在物体的同一点，或它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。F1F2F1F2O力的作用线就是沿力的方向所做的直线共点力：几个力同时作用在物体的同一点，或几个力的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。阅读课本“共点力”部分，结合以下图片理解共点力的含义，并体会平行四边形定则的适用条件。A.吊钩受到的力B.担子受到的力●●●共点力：几个力如果都作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力．图1图2图3如图1、图2为共点力；而图3为非共点力．阅读课本“共点力”部分，结合以下图片理解共点力的含义，并体会平行四边形定则的适用条件。A.吊钩受到的力B.担子受到的力●●●提示：平行四边形定则只适用于共点力。2、力的合成的平行四边形定则只适用于共点力。3、平行四边形定则适用所有矢量的合成和分解.2、一个定则:3、两种方法1、一种思想:等效替代作图法：直观、误差大计算法：准确适用所有矢量的合成和分解对于同一物体产生相同的效果已知分力合力力的合成平行四边形定则以两个共点力为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向求解遵循1、合力与分力的关系是“等效替代”。2、平行四边形定则：以表示这两个力的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。3、合力与分力的大小关系：（1）合力大小范围︱F1-F2︱≤F≤F1+F2合力可能大于、等于、小于任一分力（2）在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力的夹角越大，合力越小。（3）合力不变的情况下，夹角越大，两个等值分力的大小越大。