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(共26张PPT)
第三节 力的合成与分解
问题引入
力的合成
平行四边形定则
力的分解
正交分解
核心素养培养目标
核心素养培养目标
物理观念与应用 1．了解合力、分力、力的合成、力的分解的概念，进一步建立和更新相互作用观念。
2．了解力的平行四边形定则，能应用其解决简单的实际问题。
3．能举出生产、生活中力的合成与分解的实例。
科学思维与创新 1．运用等效的思想了解合力与分力作用效果上的关系，体会等效法的应用。
2．运用作图法、直角三角形知识进行力的合成与分解，学会运用实验方法、数学方法和逻辑思维相结合进行假设推理、科学论证。
科学实践与技能 1．通过探究两个互成角度的力的合成规律等实验，增强实验操作技能，进一步提升科学论证的能力。
2．了解生产、生活中力的合成与分解的实例，初步具有工程思维和发展技术运用能力。
科学态度与责任 了解震撼世界的中国桥梁技术，增强民族自豪感。
一根细绳的作用力F 和两根细绳的作用力F1 、F2 共同产生的效果相同。
F
1
F
2
F
用两根互成角度的细绳悬挂一盏灯和用一根细绳悬挂同一盏灯，产生的效果是否相同？
问题引入
结论：
请你举出生活中几个实例，说明两个力的共同作用效果与一个力的作用效果是等效的。
一、力的合成
　 如果一个力作用在物体上的效果与原来几个力共同作用在物体上的效果完全一样，那么，这一个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就是这个力的分力。
1. 合力与分力
F
F1
F2
3. 力的合成　求几个已知力的合力叫做力的合成。
2. 共点力　如果一个物体同时受几个力的作用，而这几个力作用在物体的同一点上，或者这几个力的延长线交于同一点，这几个力就称为共点力。
q
F
N
F
f
G
F
F
N
F
f
G
重力为G 的物体在水平拉力F 作用下做匀速运动
重力为G 的物体在斜面上静止
【观察与体验】探究两个互成角度共点力的合成规律
将如图所示实验装置安装在贴有白纸的竖直平板上。图（a）表示橡皮筋DE在两个力的共同作用下，E端沿着直线DE伸长到O点。图（b）表示撤去F1和F2，用一个力F作用在橡皮筋上，使橡皮筋E端沿着直线DE伸长到O点。由此可见，力F对橡皮筋产生的效果跟F1和F2共同产生的效果相同，所以力F等于F1和F2合力。
实验表明，两个互成一定角度的共点力的合力，可以用这两个力的线段为邻边所画的平行四边形的对角线来表示。对角线的长度表示合力的大小，对角线的方向就是合力的方向。这个结论叫做力的平行四边形定则。
二、力的平行四边形定则
【思维与方法】 等效法
等效法是科学研究中常用的一种思维方法。在效果相同的前提下，把实际的、复杂的物理过程等效成理想的、简单的过程来处理，既可使运算简化，又可加深人们对物理概念、物理规律的理解。用合力代替多个力、把一个力分解成二个力、用一个作用于重心的重力替代实际作用于物体上无数个微小重力。用总电阻替代串、并联的各个电阻等，利用的都是等效法。
讨论：大小不变，但夹角θ不同时的两个分力的合力
F
q
两个分力的方向
F
q = 0°
q
F
q
0°<
< 90°
F
q
q = 90
q
F
q
F
F
.
问题：请分析合力F与两个分力F1、F2 的夹角q 的关系
结论：
1. 当 q = 0 时， ，合力最大。
2. 当 q = 180 时， ，合力最小。
两个分力的方向
（2）当 时， ，合力方向与 相同。
（3）当 时， ，物体处于平衡状态。
（2）力的合成就是用一个力去替代几个已知的力，而不改变其作用效果。合力与分力之间的关系是一种等效替代的关系，关键字是“等效替代”。
（1）当 时， ，合力方向与 相同。
（1）互成角度的合成，不是简单地利用代数方法相加减，而遵守平行四边形定则，即合力的大小不仅取决于两个分力的大小，而且取决于两个分力的夹角。
说明：
对于两个以上共点力求合力，可先求其中任意两个力的合力，再求这个合力和第三个力的合力。依次类推，最后求出所有力的合力。
问题：如何求多个共点力的合力？
两个以上共点力的合成
示例1 两个共点力间的夹角是90 ，力的大小分别为90 N和120 N，求合力的大小和方向。
F
1
F
2
F
O
53
解：画两个力的合力，如图所示。
合力的大小为
三、力的分解
如果两个力（或几个力）共同作用效果，与原来一个力产生的效果相同，这两个力（或几个力）就叫原来那个力的分力。
F
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。
求一个已知力的分力叫做力的分解。
F2
F1
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。
F
F
1
F
2
F
1
F
F
2
F
F
F
1
F
2
q
　 (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
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。
q
G
2
F
1
F
q
(2) 如图所示，一个在斜面上静止的物体所受重力为G ，分析重力G 在平行斜面和垂直斜面方向上的分力。
两个分力的大小为
解题要点:
（1)判断合力效果；
（2)确定分力方向；
（3)画出平行四边形；
（4)根据已知求分力。
把一个已知力分解成两个相互垂直的分力。这种分解方式叫做正交分解。
四、正交分解
F
F
q
F
1
F
2
两个分力大小分别为
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。
解：桥墩受钢索的拉力受力如图所示。
示例2 港珠澳跨海大桥香港侧的青州航道桥和九洲航道桥均为斜拉桥，如图所示，分析桥墩和钢索的受力图。
斜拉桥钢索的拉力F可分解沿桥面的力F1和与桥面垂直的力F2。F1起着增大桥面抗弯强度的作用，F2起着承受自身和外加载荷的作用，因此，桥中间不需要桥墩支撑。
q
G
F
N
解：画物体受力图。物体受到三个力的作用，如图所示。
示例3 如图所示，一个重为G的物体静止在倾角为q 的斜面上，求物体受到的静摩擦力和斜面对物体的支持力。
根据重力G 产生的作用效果，可将重力分解成平行斜面的分力F1和垂直斜面的分力 F2 。
2
F
F
f
1
F
由于物体在平行斜面方向和垂直斜面方向都处于平衡状态，所以
示例4 木箱重500 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。
F
30°
F
G
F
f
F
N
F
1
F
2
解：画出物体受力图，如图所示。
把力F 分解为沿水平方向的分力F 和沿竖直方向的分力F 。
2
1
由于物体在水平方向和竖直方向都处于平衡状态，所以
F
G
F
f
F
N
F
1
F
2
2. 作用在同一物体上的两个力分别为10 N 和15 N，当改变两个力之间的夹角时，其合力大小也随之改变，合力大小变化的范围是 （　） 。
A. 5 ~ 15 N　 B. 10 ~ 20 N　
C. 5 ~ 25 N　 D. 10 ~ 25 N
1. 两个力的合力是否一定比每个分力大？用生活、生产中的实例来说明。
练 习
C
3. 如图是一塔式起重机，当起重机吊起货物时，钢绳向下的拉力 F 产生什么效果？
O
30°
A
F
F2
F1
F1
F1
F2
F2
F
q
4. 把竖直向下180 N 的力分解成两个分力，使其中一个分力的方向水平向右并等于 240 N ，求另一个分力的大小和方向。
q = 36°
解：如图所示，将力F 分解成 F 和F 。
1
2
F
1
F
2

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