物理教案：力的合成与分解

1 F1

F2 F

O F1

F2 F

O

科 目： 物理 年 级 课时数：

课 题 第四节“力的合成与分解”

教学目的 1、理解合分力与力的合成和力的分解的概念。

2、掌握利用平行四边形定则求合力和分力的方法。

3、理解多个力求合力时，常常先分解再合成。

4、知道常见的分解力的方法。

教学内容

基础知识全解

一 [理解] 1．力的合成

（1）力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用，这个力就是那几个力的“等效力”（合力）。力的平行四边形定则是运用“等效”观点，通过实验总结出来的共点力的合成法则，它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。

（2）平行四边形定则可简化成三角形定则。由三角形定则还可以得到一个有用的推论：如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形，则这n个力的合力为零。

（3）共点的两个力合力的大小范围是

|F1－F2| ≤ F合≤ F1＋F2

（4）共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和，最小值可能为零。

2．力的分解

（1）力的分解遵循平行四边形法则，力的分解相当于已知对角线求邻边。

（2）两个力的合力惟一确定，一个力的两个分力在无附加条件时，从理论上讲可分解为无数组分力，但在具体问题中，应根据力实际产生的效果来分解。

（3

①已知两个分力的方向，求两个分力的大小时，有唯一解。

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时，有唯一解。

③已知两个分力的大小，求两个分力的方向时，其分解不惟一。

④已知一个分力的大小和另一个分力的方向，求这个分力的方向和另一个分力的大小时，其分解方法可能惟一，也可能不惟一。

（4）用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律：

①当已知合力F的大小、方向及一个分力F1的方向时，另一个分力F2取最小值的条件是两分力垂直。如图所示，

力的合成与分解

【同步教育信息】

一. 本周教学内容：

力的合成与分解

二. 知识要点：

理解力的合成和合力的概念。掌握力的平行四边形定则。会用作图法求共点力的合力，会用三角形知识计算合力。知道合力大小与分力间夹角关系，知道矢量概念。理解力的分解和分力概念。理解力的分解是力的合成的逆运算，遵循力的平行四边形定则。能根据力的实际作用效果进行力的分解。会计算分力大小。

三. 学习中注意点：

（一）力的合成、合力与分力

1. 合力与分力：如果一个力作用在物体上，产生的效果，与另外几个力同时作用于这个物体上产生的效果相同，原来的一个力就是另外几个力的合力。另外几个力叫分力。

合力是几个力的等效力，是互换的，不是共存的。

2. 共点力：几个力的作用点相同，或几个力的作用线相交于一个点，这样的力叫共点力。

3. 力的合成：求几个共点力的合力的过程叫力的合成。

力的合成就是在保证效果相同的前提下，进行力的替代，也就是对力进行化简，使力的作用效果明朗化。

现阶段只对共点（共面）力进行合成。 4. 平行四边形定则：两个共点力的合力与分力满足关系是：以分力为邻边做平行四边形，以共点顶向另一顶点做对角线，即为合力。这种关系叫平行四边形定则。

5. 力的合成方法：几何作图法，计算法。

6. 多个力的合成先取两个力求合力，再与第三个力求合力，依次进行下去直到与最后一个分力求得的合力就是多个力的合力。

7. 力是矢量：有大小有方向遵循平行四边形定则。凡矢量有大小有方向还要遵循平行四边形定则。

（二）力的分解

1. 力的分解：由一个已知力求分力的过程叫力的分解。

2. 力的分解中分力与合力仍遵循平行四边形定则，是力的合成的逆运算。

3. 分解一个力时，对分力没有限制，可有无数组分力。

4. 分解力的步骤

（1）根据力作用效果确定分力作用的方向，作出力的作用线。

（2）根据平行四边形定则，作出完整的平行四边形。

（3）根据数学知识计算分力

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一、合力的范围及共点力合成的方法

1．合力范围的确定

(1)两个共点力的合成，|F1－F2|≤F合≤F1＋F2，即两个力大小不变时，其合力随两力夹角的增大而减小，当两力反向时，合力最小，为|F1－F2|，当两力同向时，合力最大，为F1＋F2.

(2)三个共点力的合成：①当三个共点力共线同向时，合力最大为F1＋F2＋F3

②任取两个力，求出合力范围，如第三个力在这个范围内，则三力合成的最小值为零；如不在范围内，则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小力的数值之和的绝对值．

2．共点力的合成方法

(1)合成法则：平行四边形定则或三角形定则．

(2)求出以下三种特殊情况下二力的合力：

①相互垂直的两个力合成，合力大小为F＝F21＋F22.

②夹角为θ、大小相等的两个力合成，其平行四边形为菱形，对角线相互垂直，合力大小为F＝2F1cosθ2

③夹角为120°、大小相等的两个力合成，合力大小与分力相等，方向沿二力夹角的平分线

【例1】 在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上，如图所示．如果钢丝绳与地面的夹角∠A＝∠B＝60°，每条钢丝绳的拉力都是300 N，试用作图法和解析法分别求出两根钢丝绳作用在电线杆上的合力．(结果保留到整数位)

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[针对训练1](2009·海南·1)两个大小分别为F1和F2(F2

A．F2≤F≤F1 B.F1－F22≤F≤F1＋F22

C．F1－F2≤F≤F1＋F2 D．F21－F22≤F2≤F21＋F22

[针对训练2](2009·江苏·2)如图所示，用一根长1 m的轻质细绳将一幅质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10 N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10 m/s2)( )

高中物理教案：力的分解与合成

力的分解与合成教案

一、引言

在学习物理时，力是一个重要的概念。力的作用可以使物体发生运动或者改变运动状态。然而，在实际问题中，往往会有多个力同时作用于物体上。为了更好地理解和计算这些复杂的力系统，我们需要掌握力的分解与合成的方法。

二、力的分解

1. 什么是力的分解？

力的分解是将一个施加在物体上的力拆分为若干个具有特定性质的部分，从而更方便进行计算和研究。

2. 如何进行力的分解？

a) 水平面上的力：对于一个施加在水平面上物体上产生等角度夹角的两个不同方向力，我们可以绘制一个作用图形来表示这两个力，并根据几何关系来求出它们在水平方向和竖直方向上各自所产生的大小。

b) 斜面上的力：对于一个施加在斜面上物体上产生斜角较大（小）夹角两个不同方向力，我们可以应用三角函数关系将它们拆分为垂直于斜面和平行于斜面两个分量。

3. 数学表示与应用

将一个力F拆分为两个分量Fx和Fy，可以利用三角函数的关系：

a) Fx = F × cosθ

b) Fy = F × sinθ 其中，θ为作用角度，Fx为力F在水平方向上的分量，Fy为力F在竖直方向上的分量。

三、力的合成

1. 什么是力的合成？

力的合成是将多个具有不同大小和方向的力拆分为两个或多个等效于原来所给力的新力。

2. 如何进行力的合成？

a) 一般情况下：若要将两个具有不同大小和方向的力合成为一个等效于原来两个力作用效果的新力，我们只需按照给出各种输入数列与计算公式即可实现。

b) 特定情况下：当多个具有不同大小和方向的力形成一个封闭图形时（如平衡状态或者受到静止约束时），我们可以利用几何方法求解各个部分所施加在物体上产生的等效合成结果。

3. 数学表示与应用

根据合成结果得到新产生额外重合点M位置、和角度Φ值后取得最终共同作用线描绘。

a) 多个共点直角阑插挠们造四边形；一边消除而只剩余两条并连结的时候会直角相交反向成为作用线，等于共同的力。