1、4 力的合成 4 力的合成 4 力的合成 三维目标 三维目标【知识与技能】(1)掌握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律(2)初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的合成、合力与分力的概念(3)会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力 4 力的合成 三维目标【过程与方法】(1)能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则；(2)培养学生动手操作能力、物理思维能力、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力、表达能力(3)培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总
2、结的能力 4 力的合成 三维目标【情感、态度与价值观】(1)培养学生的物理思维能力和科学研究的态度(2)培养学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识(3)培养学生合作、交流、互助的精神 4 力的合成 重点难点 重点难点【重点】(1)通过实验归纳出力的平行四边形定则(2)力的平行四边形定则的理解和应用【难点】(1)对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力(2)合力与分力间的等效替代关系，尤其是合力的大小与两个分力间夹角的关系 4 力的合成 教学建议 教学建议物理是以实验为基础的科学，离开实验，物理就成为无源之水，本节课更体现了物理学的这一特点平行四边形定则是矢量合成法则，而
3、学生一直以来都习惯于代数运算，对矢量运算特别不习惯，因此在教学过程中要注意增加学生的感性认识.4 力的合成 教学建议 实验是学生接受物理知识最符合认知规律的方法，本节课的教学设计正是基于实验，让学生亲自实践，实验探究，培养学生的实验探究、团结合作、归纳总结等能力，这是实践出真知的要求，也是突破重点和难点的关键；同时，渗透了研究问题的一般方法：提出问题分析问题设计实验进行实验数据处理实验结论应用推广另外对等效替代思想的渗透、让学生体验探究的过程也是本节课重要内容之一 4 力的合成 新课导入 新课导入【导入一】教师活动：请两位同学到讲台前，让一位同学提起重为200 N的一桶水，请下面同学分析该同学
4、施加的提水的力为多大？然后请两同学一起提起水桶，请同学们一起分析提水桶的有几个力？从效果上看跟刚才用一个力提一样吗？学生活动：学生观看两位同学的操作，同时考虑并回答教师的问题 点评：通过实践体验，让学生体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同，目的是激发学生学习兴趣，引导学生体会等效观点 4 力的合成 新课导入 教师活动：引导学生思考：生活中还有哪些事例是说明几个力与一个力的作用效果相同的？学生活动：学生思考讨论列举实际例子：用两条细绳吊着日光灯、很多只狗拉着雪撬前进、抗洪救灾中解放军搬沙袋、打夯等点评：通过列举生活中的实例，进一步体会一个力可以与几个力的作用效果相同培养学生观察生活的
5、能力，同时激发学生对生活的热爱教师活动：启发引导同学找出这些例子的共性，给出合力和分力的概念学生活动：积极思考，领会合力、分力的等效替代关系4 力的合成 重点难点【导入二】将两个弹簧测力计互成角度悬挂砝码，使砝码静止，然后用一个弹簧测力计悬挂同一砝码，使砝码静止，可见力F产生的效果跟原来F1和F2共同产生的效果相同思考：力F与力F1和F2之间有一种什么关系？4 力的合成 知识必备 知识必备知识点一 合力与分力 合力与分力：如果一个力产生的_与几个力的共同_相同，则这个力叫作那几个力的_，那几个力就叫作这个力的_(1)合力与分力之间的关系是一种_的关系，合力作用的_与分力共同作用的_相同(2)一
6、个力的效果可以与多个力的共同效果相同，即一个力可以用_来替代，_也可以由一个力来替代(3)合力既可能大于分力的大小，也可能等于或_分力的大小，合力的大小由分力的_和_共同决定 效果效果合力分力等效替代效果效果多个力多个力小于大小方向4 力的合成 知识必备 知识点二 力的合成 1力的合成：求_的过程叫作力的合成，力的合成遵循_定则 2合成方法：从力的_起，沿两个分力的作用线_按同一标度(比例)作出两个分力F1、F2的图示，以_为邻边作出平行四边形，其对角线的长度(按同样比例)表示合力的大小，对角线所指的方向表示合力的方向(用量角器测出合力F与某一个力的夹角)几个力的合力平行四边形两分力的图示作用
7、点方向4 力的合成 知识必备 知识点三 共点力与平衡 1共点力：如果几个力同时作用在物体的_上，或者虽不作用在_上，但它们的_相交于同一点，则这几个力叫作共点力 2物体处于平衡状态：在平衡力作用下，物体总处于_或_运动状态(平衡状态)3物体处于平衡状态：运动特点是加速度_，受力特点是物体受到的合力_ 为零同一点同一点作用线静止匀速直线为零4 力的合成 学习互动 学习互动 考点一 对合力与分力关系的理解 想一想 一个成年人或两个孩子均能提起一桶水，那么该成年人用的力与两个孩子用的力的作用效果是否相同？二者能否等效替代？两个孩子共提一桶水时，要想省力两个人拉力间的夹角应大些还是小些？为什么？4 力
8、的合成 学习互动 答案 作用效果相同，两种情况下的作用效果均是把一桶水提起来，能够等效替代夹角应小一些，提水时两小孩对水桶拉力的合力的大小等于一桶水所受的重力，合力不变时，两分力的大小会随着两个力之间夹角的减小而减小，因此夹角越小越省力 4 力的合成 学习互动 要点总结 1等效性：合力与它的分力产生的效果_，是等效替代关系，而不是物体的重复受力，不能重复考虑 2同体性：合力和它的各个分力是作用在_上的，作用在不同物体上的力不能求合力；3瞬时性：各个分力与合力具有瞬时对应关系，某个分力变化了，合力也同时发生_ 相同同一物体变化4 力的合成 学习互动 4合力与分力间的大小关系(1)合力和分力图示的
9、几何关系满足平行四边形定则(2)当两分力F1、F2大小一定时，两力同向时合力最_，F_，方向与两力同向；两力方向相反时，合力最_，F_，方向与两力中_的力同向；合力大小的范围是_F_；合力F既可以大于、也可以等于或小于任意一个分力 小较大大F1+F2F1+F2|F1-F2|F1-F2|4 力的合成 学习互动 例1 关于分力和合力，以下说法不正确的是()A合力的大小小于任何一个分力是可能的B如果一个力的作用效果跟其他几个力的效果相同，则这个力就是其他几个力的合力C合力的大小一定大于任何一个分力D合力可能是几个分力的代数和4 力的合成 学习互动 C 解析 如果一个力的作用效果跟其他几个力共同作用时
10、的效果相同，这个力就是其他几个力的合力，选项B正确；设两分力为F1、F2，合力F的取值范围为|F1F2|FF1F2，因此合力的大小不一定大于任何一个分力，小于任何一个分力是可能的；当两分力在一条直线上时，在规定正方向后合力可以是几个分力的代数和，选项A、D正确，选项C不正确4 力的合成 学习互动 考点二“探究求合力的方法”的实验 想一想“探究求合力的方法”的实验中，每次实验都必须保证结点的位置保持不变，这体现了怎样的物理思想方法？若两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，能否达到实验目的？4 力的合成 学习互动 答案 每次实验保证结点的位置保持不变，是为了体现一个力拉橡皮条时力作用的效果与两个
11、力拉橡皮条时二力的共同作用效果相同，体现了等效替代的思想方法由于力不仅有大小，还具有方向，所以两次橡皮条的伸长长度相同但结点位置不同，说明两次效果不同，不满足合力与分力的关系，不能达到实验目的 4 力的合成 学习互动 要点总结 1两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条和一个弹簧测力计拉橡皮条时，应使_到达同一位置，以使橡皮条受到的作用力的_相同 2两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条时，二拉力的夹角应_，不可过大或过小 3橡皮条、弹簧测力计的轴线、细绳套应_木板 4拉橡皮条的细线要适当长一些，利用细绳套标记拉力的方向时，两标记点间距应适当_一点 效果结点适当平行于大4 力的合成 学习互动 例2(多选)在
12、“研究共点力的合成”的实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套实验中需要用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是()A两根细绳必须等长B橡皮条应该与两绳夹角的平分线在同一直线上C在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行D实验中两次用弹簧测力计拉橡皮条时，必须使橡皮条沿相同方向伸长相同的长度4 力的合成 学习互动 CD 解析 细绳的作用是用来标记拉力的方向，应适当长一些，但不需要长度相等，选项A错误；只有两弹簧测力计的拉力等大时橡皮条才与两绳夹角的平分线在同一直线上，本实验中不需要两
13、弹簧测力计拉力等大，选项B错误；为减小实验误差，橡皮条、细绳、弹簧测力计的轴线都应与木板平面平行，选项C正确；实验中两次用弹簧测力计拉橡皮条时，必须保证力的效果相同，即使橡皮条沿相同方向伸长相同的长度，选项D正确4 力的合成 学习互动 考点三 合力的求解方法 想一想 图解法和计算法求合力各有什么优点和缺点？4 力的合成 学习互动 答案 图解法简单、直观，但结果不精确；计算法结果精确，但对数学知识要求较高，经常用到直角三角形、勾股定理、三角函数等知识 4 力的合成 学习互动 要点总结 1图解法：从力的作用点起，按同一_作出两个分力F1、F2的图示，完成平行四边形，则平行四边形的_表示二力的合力对
14、角线的长度(按同样比例)表示合力的_，对角线所指的方向表示合力的_ 作图时，合力、分力要共点，表示力的线段用_线且需标注方向，在箭头旁标明力的符号，作图用的辅助线用_线 2计算法：根据平行四边形定则做力的_图，然后利用直角三角形、等边三角形等几何关系求解合力的大小和方向 作图法和计算法均为矢量运算的通用方法 示意对角线标度大小方向实虚4 力的合成 学习互动 例3 水平横梁一端插在墙壁内，另一端装小滑轮B轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m10 kg的重物，CBA30，如图341所示则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 m/s2)()图3-4-14 力的合成 学习互动 A50
15、 NB503 NC100 ND1003 N4 力的合成 学习互动 C 解析 以滑轮为研究对象，悬挂重物的绳的拉力是Fmg100 N，故小滑轮受到绳的作用力沿BC、BD方向，大小都是100 N从图中看出，CBD120，CBEDBE60，即CBE是等边三角形，故F合100 N.4 力的合成 学习互动 例4 假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30，每根钢索中的拉力都是3104 N，求它们对塔柱形成的合力4 力的合成 学习互动 5.2104 N 方向竖直向下解析 沿钢索方向的两个分力F1F23104 N以F1、F2为邻边画出平行四边形，其对角线表示它们的合力F，由对称性可知，合力方向一定沿塔柱竖
16、直向下(解法1：作图法)如图甲所示，由O点沿与竖直方向的夹角为30的方向画F1、F2(有向线段OA、OB)取单位长度表示的力为1104 N，则OA和OB的长度都是3个单位长度完成平行四边形，量得对角线OC长为5.2个单位长度所以合力的大小为F5.21104 N5.2104 N4 力的合成 学习互动(解法 2：计算法)作出平行四边形如图乙所示，连接 AB，交 OC 于 D则 AB 与 OC 互相垂直平分F2F1cos 3023104 32N5.2104 N.4 力的合成 备用习题 备用习题1关于合力与分力下列说法正确的是()A合力的大小一定大于每一个分力的大小B合力的大小至少大于其中一个分力C合
17、力的大小可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小D合力不能与其中的一个分力大小相等4 力的合成 备用习题 C 解析 合力既可以比每一个分力都大，也可以比每个分力都小，还可以与其中一个分力大小相等，C项正确4 力的合成 备用习题 2两个共点力的大小分别为 F1 和 F2，作用于物体的同一点两力同向时，合力为 A，两力反向时，合力为 B，当两力互相垂直时合力为()A A2B2 BA2B22C ABDAB24 力的合成 备用习题 B 解析由题意知 F1F2A，F1F2B，故 F1AB2，F2AB2.当两力互相垂直时，合力 F F21F22AB22AB22A2B22.故 B 正确4 力的合成 备用习题
18、 3如图所示，两个人共同用力将一个牌匾拉上墙头其中一人用了450 N的拉力，另一个人用了600 N的拉力，如果这两个人所用拉力的夹角是90，求它们的合力4 力的合成 备用习题 750 N，与较小拉力的夹角为53.解析(一)作图法 选标度以固定长度代表150 N的力作平行四边形以已知的两个力为邻边作平行四边形，并画出这两个邻边之间的对角线量出合力用刻度尺量出对角线的长度并换算成力的大小，用量角器量出与F1的夹角，表示力的方向如图所示，用图示中的线段表示150 N的力，用一个点O代表牌匾，依题意作出力的平行四边形用刻度尺量出平行四边形的对角线长为图示线段的5倍，故合力大小为F1505 N750 N
19、，用量角器量出合力F与F1的夹角53.4 力的合成 备用习题 4 力的合成 备用习题(二)计算法 设 F1450 N，F2600 N，合力为 F.由于 F1 与 F2 间的夹角为 90，根据勾股定理得F4502+6002 N750 N，合力 F 与 F1 的夹角 的正切 tan F2F16004501.33，所以 53.4 力的合成 自我检测 自我检测1(合力与分力关系的理解)下列关于分力与合力的说法中，正确的是()A分力与合力同时作用在物体上，所以它们都是物体受到的力B合力就是几个力的代数和C合力只能大于分力，不能小于分力D两个分力夹角在0180之间变化时，若分力大小不变，则夹角越大，合力越
20、小4 力的合成 自我检测 D 解析 合力与分力只是效果相同，不是物体同时受到的力，故选项A错误；求几个力的合力是求这几个力的矢量和，选项B错误；合力可能大于分力，也可能小于分力，还可能等于分力，故选项C错误；两分力大小不变时，合力随两分力夹角的增大而减小，选项D正确4 力的合成 自我检测 2(“探究求合力的方法”的实验)“探究求合力的方法”的实验原理是等效原理，其等效性是指()A使弹簧测力计在两种情况下发生相同的形变B使两分力与合力满足平行四边形定则C使两次橡皮条伸长的长度相等D使两次橡皮条与两绳套的结点都与O点重合4 力的合成 自我检测 D 解析 在“探究求合力的方法”的实验中，两次拉伸橡皮
21、条时，伸长的长度及伸长的方向均相同，两分力与合力的作用效果才相同，才具有等效替代关系；因此选项C错误，D正确；实验过程中，弹簧测力计的拉力的大小和方向是可以不同的，选项A错误；合力与分力之间满足平行四边形定则是客观规律，故选项B错误4 力的合成 自我检测 3(合力的求解方法)两个大小都是5 N、夹角为120的共点力，其合力大小和方向为()A10 N，方向与其中一个力夹角为60B5 N，方向与其中一个力夹角为30C5 N，方向在两力夹角的角平分线上D10 N，方向无法确定4 力的合成 自我检测 C 解析 两个力等大，根据平行四边形定则，作出两个力和合力的关系的平行四边形是菱形，合力方向沿两力夹角的角平分线方向，因两个力的夹角为120，进而可得到菱形的半边是等边三角形，所以合力的大小也是5 N选项C正确4 力的合成 自我检测 4(合力的求解方法)一个物体受到大小相等的两个拉力作用，每个拉力都是100 N，夹角为90，求这两个力的合力4 力的合成 自我检测 100 2 N 方向与这两个力成 45角解析 作出平行四边形如图所示，因二力大小相等，夹角为 90所以合力 F F21F22100 2 Ntan F2F11，即 45，故合力方向与 F2 成 45角
