1、1第五节 力的合成教学目标一、知识目标1使学生从力的等效性理解力的合成和合力的概念2通过演示实验使学生理解和掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力3要求知道合力的大小与分力间夹角的关系4使学生知道矢量和标量的含义和区别二、能力目标培养学生动手能力，学习物理中常用的实验、探索、总结规律的研究问题的方法三、德育目标掌握正确的实验方法，结果要实事求是，培养学生的求实精神教学重点1理解合力与分力的关系2力的平行四边形定则教学难点合力的大小与分力间夹角的关系教学方法实验归纳法教学用具平行四边形定则演示器、钩码、弹簧秤、细线、三角板课时安排1 课时教学步骤一、导入新课如图甲，二根细线可以把吊起一
2、盏电灯，设二根细线的拉力分别为 F1、F 2；图乙中一根细线用力 F 也可以吊起同一盏电灯那么力 F 的作用效果与 F1、F 2 共同作用的效果是否相同？生答：效果是一样的均使电灯处于静止状态教师：那么力 F 就叫做 F1、F 2 的合力如果我们要求 F1、F 2 的合力，就叫力的合成我们这节课就来学习力的合成符合什么规律二、新课教学 F2 （一）出示本节课的学习目标 F1 F1知道共点力的概念2知道合力和分力是从力的效果的角度区分3掌握平行四边形定则，它是力的合成的基本法则 甲 乙4会用图示法求共点力的合力25知道矢量和标量的概念，知道它们有不同的运算规则（二）学习目标完成过程板书：一、合力
3、1合力：一个力，如果它产生的效果与几个力共同产生的效果一样，这个力就叫那几个力的合力2力的合成：求几个力的合力叫力的合成3共点力：如果几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力问：如果上图中，F 1 = 6N，F 2 = 10N，那么，F 等于 16N 吗？为什么？生答：不等只有当 F1、F 2 同向时，F 才等于 16N设问：那么如何进行力的合成呢？请同学们看下面实验：（用力的合成演示仪）（1）用两根细线分别挂 3 只钩码（与竖直方向成 530 角）和 4 只钩码（与竖直方向成 370 角）互成 900 角斜向下拉，设拉力为 F1、F 2，将结点拉到圆盘中心
4、； （2）用一根细线挂 5 只钩码竖直向下拉，设拉力为 F，也可将结点拉到圆盘的中心；（3）按同一标度作出 F1、F 2 和 F 的力的图示；问：请通过观察，猜想 F1、F 2 和 F 的大小和方向间的关系？生答：以 F1、F 2 为邻边作平行四边形，F 是这两个邻边之间的对角线（4）作图用三角板以 F1、F 2 为邻边作平行四边形，在误差范围内，F 几乎与这两个邻边之间的对角线重合 （误差的原因：定滑轮不光滑，读数和作图等的误差）（5）用两根细线各挂 5 只钩码互成 1200 角斜向下拉，设拉力为 F1、F 2，将结点拉到圆盘中心；（6）用一根细线挂 5 只钩码竖直向下拉，设拉力为 F，也可
5、将结点拉到圆盘的中心；（7）重复（3） （4） 经过前人很多次的、精细的实验，最后确认，此对角线的长度、方向，跟合力的大小、方向一致，即此对角线与合力重合，也就是说，这两个邻边之间的对角线就表示 F1、F 2 的合力总结并板书：二、平行四边形定则互成角度的两个力的合成，不是简单地将两个力相加减，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是平行四边形定则例题：力 F1 = 45N，方向水平向右；力 F2 = 60N，方向竖直向上，用作图法求解合力 F 的大小和方向板演：选择某一标度用 5 cm 长的线段表示 15 N 的力，作出力的平行四边形，用
6、刻度尺量出对角线的长度 L，利用 F = 15N （L / 5）= 75N 合力的大小，用量角器量得力 F 与 F1 的夹角为 530 合力的方向如果一个物体同时受到两个以上共点力的作用，我们也可以用平行四边形定则求它们的合力板书：三、多个力的合成引导学生共同得出：先求出任意两个力的合力，再求出这 个合力与第三个力的合力，直到把所3有的力都合成进去，最后得到的 结果就是这些力的合力因为每一次合成都遵从每两力与其合力产生共同效果的思想，所以可以这样合成板书：四、合力与两个分力的夹角 之间的关系（请同学完成 P13 的思考与讨论）给出两个共点力：F 1 = 6N，F 2 = 8N，请学生分别作出
7、= 00，60 0，90 0，150 0，180 0 的合力的大小，注意：（1）规定使用统一的标度；（2）几个同学分别作图求合力根据作图结果可以得到：总结并板书：F max = F1 + F2（两力夹角为 00，F 与 F1 和 F2 的方向一致） ；Fmin= | F1 - F2 |（两力夹角为 1800，F 与数值大的力的方向一致） ；保持 F1 和 F2 的大小不变， 变大，F 变小；夹角在 00 1800 之间，F 介于 Fmax 和 Fmin 之间，即（F 1 + F2） F | F 1 - F2|总结：（1）两个共点力的合力大于等于二力之差，小于等于二力之和 （2）合力 F 可大于
8、某一分力，也可以小于某一分力（用力的合成演示器演示 ）板书：五、矢量与标量1矢量：物理学中有大小、有方向且合成遵从平行四边形定则的物理量，是矢量2标量：只有大小没有方向的物理量，是标量以后我们还要利用这个定则进行速度、加速度等的合成，只要是矢量的合成，就遵从平行四边形定则 三、巩固练习1甲、乙两个小孩共同推着一辆小车在水平地面上以 0.5m/s 的速度向右匀速运动，丙小孩单独使同一辆小车在同一水平面上运动，下列情况中丙对车的作用力与甲、乙对车的合作用力相同的是（ ）A丙推着小车以 0.5ms 的速度右匀速运动B丙拉着小车以 0.5ms 的速度向右匀速运动C丙推着小车以 0.5ms 的速度向左匀
9、速运动D丙推着小车由静止开始向右运动的瞬间2F 1 = 5N，F 2 = 8N，F 3 = 10N，它们之间的夹角可以任意改变，求它们的最大合力和最小合力讨论：最小值是不是 3N？生答：F 1 与 F2 的合力的范围是 2N 13 N ，可能等于 10 N ，若此时 F1 与 F2 的合力的方向与F3 正好相反，则合力为 0问：三角形的三个边长之间有什么关系？生答：任意两边长之和大于第三边，两 边长之差小于第三 边问：三个力的合力为零时，三个力的大小有什么关系？生答：任意两力之和大于第三个力，两力之差小于第三个力4师：由此可引伸得到力的合成的三角形法则由平行四 边 形定则，将力 F1（或 F2
10、）平移后， F1 和F2“首尾相连”，从 F1 的“ 尾” 到 F2 的“头”，即合力 F（作图）四、小结这节课主要学习了平行四边形定则，用作图法求两共点力的合力，并且用作图法得出两分力夹角不定的情况下 F 合 的取值范围，我们下课后要多动手练习，掌握这种方法五、作业1复习本节课文2思考课本练习五第（4）题，3把练习五第（1） 、 （2） 、 （3）题做在练习本上六、板书设计一、合力1、合力2、力的合成3、共点力二、平行四边形定则三、多个力的合成四、合力的大小与两个分力的夹角的关系五、矢量和标量七、预习思考题1我们知道，已知两个分力只能求出一个合力，为什么把一个力分解可以得到无数对大小、方向均
11、不同的分力？2在进行力的分解时，我们常根据力的实际效果确定分力，根据力的实际效果怎样分解力？3根据平行四边形定则求分力，有哪几种常见情况？4把一个一定的力分解为两个等大的力，随着两分力间夹角的变化，两分力的大小如何变化？5在课本图 1-31 中，放在斜面上的物体，其重力分解为沿斜面的分力 F1 和垂直于斜面的分力 F2，有同学说分力 F2 就是物体对斜面的压力，这种说法对吗？为什么？八、参考题基础知识巩固1关于两个大小不变的共力 F1、F 2 与其合力 F 的关系，下列说法中正确的是（ ）AF 的大小随 F1、F 2 间夹角的增大而增大BF 的大小一定大于 F1、F 2 二中最大者CF 的大小
12、随 F1、F 2 间夹角的增大而减小DF 的大小不能小于 F1、F 2 中最小者2已知三个共点力的合力为零，则这三个力的大小可能是（ ）A15 N，5 N，6 N B3 N，6 N，4 N5C1 N，2 N，10 N D1 N，6 N，3 N3三个大小均为 10N 的共点力，已知三力间的夹角均为 1200试用作图法求这三个力的合力 4一个物体受到三个共点力作用，这三个力分别是：向东的 7N，向南的 4N，向西的 3N，试用作图法求这三个力的合力5两个共点力、大小都是 50 N，如果要使这两个力的合力也是 50 N，这两个力之间的夹角应为（ ）A30 0 B45 0 C90 0 D120 06两
13、个共点力的合力的最大值为 35 N，最小值为 5 N，则这两个力的大小分别为 N 和 N；若这两力的夹角为 900，则合力的大小为 N7两个大小相等的共点力，当它们的夹角为 时，合力的大小大于分力；当夹角为 时，合力的大小小于分力综合能力运用8质量为 10kg 的物体以一定的初速度在动摩擦因数为 0.2 的水平面上向右运动，与此同时，物体还受到一个水平向左 20 N 的拉力，则物体受到的合力为 N （g10 Nkg）9三个共点力的大小分别为 14N、l0N、5N ，它们的合力的最大值为 N，最小值为 N 10图中，AO 、 BO、 CO 是三条完全相同的细绳，将一横梁水平吊起若横梁足够重时，绳
14、AO 先断，试证明： 120011一个物体同时受到 F1、F 2、F 3 三个共点力作用，其合力为 R，若已知 F1、F 2 和 R 的大小，方向如图所示，试用作图法画出 F3A F1O RB CF2九、预习思考题解答1合力的大小等于分力的大小之和吗？提示：力是矢量，其合成遵循平行四边形定则，只有当两分力同向时，合力大小才等于两分力大小之和2合力一定大于分力吗?提示：合力可能大于每一个分力，也可能小于每一个分力，还可能大于一个分力而小于另一个分力3分力增大合力一定增大吗?提示：合力的大小跟两分力的大小及它们间夹角的大小有关，在夹角一定的情况下，分力增大，合力增大；如果夹角也增大，合力可能增大，
15、也可能不变，还可能减小64两分力大小一定的情况下，分力间夹角变化时，合力如何变化?提示：在两分力大小一定的情况下，随着分力间夹角的减小而增大，随着分力间夹角的增大而减小5作用在不同物体上的两个力能进行力的合成吗?提示：作用在不同物体上的两个力，由于它们只能对各自的物体产生力的效果，而不能产生共同的作用效果，因此，不能用一个力的作用效果代替它们分别产生的作用效果所以，把作用在不同物体上的力来合成是没有物理意义的只要作用在同一物体上的力，无论力的性质如何，都可以合成教学后记1 “等效替代”是物理研究及物理解题中常用的重要方法，学生不易理解，是教学的难点在“力的合成”与“力的分解”两节课的教学中，应
16、通过多个实例分析说明在产生效果相同的前提下，可以互相代替使学生对该思想方法有一初步的认识和体会，再通过今后的学习（如运动的合成与分解、等效电路、交流电有效值等）逐步加深认识2力的平行四边形定则是矢量运算普遍遵守的法则，而矢量运算贯穿高中物理的始终，是教学重点建议在教学中，指导帮助学生通过实验探索得出结论，这样不但可以使学得的知识终生难忘，还可以提高他们学习物理的兴趣和培养他们的思维能力，同时要求学生准确掌握平行四边形定则的内容3学生第一次接触矢量运算法则时，对平行四边形定则理解不深，容易按他们熟悉的标量运算法则来想问题，可使用模拟平行四边形定的教具形象地说明，两个分力大一定时，合力随两个分力间夹角的增大而减小；可以说明合力不一定大于分力，合力的大小完全可以等于或小于其中的一个分力4要让学生知道，学习物理应注意将数学知识和物理知识有机地结合起来对几种特殊成互成直角的两个力的合成；等大的两个的合成，特别是夹角为 1200 时的合成，应要求生掌握并能熟练地运用
