力的合成和分解

1、力的合成和分解【教学目标】一、知识与技能1.理解合力、分力、力的合成、共点力的概念。2.理解合力与分力的等效性。 3.掌握平行四边形定那么的内容，会用它求两个分力的合力。4 .通过平行四边形定那么进一步理解合力与分力的大小关系。5.理解分力的概念，知道分解是合成的逆运算。6 .会用平行四边形定那么进行作图并计算。7 .掌握根据力的效果进行分解的方法。二、过程与方法：1 .通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法等效替代法。2 .经历应用探究实验的方法来研究共点力合成的平行四边形定那么。三、情感态度与价值观：1 .在探究求合力的实验过程中，培养学生严谨的科学态度和团结合作精神。2 .培养学

2、生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。【教学重难点】教学重点：1.合力与分力的关系。 2 .得出平行四边形定那么的探究过程。3 .平行四边形定那么的应用。 教学难点：从代数求和到矢量求和的思维跨越。【教学过程】一、 导入新课 思考：如图放在地面上的小车受到四个力的作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？教师总结：用一个力的单独作用替代以上四个力的共同作用，而效果不变， 上述问题就迎 刃而解了。这就是我们要讲的力的合成。出示动画：小车受四个力的作用和一个力的作用时的运动。二、讲授新课一共点力的合成1 ?共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。2.合力

3、和分力看下面图片说一说你观察到了什么？由此可得出什么结论水桶所受拉力示意图吊灯所受拉力示意教师总结：两个小孩分别用力 Fi、F2共同提着一桶水和一个大人单独用力F提着这桶水， 都能产生让水桶保持静止的效果。用拉力为F的一根线悬挂吊灯和用拉力分别为Fi、F2两根线悬挂吊灯都能产生使吊灯保 持静止的效果。结论：由于F产生的效果和Fi、F2产生的效果相同，所以F是Fi、F2的合力，Fi和F2是F的分力。(1) 合力：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力。出示图片：一个大人和两个小孩提水(2) 分力：假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个

4、力就叫作那个力的分力。(二) 力的合成1. 力的合成：在物理学中，我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成；2. 同一直线二力合成出示动画：同一直线二力合成教师总结： %百同一方向:反万向：FvF2思考：互成角度的两个共点力，如何得到合力的大小和方向呢?互成角度的两个共点力还是简单的加减吗？有没有什么可遵守的规律吗？实验：探究两个互成角度的力的合成规律1. 实验目的探究分力与合力的关系，寻找求合力的方法。2. 实验原理合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同。3. 实验器材方木块、白纸、弹簧称(两个)、橡皮条、细绳、三角板、刻度尺、图钉4. 实验步骤(1) 在桌面上固定一个贴有白纸的方木板，

5、用图钉把橡皮筋的一端固定在板上靠近顶端中点的A点，在橡皮筋的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套。出示图片(2) 用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点到达某一位置0。出示图片(3) 用铅笔从0点沿着两绳的方向画直线，作出两个力Fi和F2的图示。(4) 只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置0点，读出弹簧秤的示 数，记下细绳的方向，作出这个力F的图示。研究这三个力的大小及方向的关系。出示图片实验考前须知： 弹簧秤使用前要先调零； 弹簧秤拉长方向和所测拉力方向应保持与木板平行; 弹簧、指针、拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生磨擦出示：力的合成的平

6、行四边形定那么视频5.实验结论O-两个力的合成教师总结：实验说明，在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形， 邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个规律叫作平行四边形定那么。注意：作图要准确，两个分力 Fi、F2和合力F要画成实线并标有箭头，平行四边形的另 线必须画成虚线。这两个外两条平行什么时候最思考与讨论1：观察下面不同角度下 Fi、F2合力，由此可得出什么结论？由此可推断合力 大，什么时候最小？合力的范围如何？小；们的合力？去，最后教师总结：互成角度的二个共点力如果保持大小不变，它们的合力将随夹角的增大而减 合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。 Fi、F2同向

7、合力最大，反向合力最小。 合力大小范围丨F1-F2 | < FW+F2思考讨论2:如果两个以上的共点力作用在一个物体上，怎样应用平行四边形定那么求出它先求出任意两个力的合力，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得到的结果就是这些力的合力。三力的分解1 ?力的分解：在物理学中，我们把求一个力的分力的过程叫作力的分解。思考讨论1:如果上述实验中，先只用一只弹簧秤，然后再用两只弹簧秤通过细绳把橡皮筋的结点拉到相同的位置0,你能得到什么结论？由于各个力的数据都没有改变，因此，力的分解也遵从平行四边形定那么思考讨论2:如果没有限制，同一个力F可以分解为多少对分力?假设没有限制，同

8、一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力2?力的分解方法 按作用效果(1)物体受到斜向上拉力 F的分解F的作用效果：水平向右拉物体；竖直向上提物体(2)斜面上物体重力的分解 重力G的作用效果：使物体沿斜面向下滑;例题1:某物体受到一个大小为 32N的力，方向水平向右，还受到另一个大小为力，方向竖44N的使物体垂直向下压紧斜面G典型例题直向上。求出这两个力的合力的大小和方向。解法1:通过作图求解解：选择某一标度，例如用 1cm长的线段表示10N的力。根据题意，作出二力合成的平行四边形。r合力F的表示Fi的有向线段长3.20cm,表示F2的有向线段长4.40cm。用刻度尺测量后得知，表示对角线长

9、为 5.44cm，贝 U F = 5.44cmX 10N/cm= 54.4N用量角器测得合力F与力Fi的夹角为54 °合力的大小为54.4N，方向与力Fi的夹角为54 °解法2:计算法合力的大小为54.4N，方向与力Fi的夹角为54【例题2】如右图所示，光滑斜面上的物体的重力分解为Fi、F2两个力，以下说法正确的是()A. Fi是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力;B. 物体受到重力 mg、N、Fi、F2四个力的作用；C. 物体只受到重力mg和斜面支持力N的作用；D. N、Fi、F2三个力的作用效果与 mg、N两个力的作用效果相同。答案：CD四矢量和标量

10、1. 力的合成，按平行四边形定那么来确定合力的大小和方向。2. 位移合成时也遵从平行四边形定那么。一个人从A走到B，发生的位移是 AB，又从B走到C,发生的位移是BC。在整个运动 过程中，这 个人的位移是AC , AC是合位移。3. 矢量既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定那么的物理量叫作矢量。4 .标量只有大小，没有方向，相加时遵从算术法那么的物理量叫作标量。除了力和位移以外，速度、加速度都是矢量。在我们学过的物理量中，质量、路程、功、电流等都是标量。课堂练习1. 有两个力，一个是10N，一个是 2N，这两个力的合力的最大值是 ，最小值是 ，它们的合力范围。答案：12、8 8< F

11、W122. 两个相互垂直的力的合力为50N，其中一个力的大小为 40N，那么另一个力的大小 为A. 10NB . 20NC. 30ND . 40N答案：C3.关于力的分解，以下表达中正确的选项是A. 8N的力可以分解为两个8N的分力B. 8N的力可以分解为两个3N的分力C. 8N的力可以分解为13N和4N的两个分力D. 8N的力可以分解为16N和7N的两个分力答案：A4.如下图，一个重60N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F=20N的力竖直向上拉物体时，物体所受的合力为B. 40N, 方向竖直向下C. 40N, 方向竖直向上D. 80N, 方向竖直向上答案：A拓展提高1. 两个共点力Fi、F

12、2、的合力为F,以下说法中正确的选项是A. 合力F定大于任一个分力B. 合力的大小既可能等于 Fi, 也可能等于 F2C. 合力 F 有可能小于任一个分力D. 合力F的大小随Fi、F2、间的夹角增大而减小答案： BCD2. 以下说法中正确的选项是A .两个力的合力一定大于这两个力中的任意一个力B. 两个力都增大，那么其合力也增大C. 物体受到三个大小均为 10N 的力，不可能处于匀速直线运动状态D. 分解一个力可以有无数个分解方法，但每一个分解方法都遵守平行四边形定那么，因此分解力要按力的作用效果来进行分解答案： D三、课 堂小结1. 力的合成符合平行四边形定那么1合力大小范围丨 F1-F2 | < FW+F2 2合力有可能大于或小于或等于任何一个分力。 3 互成角度的二个共点力如果保持大小不变, 它们的合力将随夹角的增大而减小；2. 力的分解符合平行四边形定那么力的分解方法 按作用效果3. 矢量 既有大小又有方向 , 相加时遵从平行四边形定那么的物理量叫作矢量。4. 标量 只有大小 , 没有方向 , 相加时遵从算术法那么的物理量叫作标量。四、板 书一共点力的合成 1共点力： 几个力如果都作用在物体的同一点， 或者它们的作用线相交于一点