高中物理人教版第三章相互作用4力的合成 导学案第3章4力的合成

第三章4力的合成一、课前自主学习㈠课本导读1．从等效替代关系理解合力与分力⑴如图1所示，电阻R1=3Ω、R2=6Ω，=2Ω并联，甲电路中A、B之间的部分可用等效替代。用替代R1、R2前后，A、B两点之间的电压没变，A、B两点之间电路的总功率也没变。⑵曹冲用一些石头等效替代一头大象，把一头大象化整为零，成功地称出了大象的质量（图2）。大象和石头都使船下沉到同一位置。⑶如图3所示，F1、F2两个力共同作用把橡皮筋的结点拉到O点，单独的一个力F也可以把橡皮筋的结点拉到O点。即力F可以等效替代F1、F2。反之，也可以用F1、F2等效替代F。在解决力学问题时，利用这种等效替代的思想，可以根据需要把不便于计算的力等效替代成便于计算的力，使问题简化。⑷（课本P61）一个力，如果它产生的效果与几个力共同作用时产生效果相同，那么这个力就叫做几个力的________，那几个力叫做________。求几个力的合力的过程叫做____________。图3中力F、F1、F2三个力中是_______合力，_________是分力。2．探究不在一条直线上的二力的合成方法（图3）⑴本实验的基本思路：以相同的标度分别做出两分力F1、F2的图示，以及合力F的图示，找出合力与分力的关系。要作F1、F2、F的图示需要哪些信息？_____________________________________。⑵实验步骤：①安装器材：在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；橡皮条的另一端拴两细绳套。②用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。这时要记录__________，________________，________________。（为做F1、F2的图示，该记录什么？）在记录力的方向时，不要直接沿细绳的方向画直线，应在细绳正下方用铅笔画一点。如图4，在记录拉力F1的方向时选择在a点正下方打一点好，还是在b点正下方打一点好？____________，为什么？__________________________。③用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示。在作力的图示时，不一定要使所作力的大小是标度的整数倍．例如，选以1cm长表示1N，则的力的箭头作长，的力的箭头作__________cm长．并且要恰当选取标度，使所作力的图示稍大一些．为了把图作大一些，也可以以2cm长表示1N，这时以上各又该画多长？④只用一只弹簧秤通过细绳拉橡皮筋，使其产生的效果与两个力同时拉橡皮筋的效果相同。记录：_____________、____________，按同一标度作出这个力F的图示。（为什么要用同一标度？）一个力与两个力同时拉橡皮筋效果相同的标志是什么？_______________________________。⑤探究这三个力的大小及方向的关系。⑶在本实验过程中还有以下注意事项：A．弹簧秤在使用前应将其水平放置，然后检查、校正零点．将两弹簧秤互相钩着水平拉伸，选择两只读数完全一致的弹簧秤使用。B．在合力不超出量程及橡皮条弹性限度的前提下，拉力的数值尽量大些．用两只弹簧秤钩住绳套互成角度地拉像皮条时，夹角不宜太大也不宜太小，以60°-100°之间为宜。C．在使用弹簧秤时要注意使拉力沿弹簧秤轴线方向，使弹簧秤与木板平行。⑷结论：不在一条直线上的两个力合成时，以_______________________________________为邻边作__________________，这两个邻边之间的____________就代表合力的_________和_________。注意：作图时虚线、实线要分清，表示分力和合力的两条邻边和对角线画实线，并加上箭头，平行四边形的另两条边画虚线。3．观察图5，回答以下问题：⑴当两分力的夹角减小时，合力_______（增大、减小、不变）；当两分力的夹角增大时，合力________（增大、减小、不变），当两分力的夹角等于______时合力最小，当两分力的夹角等于_______时合力最大。⑵设两分力大小分别是F1、F2，合力的最小值等于_________；合力的最大值等于________；随着它们之间的夹角变化，合力大小的范围是________________。⑶合力一定大于每一个分力吗？_____________________。4．物体受几个力的作用，这几个力作用于一点上或__________________交于一点，这样的一组力就叫做_____________，平行四边形定则只适用于____________。在图6中是共点力的有：______________。5．用作图法求合力的步骤⑴根据平行四边形定则，按同一标度作出两个分力F1、F2的图示。⑵用平行四边形定则作出合力F。⑶量出对角线的长度，根据选定的标度求出合力大小。⑷用量角器量出合力与某一个分力的夹角，表示合力的方向。例1．两个力互成30°角，大小分别是90N和120N。用作图法求出合力的大小和方向。解析：选定如图所示的标度，并按相同的标度作出F1、F2的图示，由平行边形定则作出合力F，用刻度尺测量知表示合力的对角线的长度大约有个单位长度，所以合力的大小为：F=30N×=204N用量角器量得合力F与力F1的夹角为13°。说明：⑴作图时分力、合力上都作上刻度。⑵由于作图误差，不同的人求得的结果可以有少量差距。㈡课前自测题1．关于两个力与它们的合力的说法正确的是（）A．合力的作用效果跟原来那两个力共同作用的效果相同B．合力与原来那两个力同时作用在物体上C．合力的作用可以代替那两个力的作用D．求两个力的合力遵从平行四边形定则2．物体受两个共点力F1和F2作用，其大小分别是F1＝6N，F2＝10N，则无论这两个力之间的夹角为何值，它们的合力不可能是（）A．5N B．10NC．16N D．18N3．两个共点力F1、F2的大小一定，夹角θ是变化的，合力为F，在θ角从0°逐渐增大到180°的过程中，合力F的大小变化情况为（）A．从最小逐渐增加到最大B．从最大逐渐减小到零C．从最大逐渐减小到最小D．先增大后减小4．关于合力与其两个分力的关系，正确的是（）A．合力至少大于其中一个分力B．合力的大小随分力夹角的增大而增大C．合力一定大于任意一个分力D．合力的可能大于每一个分力，也可能小于每一个分力5．两个力互成45°角，大小分别是120N和80N。用作图法求出合力的大小和方向。二、课堂学习1．讨论有疑问的问题，向老师提出不理解之处。2．合力一定大于每一个分力吗？________________________________。3．两个共点力，大小都是50N，如果要使这两个力的合力也是50N，这两个力之间的夹角应为（）A．30°B．45°C．90°D．120°4．有三个共点力，它们的大小分别是4N，5N，8N，随着它们之间的夹角变化，它们合力的最大值为______，最小值为______。5．有三个共点力，它们的大小分别是2N，5N，8N，它们合力的最大值为______，最小值为______。6．质点受到五个力：F1、F2、F3、F4、F5，图中作出了五个力的图示，两条实线和四条虚线正好构成一个正六边形。已知F3＝10N。则这五个力的合力大小为__________，沿_______的方向。7．如图所示，在一根绳子的中间吊着一个重物G，将绳的两端点往里移动，使θ角增大，则绳上拉力的大小将（）A．拉力减小B．拉力增大C．拉力不变D．无法确定8．如右图所示