第1节力的合成

新课标人教版 高中物理必修一 3 4 力的合成 汝阳县实验高中吕会敏 等效替代法 引出课题 第三章相互作用 4 力的合成 教学目标 1 从力的等效性理解合力和分力的概念 初步体会等效替代的物理思想 2 能够通过实验探究求合力的方法 力的平行四边形定则 会用作图法求共点力的合力 3 知道合力的大小和分力夹角的关系 通过探究教学 使学生领悟物理学中常用的实验 探索 规律总结等科学研究的方法 激发学生对科学的热情 1 合力与分力一个力作用的效果跟几个力共同作用的效果相同 这个力就叫做那几个力的合力 那几个力就叫做这个力的分力 2 力的合成求几个力的合力的过程叫做力的合成 知识回顾 同一直线上 方向相同的两个力的合力 大小等于这两个力的大小之和 方向跟这两个力的方向相同 F合 F1 F2 同一直线上 方向相反的两个力的合力 大小等于这两个力的大小之差 方向跟较大的那个力的方向相同 F合 F1 F2 当两个力互成角度时 又该如何求合力呢 合力和分力还是简单的加减法吗 思考与猜想 实验 探究求合力的方法 1 器材 木板 白纸 图钉 弹簧测力计 两个 橡皮筋 绳套 铅笔 橡皮擦 三角板 图4探究力的合成方法的实验器材 引导学生设计实验方案 2 问题 1 如何确定研究对象 2 如何体现分力与合力的作用效果相同 3 如何描绘分力与合力 4 如何探究合力和分力的关系 力的合成实验一 A 力的合成实验二 A O 实验步骤 1 把方木板放在桌上 用图钉把白纸钉在方木板上2 用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上A点 橡皮条的另一端B拴上两根细绳3 用两把弹簧秤分别钩住两根细绳 沿两个不同方向拉橡皮条 使橡皮条的结点B伸长到某一位置O点 记下O点的位置 两把弹簧秤的读数和两根细绳的方向4 用一把弹簧秤钩住一根细绳 使橡皮条的结点B拉到同样位置O点 记下弹簧秤的读数和细绳的方向5 选定一个合适的标度 用力的图示法画出F1 F2和F的图示 为什么要记下细绳的方向 为什么也要拉到同样的位置 能否先做步骤4再做步骤3 探究合力和分力的关系 学生以小组为单位开展实验 教师巡回指导 及时发现和纠正学生实验过程中存在的问题 学生画出合力和分力的图示后 引导学生讨论如何探究合力和分力的关系 力的合成法则 互成角度的两个力的合成时 以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形 这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向 这个法则叫做平行四边形定则 F1 F F2 o 结论 平行四边形定则 小组讨论实验注意事项 1 弹簧秤如何选择 如何调节 如何使用 怎样读数 2 细线应该和木板保持怎样的位置关系 为什么 怎样描点才能画准力的方向 3 从引起误差的角度考虑 两个分力的夹角是大些好 还是小些好 4 画力的图示时 标度如何选择 多力合成的方法 F12 F123 F1234 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去 最后得到的结果就是这些力的合力 逐次合成法 力的合成在生活中的应用 力的合成在生活中的应用 F1 F2 F 观察与分析 F1 F2大小一定 夹角 在0 180 之间发生变化时1 合力F与两个分力F1 F2的夹角的关系如何 2 合力F与两个分力F1 F2的大小的关系如何 两个力大小一定时 探究合力和夹角的关系 思考 合力是否一定比分力大 合力与分力间夹角 关系 0 时 即F1 F2共线同方向 F合 F1 F2合力方向与两个力的方向相同 180 时 即F1 F2共线反方向 F合 F1 F2 合力方向与分力F1 F2中较大的方向相同 合力的取值范围 F1 F2 F合 F1 F2 F1和F2大小不变时 夹角 越大 合力就越小 F合随F1和F2的夹角增大而减小 F合可能大于 等于 小于F1 F2 共点力 几个力如果都作用在物体的同一点上 或者它们的作用线相交于同一点上 这几个力叫做共点力 共点力与非共点力 非共点力 力不但没有作用在同一点上 它们的延长线也不能相交于一点 力的平行四边形定则 只适用于共点力 小结 1 合力与分力的关系是 等效替代 2 通过实验探究力的平行四边形定则 不在一条直线的两个力的合成时 以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形 这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向 3 互成角度的两个力F1和F2与合力F的关系 1 F1 F2同向时 合力最大 合力F F1 F22 F1 F2反向时 合力最小 合力F F1 F2 3 合力的取值范围 F1 F2 F合 F1 F24 F合可能大于 等于 小于F1 F25 F1和F2大小不变时 夹角 越大 合力就越小 合力F随F1和F2的夹角增大而减小 1 两个大小和方向都确定的共点力 其合力的 A 大小和方向都确定B 大小确定 方向不确定C 大小不确定 方向确定D 大小和方向都不确定 巩固练习 A 2 F1与F2为作用在同一物体上的两个力 F1 10N F2 8N 它们的合力大小可能是 A 19NB 18NC 10ND 2N BCD 课堂练习 3 如图所示 两个共点力F1 F2的大小一定 夹角 是变化的 在 从0 逐渐增大到180 的过程中 合力F的大小变化情况为 A 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 巩