人教版必修第三章相互作用第四节力的合成

1、第三章 相互作用生活中常见到这样的事例生活中常见到这样的事例：F1F2F 一个力的作用效果与两个或更多力的一个力的作用效果与两个或更多力的共同共同作用效果相同作用效果相同。1 1、合力分力定义：、合力分力定义：如果一个力如果一个力F F产生的效果跟原来几个力产生的效果跟原来几个力( (F F1 1、F F2 2)共同共同产生的效果产生的效果相同相同，这个力，这个力F F就就叫着那几个力的叫着那几个力的合力合力，而那几个力就叫着，而那几个力就叫着这个力的这个力的分力分力。说明：在实际问题中，就可以用这个力来代替那几个力，这就是力的等效代替等效代替。而不是物体又多受了一个合力。而不是物体又多受了一

2、个合力。2、合力和分力的关系：等效替代关系3、力的合成：、力的合成：求几个已知力的合力叫做力的合成求几个已知力的合力叫做力的合成假如这两力不作用在同一假如这两力不作用在同一直线上了，又会怎样呢？直线上了，又会怎样呢？猜测猜测 实验验证实验验证 看来，力的合成并不全是简单地力的相加减，那么它看来，力的合成并不全是简单地力的相加减，那么它们之间的关系到底是怎样的呢们之间的关系到底是怎样的呢? 它们之间的关系好象一下子也难以猜测的出来，但为它们之间的关系好象一下子也难以猜测的出来，但为什么难以猜测呢？是什么使它变复杂了呢？可猜猜！什么难以猜测呢？是什么使它变复杂了呢？可猜猜！实验验证F=F1+F2？

3、 那我们就做实验来探究吧那我们就做实验来探究吧探究实验前要明确：探究实验前要明确： 1、实验的目的是什么？、实验的目的是什么？ 2、实验依据的原理是什么？、实验依据的原理是什么？探究分力与合力的关系，寻找求合力的方法。探究分力与合力的关系，寻找求合力的方法。合力的作用合力的作用效果效果与几个分力共同作用的与几个分力共同作用的效果效果相同。相同。力的作用效果有几种？你准备采用哪力的作用效果有几种？你准备采用哪一种？又如何保证它们等效？一种？又如何保证它们等效？实验器材：实验器材： 方木块方木块, ,白纸白纸, ,弹簧称弹簧称( (两个两个),),橡皮条、细绳、橡皮条、细绳、三角板三角板, ,刻度

4、尺刻度尺, ,图钉图钉 实验步骤实验步骤:（1）在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸）在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好固定好.（2）用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的）用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的A点（点（A点的位置应该靠近顶端点的位置应该靠近顶端中点），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中点），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.（3）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）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，结点达到某一位置点达到某一位置.（4）用铅笔记下）用

5、铅笔记下的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧秤的示的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧秤的示数（在同一条件下）数（在同一条件下）.（5）用铅笔和三角板在白纸上从）用铅笔和三角板在白纸上从点沿着两绳的方向画直线，按照一定点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力的标度作出两个力1和和2的图示的图示.（6）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）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点，点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力的图示的图示.（7）探究这三个力的大小及方向的关系）探究这三

6、个力的大小及方向的关系. F2FF1O实验结论：实验结论： 求两个力的合力时，可分别用表示这两个力的线段求两个力的合力时，可分别用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，这叫做力的合力的大小和方向，这叫做力的平行四边形定则平行四边形定则。（1）同一直线上两个力的合成）同一直线上两个力的合成 a、共线同方向的两个力、共线同方向的两个力F1、F2的合成的合成 b、共线反方向的两个力、共线反方向的两个力F1、F2的合成的合成F合合=F1+F2，方向与两力方向相同，方向与两力方向相同 F合合=|F1-F2|，合

7、力方向与两个力中较大的那个分力的方向相同，合力方向与两个力中较大的那个分力的方向相同 （2）互成角度的两个力的合成）互成角度的两个力的合成满足平行四边满足平行四边形法则形法则 以表示以表示F F1 1、F F2 2的线段为邻边作平行四边形，这的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边两个邻边之间的对角线之间的对角线就表示合力的大小和方向就表示合力的大小和方向 （2）互成角度的两个力的合成）互成角度的两个力的合成满足平行四边满足平行四边形法则形法则 以表示以表示F F1 1、F F2 2的线段为邻边作平行四边形，这的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边两个邻边之间的对角线之间的对角线就表示合力的大小和方

8、向就表示合力的大小和方向a ：F1、F2之间的夹角为之间的夹角为900 ；b ：F1F2，之间的夹角为，之间的夹角为；C :FC :F1 1、F F2 2大小不等，夹角为任意角度。大小不等，夹角为任意角度。例题例题:力力F1=45 N，方向水平向右，力，方向水平向右，力F2=60 N，方向竖直，方向竖直向上向上.求这两个力合力的大小和方向求这两个力合力的大小和方向.FO53F1F2作图法：作图法：15N计算法：计算法：选择标度，作力的平行四边形选择标度，作力的平行四边形.用刻度尺量出对角线的长度用刻度尺量出对角线的长度.过比例关系求出合力的大小是过比例关系求出合力的大小是75 N.用量角器量出

9、合力与用量角器量出合力与F1的夹角是的夹角是532221FFF N75N60452212tanFF ,33. 14560 53 解：解：4、多力合成的方法：、多力合成的方法：F1F2F3F4F12F123F1234 先求出任意两个力的合先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力结果就是这些力的合力5、合力与分力间关系、合力与分力间关系：0时，时，FF1F2合力与分力同向合力与分力同向180时，时，FF1F2合力与分力合力与分力F1、F2中较大的同向。中较

10、大的同向。合力的取值范围，合力的取值范围， F1F2 F F1F2F1、F2大小一定，夹角大小一定，夹角越大，合力就越小。越大，合力就越小。合力可能大于、等于或小于某分力。合力可能大于、等于或小于某分力。合力分力不能并存合力分力不能并存合力、分力大小方向没有必然联系。合力、分力大小方向没有必然联系。例：已知力例：已知力F1=4N，F2=5N，F3=8N，则三，则三个力的合力最大值为多少，最小值又为多少？个力的合力最大值为多少，最小值又为多少？例：已知例：已知F1=5N，F2=10N，则两个力的合力最，则两个力的合力最大值为多少，最小值又为多少？大值为多少，最小值又为多少？ 几个力如果几个力如果

11、都作用在物体的都作用在物体的同一点上，或者同一点上，或者它们的作用线相它们的作用线相交于同一点上，交于同一点上，这几个力叫做共这几个力叫做共点力。点力。6、共点力、共点力7、非共点力、非共点力 力不但没力不但没有作用在同一点有作用在同一点上，它们的延长上，它们的延长线也不能相交于线也不能相交于一点。一点。力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力。力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力。【课堂训练】【课堂训练】 三个共点力，大小分别为三个共点力，大小分别为11 N、6 N、14 N，在同，在同一平面内，各力间的夹角可变，求此三力的合力大小的一平面内，各力间的夹角可变，求此三力的合力大小的范围范

12、围. 答案答案: 0F31 N 拓展拓展： 若这三个同一平面内的共点力，大小变为若这三个同一平面内的共点力，大小变为11 N、6 N、4 N，或，或11 N、6 N、24 N，则这三力的合力大小的，则这三力的合力大小的范围又是多少？范围又是多少？ 答案答案: 1NF21 N 7NF41 N l 平衡状态平衡状态: :物体保持物体保持匀速直线运动匀速直线运动状态，或状态，或静止静止状态。状态。l 在共点力作用下物体的在共点力作用下物体的平衡条件是合平衡条件是合力为零力为零。l 即即F F合合0 0 1.1.什么是平衡状态什么是平衡状态2.2.处于平衡状态满足的条件处于平衡状态满足的条件: :1

13、1、二力平衡、二力平衡：两力大小相等，方向相反，：两力大小相等，方向相反，作用在作用在 同一直线上，合力为零。同一直线上，合力为零。2 2、三力平衡、三力平衡：任意两力的合力必定与第：任意两力的合力必定与第三个力等值反向，并且在同一直线上，三个力等值反向，并且在同一直线上，合力为零。合力为零。3 3、多力平衡、多力平衡：其中任意（：其中任意（n-1n-1）个力的合）个力的合力必定与剩下的第力必定与剩下的第n n个力等值反向，且作个力等值反向，且作用在同一直线上，合力为零。用在同一直线上，合力为零。对于同一物体产生相同的效果已知分力合力力的合成平行四边形定则 以两个共点力为邻边作平行四边形，这两

14、个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向求解遵循小结：2 2、一个定则、一个定则3 3、两种方法、两种方法1 1、一种物理思想、一种物理思想作图法：直观明了、误差较大作图法：直观明了、误差较大计算法：较准确计算法：较准确等效替代等效替代适用于所有的矢量的合成和分解适用于所有的矢量的合成和分解布置作业布置作业结 束思考：思考：1）若）若F1、F2的大小不变，将两个力之间的夹角从的大小不变，将两个力之间的夹角从0增增大到大到180，则合力如何变化？，则合力如何变化？2）合力在什么时候最大？什么时候最小？能得到与）合力在什么时候最大？什么时候最小？能得到与F1、F2 等大的合力吗？能得到等大的合力吗

15、？能得到0N和和120N的合力吗？的合力吗？ 前面学习的都是两个力的合成，如果是三个力或前面学习的都是两个力的合成，如果是三个力或者三个以上的力的合成，应该怎样进行处理者三个以上的力的合成，应该怎样进行处理？ 多个力的合成F1F2F3F4F12F123F1234将任两力合成，再与其它力合成，直到求出最终的合力。使用条件 力的合成的平行四边形定则是不是在任何情况下都力的合成的平行四边形定则是不是在任何情况下都能用？有没有适用的条件？能用？有没有适用的条件？二、共点力二、共点力 在阅读的时候注意这样几个问题在阅读的时候注意这样几个问题:什么样的力是共点力？什么样的力是共点力？你认为掌握共点力概念时

16、应该注意什么问题？你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题？力的合成的平行四边形定则有没有适用条件，如果有，力的合成的平行四边形定则有没有适用条件，如果有，适用条件是什么？适用条件是什么？ ？请同学们自己阅读书本第请同学们自己阅读书本第67页的页的 共点力共点力 小结：小结： 同学们，请回忆一下，这节课我们学到了些什同学们，请回忆一下，这节课我们学到了些什么呢？么呢？ 对照这堂课的教学目标，来看一看这堂课我们有对照这堂课的教学目标，来看一看这堂课我们有哪些收获？哪些收获？教学目标教学目标 ：1.理解合力、分力、力的合成、共点力的概念理解合力、分力、力的合成、共点力的概念.2.掌握平行四边形定则，

17、会用平行四边形定则求合力掌握平行四边形定则，会用平行四边形定则求合力.3.理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代互替代.了解物理学常用的方法了解物理学常用的方法等效替代法等效替代法.4.通过实验探究方案的设计与实施，初步认识科学探究的意通过实验探究方案的设计与实施，初步认识科学探究的意义和基本过程，并进行初步的探究义和基本过程，并进行初步的探究.5.在自主找规律的过程中体会学习的乐趣在自主找规律的过程中体会学习的乐趣.6.实验结果在误差范围内是准确的实验结果在误差范围内是准确的.7.培养与同学交流、合作的精神培养与同学交流、合

18、作的精神.8.在科学探究中，学习严谨、务实的精神和态度在科学探究中，学习严谨、务实的精神和态度. 科学的思维方法等效替代法 等效替代就是相互替代的效果相同.利用等效法，不仅可以使非理想模型变为理想模型，使复杂问题变成简单问题，而且可以使感性认识上升到理性认识，使一般理性认识升华到更深层次.用“等效法”来研究问题，如我们初中学过的阿基米德原理.阿基米德巧妙地用溢流杯把溢出的水收集起来再倒入阿基米德金属桶，得到物体所受到的浮力等于物体排开水的重力，这就是实验中常用的一种“等效替代法”.在中学物理中，合力与分力、合运动与分运动、平均速度、重心、热功当量、交流电的平均值和有效值；几何光学中的三条特殊光线、虚像等，都是根据等效思想引入的. 如果在物理概念的理解、解答物理习题过程中运用等效法，同学们应明确，在分