力的合成教案

力的合成教案局中物理适用年级1且一乒a适用区域1人教版区域1课时时长（分钟）12课时11知识点.共点力求合力方法：二力不平行则平行四边形定则求合力.一个力分解为两个分力的几种唯一性的条件.两个大小一定的力的合力大小范围.三个大小一定的力的合力大小范围.两个大小相等的力的合力求法.共点力求合力方法：一力以上共点力正交分解法求合力教学目标1、理解合力与分力的概念2、理解力的合成与分解的意义3、能举出生产生活中力的合成与分解的实例4、理解力的平行四边形定则，并能进行简单的计算。\教学重点1、用平行四边形定则进行力的合成2、用止父分解进行力的合成教学难点运用等效替代思想理解合力概念力的合成教案（一力理奥念是什么？力的作用效果是什么？力是物体间的相互作用.力的作用效果是使物体运动状态发生变化或使物体发生形变提出问题：歌曲《众人划桨开大船》，从物理学的角度说，二个人划桨产生的力太小不能开大船，众人划桨产生的力合起来才能开动大船.如果知道每个人划桨的力，怎样求合起来的力呢？学习了这一节课后我们就可以解决这个问题了Q二、知识讲解!合力和分力的概念（响题翻触）一个祛码可以用一根细线提起来，也可以用两根细线提起来，其效果完全一样，如图1所示。如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力。上例中F就是F1、F2的合力，F1、F2就是F的分力。求F1、F2两个力的合力F的过程，就叫做二力的合成。（二i声i电稀机行四边形定则力的平行四边形定则：如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来，这叫做力的平行四边形定则.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同一点，这几个力叫做共点力.平行四边形定则的具体应用方法有两种：图解法：（1）两个共点力的合成：从力的作用点作两个共点力的图示,然后以F1、F2为边作平行四边形，对角线的长度即为合力的大小，对角线的方向即为合力的方向.用直尺量出对角线的长度，依据力的标度折算出合力的大小，用量角器量出合力与其中一个力之间的夹角 0.如图所示，图中F1=50N,F2=40N,合力F=80N.f2i 巧r(2),个以上共点力的合成：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，直到所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合晨』 -Fi 计算法先依据平行四边形定则画出力的平行四边形，然后依据数学公式(如余弦定理)算出对角线所表示的合力的大小和方向.当两个力互相垂直时，有：F=\F； F22 tan0=F2/F1考点2平均速度、瞬时速度和瞬时速率、平均速率 合力大小的范围：运用合力与分力关系模拟演示器，让两个力F1和F2之间的夹角0由0°-180°变化，可以得到(1)合力F随0的增大而减小.(2)当0=0°时，F有最大值Fmax=F1+F2,当0=180日F有最小值Fmin=F1-F2(3)合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力 .一般地|F1-F2gF<F1+F2(三、例题精析，例耳口1图所示，力kF,是两个相互垂直的共点力，其中F1=3N,F2=4N,则FiF」合力的大小为A.12NB.7NC.6ND.5N【答案】D【解析】根据力的平行四边形定则，可知质点所受k和国的合力大小为F合=\'运「衿=\;，32+42N=5N，故D正确.【点睛】：根据力的平行四边形定则例憬页,2八一、.一， .一—一. 、、、」 /J2华同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印.再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印.记下此时台秤的示数即为冲击力的最大值.下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是A.建立“点电荷”的概念B.建立“合力与分力”的概念C.建立“瞬时速度”的概念D.研究加速度与合力、质量的关系【答案】B【解析】A、点电荷是一种理想化的模型，是采用的理想化的方法，故A错误；B、合力和分力的作用效果是等效的，它们是等效替代的关系，故B正确；C.瞬时速度是把很短时间内物体的平均速度近似的认为是瞬时速度，采用的是极限的方法，故C错误；D.研究加速度与合力、质量的关系的时候，是控制其中的一个量不变，从而得到其他两个物理量的关系，是采用的控制变量的方法，故A错误。【点睛】：点电荷是一种理想化的模型，是采用的理想化的方法例题3如图所示，在做“探究力的平行四边形定则”的实验时，用M、N两个测力计通过细线拉橡皮条的结点，使其到达。点，此时％+（3=90°,然后保持M的示数不变，而使口角减小，为保持结点位置不变，可采用的办法是（ ）A.减小N的示数同时减小B角B.减小N的示数同时增大B角C.增大N的示数同时增大（3角D.增大N的示数同时减小B角【答案】A【解析】要保证结点不动，应保证合力不变，则由平行四边形定则可知，合力不变，M方向向合力方向靠拢，根据图象可知，则N的拉力应减小，同时应减小R角，故选项A正确。【点睛】：要使结点不变，应保证合力不变，故可以根据平行四边形定则分析可以采取的办法。例题热J体在三个共点力的作用下处于静止状态， 若把其中一个力F1的方向沿顺时针转过900而保持其大小不变。其余两个力保持不变，则此时物体所受的合力大小为 （ ）A.F1B.；F1C.2F1D.无法确定【答案】B【解析】力平衡中，这两个力等值、反向、共线，当其中一个力 F1的方向沿顺时针转过900而保持其大小不变.另外一个力保持不变；根据平行四边形定则可知，两个大小相等且互成门小的力合成时，合力在两个分力Ml的角平分线上，故此时物体所受到的合力大小为 故B正确，ACD错误。【点睛】：两力平衡中，二个力大小相等，方向相反，当一个力j的方向沿顺时针转过on。而保持其大小不变.另外一个力保持不变，由根据力的平行四边形则，即可求解。4四、课堂运用）基矶如图所示，木箱放在自动扶梯的水平台阶上，随台阶向上做匀速直线运动，则台阶对木箱的作用力（ ）A.大于木箱的重力B.大于木箱对台阶的作用力C.小于木箱对台阶的作用力D.与木箱对台阶的作用力大小相等【答案】D

【解析】台阶对木箱的作用力与木箱对台阶的作用力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律知它们的大小相等， 方向相反，故ABC错误，D正确2、如图，一个质量为m的均匀光滑小球处于静止状态，三角劈与小球的接触点为P,小球重心为O,PO的连线与竖直方向的夹角为0.则三角劈对小球的弹力（ ）A.方向竖直向上，大小为mgB.方向竖直向上，大小为mgcos。C.方向沿PO向上，大小为一陪cosHD.方向沿PO向上，大小为mgtanO【答案】C【解析】对小球受力分析，三角劈对小球的弹力方向沿PO向上，采用合成法，如图：由几何知识得：N1="COS03、如图所示，一个物体受F1和F2两个互相垂直的共点力作用，其F1=3N,F2=4N.这两个力的合力大小为（ ）A.1NB.5NC.7ND.12N【解析】根据勾股定理有:错误F=【解析】根据勾股定理有:错误F=卜।卜：=.:一巨=5N,故B正确，ACD巩固I1、如图所示，物体A和B质量均为m,且分别与轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，B放在水平面上，A与悬绳竖直。用力F拉B沿水平面向左匀速运动的过程中，绳对A的拉力的大小是（ ）A.大于mgB.总等于mgC.小于mgD,以上三项都不正确【答案】A【解析】将B的运动分解为沿绳子方向的运动，以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动，如图解得v2=vcos0由于9不断变小，故v2不断变大；由于物体A的速度等于v2,故物体A加速上升，加速度向上，即物体A处于超重状态，故绳子的拉力大于mg。2、如图所示，木箱放在自动扶梯的水平台阶上，随台阶向上做匀速直线运动，则台阶对木箱的作用力（ ）A.大于木箱的重力B.大于木箱对台阶的作用力C.小于木箱对台阶的作用力D.与木箱对台阶的作用力大小相等【答案】D【解析】台阶对木箱的作用力与木箱对台阶的作用力是一对作用力和反作用力，根据牛顿第三定律知它们的大小相等，方向相反，故ABC错误，D正确3、如图，一个质量为m的均匀光滑小球处于静止状态，三角劈与小球的接触点为P,小球重心为O,PO的连线与竖直方向的夹角为0.则三角劈对小球的弹力（）A.方向竖直向上，大小为mgB.方向竖直向上，大小为mgcos0C.方向沿PO向上，大小为‘VCOSOD.方向沿PO向上，大小为mgtanO【答案】C【解析】对小球受力分析，三角劈对小球的弹力方向沿PO向上，采用合成法，如图：由几何知识得：N1=COSO拔叫、如图所示，一个物体受F1和F2两个互相垂直的共点力作用，其F1=3N,F2=4N.这两个力的合力大小为（ ）A.1NB.5NC.7ND.12N【答案】B【解析】根据勾股定理有：F=b17F］补H=5N,故B正确，ACD错误。2、如图所示，物体A和B质量均为m,且分别与轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，B放在水平面上，A与悬绳竖直。用力F拉B沿水平面向左匀速运动的过程中，绳对A的拉力的大小是( )A.大于mgB.总等于mgC.小于mgD,以上三项都不正确【答案】A【解析】将B的运动分解为沿绳子方向的运动，以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动，如图解得v2=vcos0由于9不断变小，故v2不断变大；由于物体A的速度等于v2,故物体A加速上升，加速度向上，即物体A处于超重状态，故绳子的拉力大于mg3、如图所示，滑块与平板间动摩擦因数为g当放着滑块的平板被慢慢地绕着左端抬起，口角由0°增大90。的过程中，滑块受到的摩擦力将()A.不断增大B.不断减少C.先增大后减少D.先增大到一定数值后保持不变【答案】C【解析】开始阶段，滑块相对于平板静止，对滑块受力分析可知，滑块受到重力、支持力和沿斜面向上的静摩擦力的作用，受力平衡，则滑块受到的静摩擦力大小f=mgsin%,随着0c增大，滑块所受的摩擦力f增大当滑块相对于平板滑动后，滑块受到的是滑动摩擦力，大小为f二^mgcos%;摩擦力随夹角的增大而减小，所以滑块受到的摩擦力将先增大后减少。故ABD错误，C正确合理整榔j体受到几个力共同作用产生的效果与一个力对物体作用产生的效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力.力的合成：求几个力的合力叫做力的合成.力的平行四边形定则：如果用表示两个共点力 F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来，这叫做力的平行四边形定则.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同一点，这几个力叫做共点力.平行四边形定则的具体应用方法有两种：图解法，计算法合力大小的范围：运用合力与分力关系模拟演示器，让两个力F1和F2之间的夹角0由0-180°变化，可以得到(1)合力F随0的增大而减小.(2)当0=0°时，F有最大值Fmax=F1+F2,当0=180日F有最小值Fmin=F1-F2(3)合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力.一般地|F1-F2gF<F1+F2心循怖示，物体在四个共点力作用下保持平衡，撤去 F1而保持其他三个力不变，则此时物体的合力F( )A.等于F1,方向与F1相同B.等于F1,方向与F1相反C.大于F1,方向与F1相同D.大于F1,方向与F1相反【答案】B【解析】根据共点力的平衡条件可知其余三个力的合力定与F1等大反向，故撤去力F1,而保持其余三个力不变，这三个力的合力方向与F1方向相反，大小等于F1,故B正确、ACD错误2、有两个共点力，一个力的大小是20N,另一个力的大小是30N.这两个力的合力的最大值是（ ）A.30NB.40NC.50ND.60N【答案】C【解析】当两个分力的方向相同时，两个分力的合力最大，最大为二者之和，即：F=F1+F2=20+30=50N.故C正确，ABD错误3、如图所示，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（ ）A.0NB.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【解析】物体的重力为60N,向上的拉力为20N,此时地面对物体的支持力为40N,多了向上的拉力后，只是地面对物体的支持力减小了，物体的总的合力还是零，所以A正确1、F1、F2是两个互相垂直的共点力，其中F1=40N、F2=30N.这两个巩固力合力的大小为（ ）A.20NB.30NC.50ND.150N【答案】C【解析】勾股定理，结合力的合成法则，则有： F=W"F]=/40%02=50N,所以C正确，ABD错误。2、如图所示，斜面体C放置在水平地面上，斜面上的物体A通过细绳和定滑轮与物体B相连，在水平力F作用下，A、B、C均处于静止状态，增大F后，A、B、C仍处于静止状态，则（ ）A.斜面对物体A的静摩擦力增大B.轻绳对物体A的拉力减小C.地面对斜面体C的静摩擦力增大D.地面对斜面体C的支持力增大【答案】C【解析】B、先分析物体B,受重力与拉力，根据平衡条件，拉力等于重力；再分析物体A,受推力、重力、支持力、拉力和静摩擦力（可能为零），拉力等于物体B的重力，保持不变，故B错误；A、在平行斜面方向，由于不知道重力分力、拉力、推力分力间的数量关系，无法判断静摩擦力的具体方向，故增加推力 F后，静摩擦力可能增加，也可能减小，故A错误；CD、对A、B整体受力分析，受推力、重力、支持力和静摩擦力，根据平衡条件，支持力等于整体的重力，静摩擦力等于推力，故增加推力后，支持力不变，静摩擦力增加，故C正确，D错误3、如图甲所示，四根等长的缆绳一端悬于起重机的吊钩上，另一端分别系在一个正方形的框架上，框架下面悬吊着重物，起重机将重物以 0.5m/s的速度沿竖直方向匀速向上吊起。若起重机的输出功率为 20kW,每根缆绳与竖直方向的夹角均为37（如图乙所示），忽略吊钩、框架及绳重，不计一切摩擦，sin37-=0.6,cos370=0.8.则悬于吊钩的每根缆绳的拉力大小为（ ）A.5.0X104NB.4.0X104NC.1.25X104ND.1.0X104N【答案】C【解析】由P=Fv得F=£p：i。口=4X104Nv0.5所以重物的重力G=F=4X104N设每根缆绳的拉力大小为T,根据共点力平衡条件得4Tcos37=G解得T=1.25X104N十&如图，上表面为光滑圆柱形曲面的物体静置于水平地面上，一小木块受水平力作用缓慢地从曲面底端沿曲面向上滑动一小段的过程中，曲面始终静止不动，则物体对地面摩擦力f和压力N大小变化是（ ）

A.f增大，N不变B.f变小，N增加C.f增大，N减小D.f不变，N不变【答案】A【解析】对木块受力分析，木块受重力，水平力F与曲面的支持力，因处于平衡状态，依据力的合成法则及平衡条件知水平力增大，再对物体与木块作为整体来受力分析，处于平衡状态，那么竖直方向与水平方向均处于平衡，因此地面对圆柱形曲面的支持力 N大小等于总重力，保持不变。而地面对圆柱形曲面的摩擦力f=F,随着水平拉力的增大而增大，故A正确，BCD错误2、目前，我市每个社区均已配备了公共体育健身器材，图示器材为一秋千，用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点.由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高，座椅静止时F表示所受合力的大小，F1表示单根轻绳对座椅拉力的大小，与倾斜前相比（ ）A.F不变，F1变大B.F不变，F1变小C.F变小，F1变小D.F变大,F1变大【答案】B【解析】座椅静止时，受重力和两个拉力而平衡，故三个力的合力为零，即F=0根据共点力平衡条件，有：2F1cosO=mg解得：F1=解得：F1=mg2cos90角减小由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾