4　力的合成主要内容及教案内容

4　力的合成　 高中物理       人教2003课标版

（一）知识与技能

1、初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的合成、合力与分力的概念。

2、会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用作图法和计算法求合力。

（二）过程与方法

1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则；

2、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。

（三）情感、态度与价值观

培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。通过力的等效替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙，

本班学生为高一普通班，学生基础一般。矢量运算做为高中学生新接触的概念，如何让学生在以前学习基础之上接受本节课内容是一个难点。虽然在本节课之前学生已经学习了位移以及力的概念，初步接触了矢量的概念，但对矢量方向性的理解还仅停留在表面上。本节课着重通过实验探究来体验矢量运算并非简单相加减，而是遵循平行四边形定则。

1、等效替代思想 。 2、平行四边形定则的应用。

课前播放三个和尚没水吃的视频，提出问题：一个和尚可以用一力提水，两个和尚用二力可以抬水吃，三个和尚如何才能吃到水呢，我们大家一起来学习本节知识，找一个合理的办法，让几千年的笑话不再延续。

合力和分力。

课件展示：1、两人抬水，一人提水。

小结：不同的同学用不同的方法达到了一个共同的目的。在提水桶这个事件上，这一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的。

生活中同样的例子很多，学生举例。

课件展示：2、拉船。这些例子中，一个力与几个力产生了同样的效果，可以用一个力代替几个力，这一个力与那几个力是什么关系？等效替代关系。

总结合力、分力的概念：一个物体受几个力作用时，我们常常可求出一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的共同作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的那几个力叫做分力。

求几个力合力的方法就叫做“力的合成”。

力的合成。

同一直线上两个力的合成。

课件展示，两人推拉木箱，得到两力同向时，F合=F1+F2，两力反向时，F合=|F1-F2|。若两力不在同一直线上，如何求。

2、互成角度的二力的合成。合力与分力最主要的关系是等效替代，早在古代，人们就巧妙的利用过这种关系，曹冲称象（课件动画演示），设想我们应该能够想到如何应用实验来得到求合力的方法。简单课件模拟。

实验探究：课件演示实验过程。老师在黑板上完成实验演示。

（1）把放木板固定在黑板上，用图钉把白纸定字再生放木块上。

（2）用图钉把橡皮条一端固定在A点，结点自然状态在O点，结点上系着细绳，细绳的另一端系着绳套。

（3）用两弹簧秤分别勾住绳索，互成角度地拉橡皮条，使结点到达O′点。让学生记下O′的位置，用铅笔和刻度尺在白纸上从O′点沿两条细纸的方向画线，记下F1、F2的力的大小。

    （4）放开 弹簧秤，使结点重新回到O点，再用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到O′，读出弹簧秤的示数F，记下细绳的方向，按同一标度作出F1、F2和F1的力的图示。

    （5）用三角板以F1、F2为邻边作平行四边形，在误差范围内，F几乎是F1、F 2为邻边的平行四边形的对角线。

    经过前人们很多次的、精细的实验，最后确认， 对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示F1、F2的合力。

结论：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.

互成角度的二力，使用平行四边形定则可求合力，反向重复做法。

完成例题，实际求解中掌握定则的运用过程。

例：力F1=45N，方向水平向右。力F2=60N，方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。

（1）、作图法：

 ①根据平行四边形定则按同一标度作出两个分力F1、F2力的图示；

 ②画出平行四边形； 

 ③量出对角线的长度，根据选定的标度求出合力的大小；

 ④用量角器量出合力与某个分力的夹角，表示合力的方向。

通过观察同学们应该发现，所做的平行四边形为一矩形，可依据数学公式算出对角线所表示的合力的大小和方向.

（2）、计算法。

当两个力互相垂直时，有：    F=√F12+F22           tanθ=F2/F1。

总结求合力的方法：作图法，计算法。

从计算结果可看出，两力在同一直线或不在同一直线，都可求出合力，发现并非都是二者之和，也并非二者之差，其大小由角度决定，不同角度合力的大小存在一个什么范围。

3、合力大小与分力的关系：

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θ由0°→180°变化，可以得到

（1）合力F随θ的增大而减小.

（2）当θ=0°时，F有最大值Fmax=F1+F2，当θ=180°时，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.

| F1-F2   | ≤ F ≤ F1+F2

生活中的物体，所受力并非只有两个，如何求两个以上力的合成。

4、两个以上力的合成：同学们思考回答，课件演示。

总结方法：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力。解决三个和尚一起抬水吃的问题，感受本节课的成就。

作图发现，前面的几例中，物体受到的力有一个共同特点，作用在同一点上。

三、、共点力。我们把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。力的合成的平行四边形定则只适用于共点力作用的情况。

1.下列关于合力与分力的叙述中正确的是(     )
A.合力的大小一定大于每一分力的大小。
B.合力可以同时垂直于每一分力。
C.合力与分力间是一种等效替代关系，不能同时考查
它们的作用效果。
D.若两个分力的大小不变，则合力的大小也不会变化

2.两个共点力同向时合力为a，反向时合力为b，当两个力垂直时，合力大小为 ？

1.气球在空中受到的空气浮力竖直向上，大小为4N，同时受到水平方向的风力作用，大小为3N。求气球受到的浮力与风力的合力？
2、课后2、3.

4　力的合成　

4　力的合成　

课前播放三个和尚没水吃的视频，提出问题：一个和尚可以用一力提水，两个和尚用二力可以抬水吃，三个和尚如何才能吃到水呢，我们大家一起来学习本节知识，找一个合理的办法，让几千年的笑话不再延续。

合力和分力。

课件展示：1、两人抬水，一人提水。

小结：不同的同学用不同的方法达到了一个共同的目的。在提水桶这个事件上，这一个力产生的作用效果和两个力的作用效果是相同的。

生活中同样的例子很多，学生举例。

课件展示：2、拉船。这些例子中，一个力与几个力产生了同样的效果，可以用一个力代替几个力，这一个力与那几个力是什么关系？等效替代关系。

总结合力、分力的概念：一个物体受几个力作用时，我们常常可求出一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的共同作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的那几个力叫做分力。

求几个力合力的方法就叫做“力的合成”。

力的合成。

同一直线上两个力的合成。

课件展示，两人推拉木箱，得到两力同向时，F合=F1+F2，两力反向时，F合=|F1-F2|。若两力不在同一直线上，如何求。

2、互成角度的二力的合成。合力与分力最主要的关系是等效替代，早在古代，人们就巧妙的利用过这种关系，曹冲称象（课件动画演示），设想我们应该能够想到如何应用实验来得到求合力的方法。简单课件模拟。

实验探究：课件演示实验过程。老师在黑板上完成实验演示。

（1）把放木板固定在黑板上，用图钉把白纸定字再生放木块上。

（2）用图钉把橡皮条一端固定在A点，结点自然状态在O点，结点上系着细绳，细绳的另一端系着绳套。

（3）用两弹簧秤分别勾住绳索，互成角度地拉橡皮条，使结点到达O′点。让学生记下O′的位置，用铅笔和刻度尺在白纸上从O′点沿两条细纸的方向画线，记下F1、F2的力的大小。

    （4）放开 弹簧秤，使结点重新回到O点，再用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到O′，读出弹簧秤的示数F，记下细绳的方向，按同一标度作出F1、F2和F1的力的图示。

    （5）用三角板以F1、F2为邻边作平行四边形，在误差范围内，F几乎是F1、F 2为邻边的平行四边形的对角线。

    经过前人们很多次的、精细的实验，最后确认， 对角线的长度、方向、跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，也就是说，对角线就表示F1、F2的合力。

结论：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.

互成角度的二力，使用平行四边形定则可求合力，反向重复做法。

完成例题，实际求解中掌握定则的运用过程。

例：力F1=45N，方向水平向右。力F2=60N，方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。

（1）、作图法：

 ①根据平行四边形定则按同一标度作出两个分力F1、F2力的图示；

 ②画出平行四边形； 

 ③量出对角线的长度，根据选定的标度求出合力的大小；

 ④用量角器量出合力与某个分力的夹角，表示合力的方向。

通过观察同学们应该发现，所做的平行四边形为一矩形，可依据数学公式算出对角线所表示的合力的大小和方向.

（2）、计算法。

当两个力互相垂直时，有：    F=√F12+F22           tanθ=F2/F1。

总结求合力的方法：作图法，计算法。

从计算结果可看出，两力在同一直线或不在同一直线，都可求出合力，发现并非都是二者之和，也并非二者之差，其大小由角度决定，不同角度合力的大小存在一个什么范围。

3、合力大小与分力的关系：

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θ由0°→180°变化，可以得到

（1）合力F随θ的增大而减小.

（2）当θ=0°时，F有最大值Fmax=F1+F2，当θ=180°时，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.

| F1-F2   | ≤ F ≤ F1+F2

生活中的物体，所受力并非只有两个，如何求两个以上力的合成。

4、两个以上力的合成：同学们思考回答，课件演示。

总结方法：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力。解决三个和尚一起抬水吃的问题，感受本节课的成就。

作图发现，前面的几例中，物体受到的力有一个共同特点，作用在同一点上。

三、、共点力。我们把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。力的合成的平行四边形定则只适用于共点力作用的情况。

1.下列关于合力与分力的叙述中正确的是(     )
A.合力的大小一定大于每一分力的大小。
B.合力可以同时垂直于每一分力。
C.合力与分力间是一种等效替代关系，不能同时考查
它们的作用效果。
D.若两个分力的大小不变，则合力的大小也不会变化

2.两个共点力同向时合力为a，反向时合力为b，当两个力垂直时，合力大小为 ？

1.气球在空中受到的空气浮力竖直向上，大小为4N，同时受到水平方向的风力作用，大小为3N。求气球受到的浮力与风力的合力？
2、课后2、3.

• 优点:

  教态大方得体，教学设计突出重难点，是一堂值得学习的优质课。

• 缺点:

  无

• 优点:

  1.课堂引入较好。 2.实验设计较科学、详细。 3.重点突出、难点突破。 4。对学生的了解比较深入，教学有针对性。

• 缺点:

  无

• 优点:

  教学设计新颖、教学有创新，有思想，开头就很生动，一下就激起了学生学习的兴趣，教学过程流畅，过渡自然，对重点难点的把握准确，根据学生的认识能力进行提问，既能让学生感到自习的能力，又能体现个体差异，使不同的学生在课堂中都有作为，有收获。

• 缺点:

  内容设计太完整了，可能学生将来练习的时间有点少。