4力的合成教学创新设计

4　力的合成　 高中物理       人教2003课标版

1、理解合理、分力、力的合成、共点力的概念。

 2、理解力的合成实质上是从力的作用效果相同而进行的力

 3、会用力的平行四边形定则进行力的合成。

1、学生对等效替代思想还不够清晰。

2、学生的数学知识还不够扎实，三角函数还有待加强。

探究求合力的方法 ——力的平行四边形定则并用它求共点力的合力，合力和分力的关系。

学习过程：

自主合作：     

（一）、合力与分力

1、合力与分力：当一个物体受到几个力的共同作用时，常可以求出这样一个力，这个力对物体产生的效果跟                    相同，则这个力就叫做那几个力的合力，

          叫做分力。

思考（1）合力与分力是否同时作用在物体上?

(2)合力和分力是否一定是同一性质的力？

2、合力与分力的关系：              关系。

（二）、力的合成：

1、定义：求            的过程或求            ，叫做力的合成。

2、平行四边形定则：两个力合成时，表示这两个力的线段为          作平行四边形，这两个邻边之间的            ，就代表合力的大小和            ，这个法则叫做平行四边形定则。

（三）、共点力：

1、共点力：如果一个物体受到两个或更多力的作用，有些情况下这些力           ，或者虽不作用在          ，但它们的         相交于一点，这样的一组力叫共点力。

2、力的合成的平行四边形定则，只适用于            。

交流展示：

(一)、共点力的合成实验：

1、实验设置

（1）先将橡皮筋一端固定，另一端用两个弹簧测力计拉橡皮筋，使其伸长一定长度，到达某一点，然后用一个弹簧测力计拉橡皮筋伸长相同的长度到达同一点。

（2）记录每次每个弹簧测力计的读数F1、F2和F力的方向，画出多力的图示，就可以研究F和F1、F2的关系了。

2、实验过程

（1）用图钉把白纸固定在方木板，把橡皮筋的一端固定于白纸上。

（2）橡皮筋的另一端系上细线，用两个测力计互成角度的通过细线套拉橡皮筋于O点，用铅笔记录O点的位置，两个测力计的读数F1、F2以及两个力的方向。

O

F1

F2

F’

F

（3）用一个测力计将同一根橡皮筋拉到O点，记下测力计的读数F和方向。

（4）选定合适的标度，作出F1、F2、F的图示。

3、数据处理

以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线F’与F比较，如右图。

4、结论分析

由于实验过程中不可能避免地存在误差，F、F’并不重合，在误差允许的范围内，我们认为两者重合。

5、思考

（1）.判断F1 、F2与F作用效果相同的依据是什么？为保证两次作用效果相同我们应该记录什么？

（2）F1、F2、F的大小由弹簧测力计测出，方向如何确定？

我想说：

我想问

精讲点拨：

（一）、合力和分力的关系：

1、正确理解合力与分力：

①合力与几个分力间是相互等效替代关系，受力分析时，分力与合力不能同时作为物体所受的力。

②只有同一物体同时受到的共点力才能合成，力的性质可以不同。

2、合力与分力间的大小关系：

①两分力同向时，其合力最大；F＝F1＋F2，方向与两分力方向相同；

②两分力反向时，其合力最小；F＝|F1－F2|，方向与两分力中较大的力同向；

③合力的大小在最大值与最小值之间即：|F1－F2|≤F≤ F1＋F2.

④两分力F1、F2大小不变，其夹角Ө越大，合力越小。

⑤合力可以大于等于两分力中的任何一个力，也可以小于等于两分力中得任何一个。

3、拓展与探究：如何求三个共点力的合力呢？其合力与分力之间大小关系如何？

（1）先求任意两个力的合力，再用这个力与第三个力求合力。

（2）若三个共点力F1、F2、F3的合力为F。显然，当三个分力方向相同时，合力最大

（3）若三个力中任何一个力在另外两个力的合力的变化范围内，则合力最小值为0，Fmin=0；若三个力中任何一个力不在另外两个力的合力的变化范围之内，则当F1与F2方向相同且与F3方向相反时，合力F最小，

（二）、合力的求解方法：

1、作图法：

①从力的作用点起，依照两个力的方向按同一标度作出两个力F1和F2的图示；由平行四边形定则，按同一标度作出力的平行四边形；该平行四边形中F1、F2所夹的对角线的长度按同一标度就表示了合力的大小，对角线的方向就是合力的方向，通常可用量角器直接量出合力F与某个分力的夹角。

②作图时应注意：a、合力、分力要共点，实线、虚线要分清；b、合力、两分力的标度要相同，作平行四边形要准确。

③作图法求合力的特点：简单、直观，但不够准确。

2、计算法：

设共点力F1、F2的夹角为Ө，作出力的合成的示意图，如图，则F的大小等于OC的长度对应的力的大小，F的方向与F1成a角，由图可看出，OC是平行四边形OACB的一条对角线，OC又是△oac的一条边，可见，一旦作出了力的合成示意图，就将求解合力的物理问题转化成求数学的几何问题了。

3、二力平衡法：

当物体受到多个力而处于平衡状态时，可把其中任意两个力的合力与其余力的合力等效为一对平衡力，这样就可以求其余力的合力，可以由其余力的合力求出这对力的合力。

4　力的合成　

4　力的合成　

学习过程：

自主合作：     

（一）、合力与分力

1、合力与分力：当一个物体受到几个力的共同作用时，常可以求出这样一个力，这个力对物体产生的效果跟                    相同，则这个力就叫做那几个力的合力，

          叫做分力。

思考（1）合力与分力是否同时作用在物体上?

(2)合力和分力是否一定是同一性质的力？

2、合力与分力的关系：              关系。

（二）、力的合成：

1、定义：求            的过程或求            ，叫做力的合成。

2、平行四边形定则：两个力合成时，表示这两个力的线段为          作平行四边形，这两个邻边之间的            ，就代表合力的大小和            ，这个法则叫做平行四边形定则。

（三）、共点力：

1、共点力：如果一个物体受到两个或更多力的作用，有些情况下这些力           ，或者虽不作用在          ，但它们的         相交于一点，这样的一组力叫共点力。

2、力的合成的平行四边形定则，只适用于            。

交流展示：

(一)、共点力的合成实验：

1、实验设置

（1）先将橡皮筋一端固定，另一端用两个弹簧测力计拉橡皮筋，使其伸长一定长度，到达某一点，然后用一个弹簧测力计拉橡皮筋伸长相同的长度到达同一点。

（2）记录每次每个弹簧测力计的读数F1、F2和F力的方向，画出多力的图示，就可以研究F和F1、F2的关系了。

2、实验过程

（1）用图钉把白纸固定在方木板，把橡皮筋的一端固定于白纸上。

（2）橡皮筋的另一端系上细线，用两个测力计互成角度的通过细线套拉橡皮筋于O点，用铅笔记录O点的位置，两个测力计的读数F1、F2以及两个力的方向。

O

F1

F2

F’

F

（3）用一个测力计将同一根橡皮筋拉到O点，记下测力计的读数F和方向。

（4）选定合适的标度，作出F1、F2、F的图示。

3、数据处理

以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线F’与F比较，如右图。

4、结论分析

由于实验过程中不可能避免地存在误差，F、F’并不重合，在误差允许的范围内，我们认为两者重合。

5、思考

（1）.判断F1 、F2与F作用效果相同的依据是什么？为保证两次作用效果相同我们应该记录什么？

（2）F1、F2、F的大小由弹簧测力计测出，方向如何确定？

我想说：

我想问

精讲点拨：

（一）、合力和分力的关系：

1、正确理解合力与分力：

①合力与几个分力间是相互等效替代关系，受力分析时，分力与合力不能同时作为物体所受的力。

②只有同一物体同时受到的共点力才能合成，力的性质可以不同。

2、合力与分力间的大小关系：

①两分力同向时，其合力最大；F＝F1＋F2，方向与两分力方向相同；

②两分力反向时，其合力最小；F＝|F1－F2|，方向与两分力中较大的力同向；

③合力的大小在最大值与最小值之间即：|F1－F2|≤F≤ F1＋F2.

④两分力F1、F2大小不变，其夹角Ө越大，合力越小。

⑤合力可以大于等于两分力中的任何一个力，也可以小于等于两分力中得任何一个。

3、拓展与探究：如何求三个共点力的合力呢？其合力与分力之间大小关系如何？

（1）先求任意两个力的合力，再用这个力与第三个力求合力。

（2）若三个共点力F1、F2、F3的合力为F。显然，当三个分力方向相同时，合力最大

（3）若三个力中任何一个力在另外两个力的合力的变化范围内，则合力最小值为0，Fmin=0；若三个力中任何一个力不在另外两个力的合力的变化范围之内，则当F1与F2方向相同且与F3方向相反时，合力F最小，

（二）、合力的求解方法：

1、作图法：

①从力的作用点起，依照两个力的方向按同一标度作出两个力F1和F2的图示；由平行四边形定则，按同一标度作出力的平行四边形；该平行四边形中F1、F2所夹的对角线的长度按同一标度就表示了合力的大小，对角线的方向就是合力的方向，通常可用量角器直接量出合力F与某个分力的夹角。

②作图时应注意：a、合力、分力要共点，实线、虚线要分清；b、合力、两分力的标度要相同，作平行四边形要准确。

③作图法求合力的特点：简单、直观，但不够准确。

2、计算法：

设共点力F1、F2的夹角为Ө，作出力的合成的示意图，如图，则F的大小等于OC的长度对应的力的大小，F的方向与F1成a角，由图可看出，OC是平行四边形OACB的一条对角线，OC又是△oac的一条边，可见，一旦作出了力的合成示意图，就将求解合力的物理问题转化成求数学的几何问题了。

3、二力平衡法：

当物体受到多个力而处于平衡状态时，可把其中任意两个力的合力与其余力的合力等效为一对平衡力，这样就可以求其余力的合力，可以由其余力的合力求出这对力的合力。