4力的合成课时教学实录

4　力的合成 高中物理       人教2003课标版

1、知识与技能目标

（1）能从力作用的等效性角度说出合力、分力的概念；

（2）探究求合力的方法---力的平行四边形定则

（3）指明合力大小和分力的关系

2、过程与方法目标

（1）说出等效思想的价值。

（2）评价求合力的方法---力的平行四边形定则所用到的探究方法，应用数学知识来解决物理问题。

3、情感态度与价值观

列举出日常生活中常见的应用到力的合成的现象，并建构起简单的物理模型加以分析。

学生在初中已经学过同一直线上二力的合成；在高中已学习位移、加速度等矢量，学习了力的图示和三种基本性质力，这些都对本节内容起了良好的铺垫作用。

重点：

（1）．通过实例，理解等效替换、分力、合力、力的合成的概念。

（2）．通过实验，探索“力的合成”所遵循的法则。

难点

“平行四边形定则”的理解和运用。

【问题导学】

1．物理情景：值日生倒废水时，两个同学共同提起一桶水，另一个力气比较大的同学自己就可以提起来。

问题：（1）在上例中，两个同学对水桶的作用效果与一个同学对水桶的作用效果相同吗？       

（2）请根据力的作用效果定义分力与合力：

合力：

分力：

思考：合力与分力是_____________关系。

2．（1）什么是力的合成？新- 课-标- 第-一-网

（2）设F1=4N、F2=3N，

当F1与F2共线同向时，合力为多大？方向怎样？

当F1与F2共线反向时，合力为多大？方向怎样？

当F1与F2垂直时，合力多大？方向怎样？ （是否直接把F1、F2相加或相减？）

3．在右图中，两物体受力有何特点        ，这样的一组力叫做____________，力的合成法则只适用于这样的力。

下图中物体受的力是共点力吗？

预习自测

1．下列说法正确的是   （       ）

A.分力与合力同时作用在物体上

B.分力同时作用在物体上的共同效果与合力单独作用时效果相同

C.合力与分力是一对平衡力

D.以上说法都不对

2．下列说法正确的是（      ）

A.几个力的合力就是这几个力的代数和。

B.几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个分力。

C.几个力的合力可能小于这几个力中最小的一个。

D.几个力的合力可能大于这几个力中最大的力

【合作探究】

探究点一： 力的合成

问题1．实验：探究求合力的方法（实验装置如图所示）。

（1）实验步骤：

①在木板上用图钉固定一张白纸，在白纸上用图钉固定一根橡皮筋； 

②在橡皮筋的另一端拴上两个 细绳套，用两个弹簧测力计互成角度地

拉橡皮筋，记下结点的位置、弹簧测力计的示数和细绳套的方向，即两分力F1、F2的大小和方向；

③再用一个弹簧测力计拉细绳套，达到同样的结点位置，记下此时的力F的大小和方向；

④选定标度，做出力F1、F2、F的图示；

⑤以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线。

（2）通过认真作图，你能得出怎样的结论？

（3）思考：如何保证两次拉橡皮筋力的作用效果是相同的？

为了减小摩擦拉动弹簧秤时应该注意什么问题？

问题2．平行四边形定则的内容：

思考：平行四边形定则仅适用于力吗？对于速度、加速度等矢量的运算能满足平行四边形定则？

[针对训练]

1．设F1=10N、F2=10N，用平行四边形定则通过作图求下列各种情况的合力.

（1）F1、 F2夹角为0°                                       

（2）F1、 F2夹角为60°

（3）F1、 F2夹角为90°                  

（4）F1、 F2夹角为120°

（5）F1、 F2夹角为180°

2．两个大小都是5 N，夹角为120°的共点力，其合力大小和方向为（     ）

A.10 N，方向与其中一个力夹角为60°

B.5 N,方向与其中一个力夹角为60°

C.5 N，方向在两力夹角的角平分线上

D.10 N，方向无法确定

探究点二：合力与分力的关系

问题3．两个力分别是F1=3N和F2=4N，什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多大？

思考：1．合力的范围是多少？

2．合力随着两分力的夹角增大如何变化？

3．合力能够大于分力，能不能小于分力？

[针对训练]

3．力F1和F2是同一直线上的两个力，它们的合力大小为30N，方向向左，已知F1的大小为40N，关于F2的大小和方向，下列说法中正确的是

A.F2的大小一定是70N

B.F2的大小一定是10N

C.F2的方向一定向右

D.F2的方向可能向左，也可能向右

★4．在研究两个共点力合成的实验中得到如图所示的合力F与两个分力的夹角的关系图象，问：

[www.xkb1.com 新课标第一网不用注册，免费下载！] （1）两个分力的大小各是多少?

（2）合力的变化范围是多少?

4　力的合成

4　力的合成

【问题导学】

1．物理情景：值日生倒废水时，两个同学共同提起一桶水，另一个力气比较大的同学自己就可以提起来。

问题：（1）在上例中，两个同学对水桶的作用效果与一个同学对水桶的作用效果相同吗？       

（2）请根据力的作用效果定义分力与合力：

合力：

分力：

思考：合力与分力是_____________关系。

2．（1）什么是力的合成？新- 课-标- 第-一-网

（2）设F1=4N、F2=3N，

当F1与F2共线同向时，合力为多大？方向怎样？

当F1与F2共线反向时，合力为多大？方向怎样？

当F1与F2垂直时，合力多大？方向怎样？ （是否直接把F1、F2相加或相减？）

3．在右图中，两物体受力有何特点        ，这样的一组力叫做____________，力的合成法则只适用于这样的力。

下图中物体受的力是共点力吗？

预习自测

1．下列说法正确的是   （       ）

A.分力与合力同时作用在物体上

B.分力同时作用在物体上的共同效果与合力单独作用时效果相同

C.合力与分力是一对平衡力

D.以上说法都不对

2．下列说法正确的是（      ）

A.几个力的合力就是这几个力的代数和。

B.几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个分力。

C.几个力的合力可能小于这几个力中最小的一个。

D.几个力的合力可能大于这几个力中最大的力

【合作探究】

探究点一： 力的合成

问题1．实验：探究求合力的方法（实验装置如图所示）。

（1）实验步骤：

①在木板上用图钉固定一张白纸，在白纸上用图钉固定一根橡皮筋； 

②在橡皮筋的另一端拴上两个 细绳套，用两个弹簧测力计互成角度地

拉橡皮筋，记下结点的位置、弹簧测力计的示数和细绳套的方向，即两分力F1、F2的大小和方向；

③再用一个弹簧测力计拉细绳套，达到同样的结点位置，记下此时的力F的大小和方向；

④选定标度，做出力F1、F2、F的图示；

⑤以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线。

（2）通过认真作图，你能得出怎样的结论？

（3）思考：如何保证两次拉橡皮筋力的作用效果是相同的？

为了减小摩擦拉动弹簧秤时应该注意什么问题？

问题2．平行四边形定则的内容：

思考：平行四边形定则仅适用于力吗？对于速度、加速度等矢量的运算能满足平行四边形定则？

[针对训练]

1．设F1=10N、F2=10N，用平行四边形定则通过作图求下列各种情况的合力.

（1）F1、 F2夹角为0°                                       

（2）F1、 F2夹角为60°

（3）F1、 F2夹角为90°                  

（4）F1、 F2夹角为120°

（5）F1、 F2夹角为180°

2．两个大小都是5 N，夹角为120°的共点力，其合力大小和方向为（     ）

A.10 N，方向与其中一个力夹角为60°

B.5 N,方向与其中一个力夹角为60°

C.5 N，方向在两力夹角的角平分线上

D.10 N，方向无法确定

探究点二：合力与分力的关系

问题3．两个力分别是F1=3N和F2=4N，什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多大？

思考：1．合力的范围是多少？

2．合力随着两分力的夹角增大如何变化？

3．合力能够大于分力，能不能小于分力？

[针对训练]

3．力F1和F2是同一直线上的两个力，它们的合力大小为30N，方向向左，已知F1的大小为40N，关于F2的大小和方向，下列说法中正确的是

A.F2的大小一定是70N

B.F2的大小一定是10N

C.F2的方向一定向右

D.F2的方向可能向左，也可能向右

★4．在研究两个共点力合成的实验中得到如图所示的合力F与两个分力的夹角的关系图象，问：

[www.xkb1.com 新课标第一网不用注册，免费下载！] （1）两个分力的大小各是多少?

（2）合力的变化范围是多少?