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共1课时
4 力的合成 高中物理 人教2003课标版 1教学目标1、理解力的合成与分解 2、掌握受力分析的方法 2学情分析学生初次接触力的合成运算。 3重点难点掌握平行四边形定则 4教学过程 4.1 第一学时 教学活动 活动1【导入】预习力的合成 1．合力与分力 如果几个力同时作用的共同效果与某一个力单独作用的效果_______，那么这一个力可作为那几个力的__________，那几个力可作为这一个力的_______。合力与分力的关系是________关系。 2．力的合成与分解 (1)求几个已知力的_______叫做力的合成； (2)求一个已知力的_______叫做力的分解； (3)力的合成与分解都遵循__________定则。 3．力的合成与分解的规律 (1)平行四边形定则：两个共点力合成时，以表示这两个力的线段为_______作平行四边形，这____________________就代表合力的大小和方向。 甲 (2)三角形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把F1、F2首尾相接地画出来，从F1的始端向F2的末端画有向线段，此线段就表示合力F合的大小和方向，下图甲所示。如图乙所示，将力F2平移到图中虚线位置，可知三角形定则实际上是平行四边形定则的简化。 乙 4．矢量与标量 (1)矢量：既有大小又有方向，非共线的矢量求和时遵从平行四边形定则。 (2)标量：只有大小没有方向，求和时遵从代数运算法则。 活动3【活动】合力与分力的关系1．根据三角形定则可知，互成角度的两个共点力和它们的合力组成一个封闭的三角形。合力与分力的大小关系就是三角形的三个边的关系。因此，合力可以____分力，可以____分力，也可以____分力。(选填“大于”“小于”或“等于”) 2．两个共点力F1、F2的合力F合的取值范围是________≤F合≤F1＋F2。 3．两个共点力 F1、F2 的合力F合的大小与它们的夹角θ(0≤θ≤π)的关系：当F1、F2的大小不变时，夹角θ越大，合力越____；夹角θ越小，合力越____。(选填“大”或“小”) 4．共点力F1、F2的夹角θ＝90°时，F合＝，F合与F1的夹角α＝________________；若F1＝F2，θ＝120°，则F合＝____________；若F1＝F2，则F合所在直线平分角θ。 活动4【活动】受力分析概念 把研究对象在给定的物理环境中所受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的______的过程 受力分析的一般顺序 一般先分析场力(重力、电场力和磁场力)，然后接触力。分析接触力时，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；最后分析摩擦力 受力分析的重要依据 ①寻找对应的施力物体 ②寻找产生力的原因 ③寻找是否改变________(即是否产生加速度)或改变____ (2)非弹簧类弹力的大小应由平衡条件或牛顿第二定律求解。 探究一、共点力合成的方法及合力范围 1、一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力F1、F2和F3的作用，其大小分别为F1＝42 N、F2＝28 N、F3＝20 N，且F1的方向指向正北，下列说法中错误的是( ) A．这三个力的合力可能为零 B．F1、F2两个力的合力大小可能为20 N C．若物体处于匀速直线运动状态，则F2、F3的合力大小为48 N，方向指向正南 D．若物体处于静止状态，则F2、F3的合力大小一定为42 N，方向与F1相反，为正南 思考1：F1与F2合力范围是多大？ 思考2：物体处于静止或匀速直线运动状态，三力应满足什么关系？ 归纳要点 1．共点力合成常用的方法 (1)作图法 根据两个分力的大小和方向，再利用平行四边形定则作出对角线，根据表示分力的标度去度量该对角线，对角线的长度代表了合力的大小，对角线与某一分力的夹角就可以代表合力的方向。 例如，如图甲所示，F1=45N，F2=60N，F合=75N，α=53°。即合力大小为75N，与F1夹角为53°。 (2)解析法 以下是合力计算的几种特殊情况 ①相互垂直的两个力的合成，如图乙所示。 合力大小F＝，方向tan θ＝。
乙 丙 丁 ②夹角为θ的大小相同的两个力的合成，如图丙所示。 由几何知识，作出的平行四边形为菱形，其对角线相互垂直且平分，则合力大小F＝2F1cos，方向与F1夹角为。 ③夹角为120°的两等大的力的合成，如图丁所示。 由几何知识得出对角线将画出的平行四边形分为两个等边三角形，故合力的大小与分力相等。 2．合力范围的确定 (1)两个共点力的合成 |F1－F2|≤F合≤F1＋F2 即两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两力反向时，合力最小，为|F1－F2|，当两力同向时，合力最大，为F1＋F2。 (2)三个共点力的合成 ①三个力共线且同向时，其合力最大，为F1＋F2＋F3。 ②以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力最小值为零，若不能组成封闭的三角形，则合力最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力的和的绝对值。 ③三个大小为F的力夹角互为120°时，合力为零。 探究二、力的分解 2、一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系下如图所示(小方格边长相等)，则这三个力的合力为________(用F3表示)。 思考1：在进行力的正交分解时，怎样选取坐标轴呢？合力和分力的关系是怎样的？ 思考2：使用正交分解法时，是否还需要考虑力的实际作用效果？正交分解法有什么优点？正交分解的目的是什么？ 归纳要点 正交分解各力，即分别将各力投影到坐标轴上，分别求x轴和y轴上各个分力的合力Fx和Fy，如图所示，其中Fx=F1x+F2x+F3x+…；Fy=F1y+F2y+F3y+…。 求Fx与Fy的合力大小F合= ，方向与x轴的夹角θ=arctan ，即为共点力的合力。 探究三、受力分析 3 、(2012·山东济南模拟)如图所示，物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上，关于A受力的个数，下列说法中正确的是( ) A．A一定受两个力作用 B．A一定受四个力作用 C．A可能受三个力作用 D．A受两个力或者四个力作用 思考1：什么是受力分析？ 思考2：受力分析的步骤是怎样的？ 归纳要点 受力分析时，除按先场力(重力、电磁力)、后弹力再摩擦力的顺序分析外，在确定某个力是否存在时，应注意： (1)只分析根据性质命名的力，不要把按效果命名的、分解或合成的力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解； (2)找不到施力物体的力一定不存在； (3)受力情况与运动状态必须满足牛顿运动定律； (4)对几个物体组成的系统进行受力分析时，只分析外力，不分析系统内物体之间的内力。 1.如图所示，用一根长1 m的轻质细绳将一幅质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上。已知绳能承受的最大张力为10 N。为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10 m/s2)( ) A. m B. m C.m D. m 2.(2012淮北模拟)如图所示,在水平天花板的A点处固定一根轻杆a,杆与天花板保持垂直,杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处,细线跨过滑轮O,下端系一个重量为G的物体.BO段细线与天花板的夹角为θ=30°,系统保持静止,不计一切摩擦.下列说法中正确的是( D ) A.细线BO对天花板的拉力大小是 B.a杆对滑轮的作用力大小是 C.a杆和细线对滑轮的合力大小是G D.a杆对滑轮的作用力大小是G 4 力的合成 课时设计 课堂实录4 力的合成 1第一学时 教学活动 活动1【导入】预习力的合成 1．合力与分力 如果几个力同时作用的共同效果与某一个力单独作用的效果_______，那么这一个力可作为那几个力的__________，那几个力可作为这一个力的_______。合力与分力的关系是________关系。 2．力的合成与分解 (1)求几个已知力的_______叫做力的合成； (2)求一个已知力的_______叫做力的分解； (3)力的合成与分解都遵循__________定则。 3．力的合成与分解的规律 (1)平行四边形定则：两个共点力合成时，以表示这两个力的线段为_______作平行四边形，这____________________就代表合力的大小和方向。 甲 (2)三角形定则：求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把F1、F2首尾相接地画出来，从F1的始端向F2的末端画有向线段，此线段就表示合力F合的大小和方向，下图甲所示。如图乙所示，将力F2平移到图中虚线位置，可知三角形定则实际上是平行四边形定则的简化。 乙 4．矢量与标量 (1)矢量：既有大小又有方向，非共线的矢量求和时遵从平行四边形定则。 (2)标量：只有大小没有方向，求和时遵从代数运算法则。 活动3【活动】合力与分力的关系1．根据三角形定则可知，互成角度的两个共点力和它们的合力组成一个封闭的三角形。合力与分力的大小关系就是三角形的三个边的关系。因此，合力可以____分力，可以____分力，也可以____分力。(选填“大于”“小于”或“等于”) 2．两个共点力F1、F2的合力F合的取值范围是________≤F合≤F1＋F2。 3．两个共点力 F1、F2 的合力F合的大小与它们的夹角θ(0≤θ≤π)的关系：当F1、F2的大小不变时，夹角θ越大，合力越____；夹角θ越小，合力越____。(选填“大”或“小”) 4．共点力F1、F2的夹角θ＝90°时，F合＝，F合与F1的夹角α＝________________；若F1＝F2，θ＝120°，则F合＝____________；若F1＝F2，则F合所在直线平分角θ。 活动4【活动】受力分析概念 把研究对象在给定的物理环境中所受到的所有力都分析出来，并画出物体所受力的______的过程 受力分析的一般顺序 一般先分析场力(重力、电场力和磁场力)，然后接触力。分析接触力时，环绕物体一周，找出跟研究对象接触的物体，并逐个分析这些物体对研究对象是否有弹力作用；最后分析摩擦力 受力分析的重要依据 ①寻找对应的施力物体 ②寻找产生力的原因 ③寻找是否改变________(即是否产生加速度)或改变____ (2)非弹簧类弹力的大小应由平衡条件或牛顿第二定律求解。 探究一、共点力合成的方法及合力范围 1、一物体位于光滑水平面上，同时受到三个水平共点力F1、F2和F3的作用，其大小分别为F1＝42 N、F2＝28 N、F3＝20 N，且F1的方向指向正北，下列说法中错误的是( ) A．这三个力的合力可能为零 B．F1、F2两个力的合力大小可能为20 N C．若物体处于匀速直线运动状态，则F2、F3的合力大小为48 N，方向指向正南 D．若物体处于静止状态，则F2、F3的合力大小一定为42 N，方向与F1相反，为正南 思考1：F1与F2合力范围是多大？ 思考2：物体处于静止或匀速直线运动状态，三力应满足什么关系？ 归纳要点 1．共点力合成常用的方法 (1)作图法 根据两个分力的大小和方向，再利用平行四边形定则作出对角线，根据表示分力的标度去度量该对角线，对角线的长度代表了合力的大小，对角线与某一分力的夹角就可以代表合力的方向。 例如，如图甲所示，F1=45N，F2=60N，F合=75N，α=53°。即合力大小为75N，与F1夹角为53°。 (2)解析法 以下是合力计算的几种特殊情况 ①相互垂直的两个力的合成，如图乙所示。 合力大小F＝，方向tan θ＝。
乙 丙 丁 ②夹角为θ的大小相同的两个力的合成，如图丙所示。 由几何知识，作出的平行四边形为菱形，其对角线相互垂直且平分，则合力大小F＝2F1cos，方向与F1夹角为。 ③夹角为120°的两等大的力的合成，如图丁所示。 由几何知识得出对角线将画出的平行四边形分为两个等边三角形，故合力的大小与分力相等。 2．合力范围的确定 (1)两个共点力的合成 |F1－F2|≤F合≤F1＋F2 即两个力大小不变时，其合力随夹角的增大而减小，当两力反向时，合力最小，为|F1－F2|，当两力同向时，合力最大，为F1＋F2。 (2)三个共点力的合成 ①三个力共线且同向时，其合力最大，为F1＋F2＋F3。 ②以这三个力的大小为边，如果能组成封闭的三角形，则其合力最小值为零，若不能组成封闭的三角形，则合力最小值的大小等于最大的一个力减去另外两个力的和的绝对值。 ③三个大小为F的力夹角互为120°时，合力为零。 探究二、力的分解 2、一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系下如图所示(小方格边长相等)，则这三个力的合力为________(用F3表示)。 思考1：在进行力的正交分解时，怎样选取坐标轴呢？合力和分力的关系是怎样的？ 思考2：使用正交分解法时，是否还需要考虑力的实际作用效果？正交分解法有什么优点？正交分解的目的是什么？ 归纳要点 正交分解各力，即分别将各力投影到坐标轴上，分别求x轴和y轴上各个分力的合力Fx和Fy，如图所示，其中Fx=F1x+F2x+F3x+…；Fy=F1y+F2y+F3y+…。 求Fx与Fy的合力大小F合= ，方向与x轴的夹角θ=arctan ，即为共点力的合力。 探究三、受力分析 3 、(2012·山东济南模拟)如图所示，物体A在竖直向上的拉力F的作用下能静止在斜面上，关于A受力的个数，下列说法中正确的是( ) A．A一定受两个力作用 B．A一定受四个力作用 C．A可能受三个力作用 D．A受两个力或者四个力作用 思考1：什么是受力分析？ 思考2：受力分析的步骤是怎样的？ 归纳要点 受力分析时，除按先场力(重力、电磁力)、后弹力再摩擦力的顺序分析外，在确定某个力是否存在时，应注意： (1)只分析根据性质命名的力，不要把按效果命名的、分解或合成的力分析进去，受力图完成后再进行力的合成或分解； (2)找不到施力物体的力一定不存在； (3)受力情况与运动状态必须满足牛顿运动定律； (4)对几个物体组成的系统进行受力分析时，只分析外力，不分析系统内物体之间的内力。 1.如图所示，用一根长1 m的轻质细绳将一幅质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上。已知绳能承受的最大张力为10 N。为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10 m/s2)( ) A. m B. m C.m D. m 2.(2012淮北模拟)如图所示,在水平天花板的A点处固定一根轻杆a,杆与天花板保持垂直,杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处,细线跨过滑轮O,下端系一个重量为G的物体.BO段细线与天花板的夹角为θ=30°,系统保持静止,不计一切摩擦.下列说法中正确的是( D ) A.细线BO对天花板的拉力大小是 B.a杆对滑轮的作用力大小是 C.a杆和细线对滑轮的合力大小是G D.a杆对滑轮的作用力大小是G Tags：合成,优质,教案,推荐
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