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、理解力的合成和合力的概念

    2、掌握力的平行四边形定则，会用作图法求共点力的合力。

    3、要求知道合力的大小与分力间夹角的关系。

 培养学生动手能力、物理思维能力

（1）理解合力与分力的关系

    （2）力的平行四边形定则

合力的大小与分力间夹角的关系

实验归纳法

    如图甲，一个力用力F可以把一筒水慢慢地提起，图乙是两个人分别用F1、F2两个力把同样的一筒水慢慢地提起。那么力F的作用效果与F1、F2的共同作用的效果如何？

    学生：效果是一样的。

    老师：那么力F就叫做F1与F2的合力，如果我们要求F1和F2的合力，就叫力的合成。我们这节课就来学习力的合成符合什么规律。

 （一）用投影片出示本节课的学习目标

    1、知道共点力的概念

    2、知道合力和分力是从力的效果的角度区分

    3、掌握平行四边形定则，它是力的合成的基本法则

    4、会用图示法求共点力的合力

    5、知道矢量和标量的概念，知道它们有不同的运算规则。

    （二）学习目标完成过程

    1、请同学阅读P12，回答下列问题（出示投影片）

    （1）一个力作用在物体上产生的           与几个力共同作用在物体上的              一样，那这个力就是这个力的                。

    （2）如果几个力都作用在物体的同一点，或者它们的     相交于同一点，这几个力叫做共点力。

    2、如何进行力的合成呢？请同学看下面实验（请一位同学上讲台帮忙）

    （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、F2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。

    （6）指导学生进行分组实验

    观察学生实验情况，数据处理，要求操作的规范，遵从实验结果，尽量把误差减小到最小。

    要求同学用平行四边形法则作出F1与F2的合力，与实际合力对照，相距多远，差距大不大。

    总结：可见互成角度的两个力的合成，不是简单的斤两个力相加减，而是用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就要平行四边形定则。以后我们还要利用这个定则进行速度、加速度等的合成，只要是矢量的合成、就遵从平行四边形定则。

    如果在实验中，对角线与合力相距比较远，那就找一找原因，是否有错误操作，即使操作完全正确，也会有实验误差，也不会完全重合。

    这种情况很正常，一个规律的得出要很多人在很长时间里，进行许多此实验才总结出来，并不是一次实验就能得到。

    3、运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。

    例：力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N，方向竖直向上，用作图法求解合力F的大小和方向。

    解：选择某一标度，利用0.5cm的长度表示15N的力，作出力的平行四边形，用刻度尺量出对角线的长度L，利用F＝15N×  即可求出。

    教师要在黑板上板演示。

    （1）巩固训练：（出示投影片）

    两个力互成30°角，大小分别为90N和120N，用作图法求出合力的大小和方向。

    （2）如果是三个共点力作用在物体上，又如何求他们的合力呢？为什么可以这样求？

    学生讨论会得到：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，直到把所有的力都合成进去，就得到其合力。因为每一次合成都遵从每两力与其合力产生共同效果的思想，所以可以这样合成。

    （3）请同学完成P13的思考与讨论。

    提问，如果两个分力F1、F2，他们的夹角不定，求其合力的范围。（用作图法）

    同学们用作图法得到：

Fmax=F1+F2(两力夹角为0°)

Fmin=F1－F2（两力夹角为180°，F合于大的方向一致）

夹角在0°——180°之间，后介于    Fmin与Fmax之间。

    总结：1、两个供电力的合力大于等于二力之差，小于等于二力之和。

    2、合力F可大于某一分力，也可以小于某一分力。

 这节课主要掌握利用平行四边形定则，用作图法求两共点力的合力，并且用作图法得出两力夹角不定的情况下，F合取值范围，我们下课后要多动手练习，掌握这种方法。

1、P14    3、4

    2、有F1＝5N，F2＝8N，F3＝10N，他们之间的夹角可以任意改变，求他们的最大合力和最小合力。

4　力的合成　

4　力的合成　

    如图甲，一个力用力F可以把一筒水慢慢地提起，图乙是两个人分别用F1、F2两个力把同样的一筒水慢慢地提起。那么力F的作用效果与F1、F2的共同作用的效果如何？

    学生：效果是一样的。

    老师：那么力F就叫做F1与F2的合力，如果我们要求F1和F2的合力，就叫力的合成。我们这节课就来学习力的合成符合什么规律。

 （一）用投影片出示本节课的学习目标

    1、知道共点力的概念

    2、知道合力和分力是从力的效果的角度区分

    3、掌握平行四边形定则，它是力的合成的基本法则

    4、会用图示法求共点力的合力

    5、知道矢量和标量的概念，知道它们有不同的运算规则。

    （二）学习目标完成过程

    1、请同学阅读P12，回答下列问题（出示投影片）

    （1）一个力作用在物体上产生的           与几个力共同作用在物体上的              一样，那这个力就是这个力的                。

    （2）如果几个力都作用在物体的同一点，或者它们的     相交于同一点，这几个力叫做共点力。

    2、如何进行力的合成呢？请同学看下面实验（请一位同学上讲台帮忙）

    （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、F2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。

    （6）指导学生进行分组实验

    观察学生实验情况，数据处理，要求操作的规范，遵从实验结果，尽量把误差减小到最小。

    要求同学用平行四边形法则作出F1与F2的合力，与实际合力对照，相距多远，差距大不大。

    总结：可见互成角度的两个力的合成，不是简单的斤两个力相加减，而是用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。这就要平行四边形定则。以后我们还要利用这个定则进行速度、加速度等的合成，只要是矢量的合成、就遵从平行四边形定则。

    如果在实验中，对角线与合力相距比较远，那就找一找原因，是否有错误操作，即使操作完全正确，也会有实验误差，也不会完全重合。

    这种情况很正常，一个规律的得出要很多人在很长时间里，进行许多此实验才总结出来，并不是一次实验就能得到。

    3、运用平行四边形定则求互成角度的两个力的合力。

    例：力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N，方向竖直向上，用作图法求解合力F的大小和方向。

    解：选择某一标度，利用0.5cm的长度表示15N的力，作出力的平行四边形，用刻度尺量出对角线的长度L，利用F＝15N×  即可求出。

    教师要在黑板上板演示。

    （1）巩固训练：（出示投影片）

    两个力互成30°角，大小分别为90N和120N，用作图法求出合力的大小和方向。

    （2）如果是三个共点力作用在物体上，又如何求他们的合力呢？为什么可以这样求？

    学生讨论会得到：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，直到把所有的力都合成进去，就得到其合力。因为每一次合成都遵从每两力与其合力产生共同效果的思想，所以可以这样合成。

    （3）请同学完成P13的思考与讨论。

    提问，如果两个分力F1、F2，他们的夹角不定，求其合力的范围。（用作图法）

    同学们用作图法得到：

Fmax=F1+F2(两力夹角为0°)

Fmin=F1－F2（两力夹角为180°，F合于大的方向一致）

夹角在0°——180°之间，后介于    Fmin与Fmax之间。

    总结：1、两个供电力的合力大于等于二力之差，小于等于二力之和。

    2、合力F可大于某一分力，也可以小于某一分力。

 这节课主要掌握利用平行四边形定则，用作图法求两共点力的合力，并且用作图法得出两力夹角不定的情况下，F合取值范围，我们下课后要多动手练习，掌握这种方法。

1、P14    3、4

    2、有F1＝5N，F2＝8N，F3＝10N，他们之间的夹角可以任意改变，求他们的最大合力和最小合力。