高中物理3.4力的合成教案新人教版必修1(III)

1、力的合成適用學(xué)科高中物理適用年級(jí)適用區(qū)域人教版課時(shí)時(shí)長(zhǎng)（分鐘）60分鐘（一對(duì)一）知識(shí)點(diǎn)1. 共點(diǎn)力求合力方法：二力不平行則平行四邊形定則求合力2. 一個(gè)力分解為兩個(gè)分力的幾種唯一性的條件3. 兩個(gè)大小一定的力的合力大小范圍4. 三個(gè)大小一定的力的合力大小范圍5. 兩個(gè)大小相等的力的合力求法6. 共點(diǎn)力求合力方法：二力以上共點(diǎn)力正交分解法求合力教學(xué)目標(biāo)1、理解合力與分力的概念2、理解力的合成與分解的意義3、能舉出生產(chǎn)生活中力的合成與分解的實(shí)例4、理解力的平行四邊形定則，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。教學(xué)重點(diǎn)1、用平行四邊形定則進(jìn)行力的合成2、用正交分解進(jìn)行力的合成教學(xué)難點(diǎn)運(yùn)用等效替代思想理解合力概念教學(xué)過(guò)

2、程 一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)力的概念是什么?力的作用效果是什么?力是物體間的相互作用力的作用效果是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化或使物體發(fā)生形變提出問(wèn)題：歌曲眾人劃槳開(kāi)大船，從物理學(xué)的角度說(shuō)，二個(gè)人劃槳產(chǎn)生的力太小不能開(kāi)大船，眾人劃槳產(chǎn)生的力合起來(lái)才能開(kāi)動(dòng)大船如果知道每個(gè)人劃槳的力，怎樣求合起來(lái)的力呢?學(xué)習(xí)了這一節(jié)課后我們就可以解決這個(gè)問(wèn)題了 二、知識(shí)講解考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)1 合力和分力的概念問(wèn)題分析：一個(gè)砝碼可以用一根細(xì)線提起來(lái)，也可以用兩根細(xì)線提起來(lái)，其效果完全一樣，如圖1所示。 如果一個(gè)力作用在物體上產(chǎn)生的效果跟幾個(gè)力共同作用在物體上產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力，而那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力。上例中

3、F就是F1、F2的合力，F(xiàn)1 、F2就是F的分力。求F1、F2兩個(gè)力的合力F的過(guò)程，就叫做二力的合成?？键c(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)2 力的平行四邊形定則：如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么，合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來(lái)，這叫做力的平行四邊形定則.共點(diǎn)力：幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力.平行四邊形定則的具體應(yīng)用方法有兩種：圖解法： （1）兩個(gè)共點(diǎn)力的合成：從力的作用點(diǎn)作兩個(gè)共點(diǎn)力的圖示，然后以F1、F2為邊作平行四邊形，對(duì)角線的長(zhǎng)度即為合力的大小，對(duì)角線的方向即為合力的方向. 用直尺量出對(duì)角線的長(zhǎng)度，依據(jù)力的

4、標(biāo)度折算出合力的大小，用量角器量出合力與其中一個(gè)力之間的夾角.如圖所示，圖中F1=50N，F(xiàn)2=40N，合力F=80N . （2）兩個(gè)以上共點(diǎn)力的合成：先求出任意兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力，直到所有的力都合成進(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力.計(jì)算法先依據(jù)平行四邊形定則畫出力的平行四邊形，然后依據(jù)數(shù)學(xué)公式（如余弦定理）算出對(duì)角線所表示的合力的大小和方向.當(dāng)兩個(gè)力互相垂直時(shí)，有： F= tan=F2/F1考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)3 合力大小的范圍：運(yùn)用合力與分力關(guān)系模擬演示器，讓兩個(gè)力F1和F2之間的夾角由0°180°變化，可以得到（1）合力F隨的增大而減小.（2）當(dāng)

5、=0°時(shí)，F(xiàn)有最大值Fmax= F1+ F2，當(dāng)=180°時(shí)，F(xiàn)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來(lái)的任意一個(gè)分力.一般地 | F1-F2| F F1+ F2考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)4幾種特殊情況的共點(diǎn)力合成類型作圖合力的計(jì)算互相垂直Ftan 兩力等大，夾角F2F1cosF與F1夾角為兩力等大且?jiàn)A角120°合力與分力等大考點(diǎn)/易錯(cuò)點(diǎn)5 正交分解的方法和步驟 (1)定義：將已知力按互相垂直的兩個(gè)方向進(jìn)行分解的方法。 (2)建立坐標(biāo)軸的原則：一般選共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為原點(diǎn)，在靜力學(xué)中，以少分解力和容易分解力為原則(即盡量多的力在坐標(biāo)軸上)；在動(dòng)

6、力學(xué)中，以加速度方向和垂直加速度方向?yàn)樽鴺?biāo)軸建立坐標(biāo)系。(3)方法：物體受到多個(gè)力作用F1、F2、F3，求合力F時(shí)，可把各力沿相互垂直的x軸、y軸分解。x軸上的合力：FxFx1Fx2Fx3 y軸上的合力：FyFy1Fy2Fy3合力大?。篎 合力方向：與x軸夾角為，則tan 。 三、例題精析【例題1】 【題干】(多選題)下列關(guān)于合力的說(shuō)法中，正確的是()A. 幾個(gè)力的合力就是這幾個(gè)力的代數(shù)和B. 幾個(gè)力的合力一定大于這幾個(gè)力中任何一個(gè)力C. 幾個(gè)力的合力可能小于這幾個(gè)力中最小的力D. 幾個(gè)力的合力可能大于這幾個(gè)力中最大的力 【答案】CD【解析】合力滿足平行四邊形定則，根據(jù)合力與分力的關(guān)系可知，C

7、、D選項(xiàng)正確【例題2】 【題干】(多選題)關(guān)于合力與分力的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是()A. 合力的作用效果與這兩個(gè)分力共同的作用效果相同B. 合力大小一定等于兩個(gè)分力的大小之和C. 以兩個(gè)分力為鄰邊的平行四邊形的兩條對(duì)角線都是它們的合力D. 與兩個(gè)分力共點(diǎn)的那一條對(duì)角線所表示的力是它們的合力 【答案】AD【解析】合力的作用效果和分力的作用效果可能相互等效，故A選項(xiàng)正確；合力可能小于分力，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由平行四邊形定則可知，兩個(gè)分力的合力是一條對(duì)角線確定的，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確【例題3】【題干】?jī)蓚€(gè)共點(diǎn)力F1、F2的大小一定，夾角是變化的，合力為F，在角從0°逐漸增大到180

8、6;的過(guò)程中，合力F的大小變化情況為()A. 從最小逐漸增加到最大B. 從最大逐漸減小到零C. 從最大逐漸減小到最小D. 先增大后減小 【答案】C 【解析】?jī)闪Υ笮∫欢?，夾角從0°增大到180°的過(guò)程中，合力不斷減小，故C選項(xiàng)正確【例題3】 【題干】(2011·廣東高考)如圖223所示的水平面上，橡皮繩一端固定，另一端連接兩根彈簧，連接點(diǎn)P在F1、F2和F3三力作用下保持靜止，下列判斷正確的是()圖223AF1>F2>F3BF3>F1>F2CF2>F3>F1DF3>F2>F1【答案】B【解析】P點(diǎn)受力如圖所示：由幾何

9、知識(shí)得F3>F1>F2，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。 四、課堂運(yùn)用【基礎(chǔ)】1、兩個(gè)共點(diǎn)力F1與F2的合力大小為6 N，則F1與F2的大小可能是()AF12 N，F(xiàn)29 NBF14 N，F(xiàn)28 NCF11 N，F(xiàn)28 N DF12 N，F(xiàn)21 N【答案】B【解析】由于合力大小為：|F1F2|F|F1F2|可通過(guò)以下表格對(duì)選項(xiàng)進(jìn)行分析。選項(xiàng)診斷結(jié)論A7 NF11 N×B4 NF12 NC7 NF9 N×D1 NF3 N×2、若F1、F2的大小保持不變，使F1、F2的夾角減小，再次平衡時(shí)，橡皮繩的拉力F3()A變大B變小C不變 D無(wú)法確定【答案】A【解析】F1

10、、F2的合力與F3等大、反向，F(xiàn)1、F2的大小保持不變，其合力隨夾角的減小而增大，故F3變大，A正確?！眷柟獭?、兩個(gè)大小分別為F1和F2(F2<F1)的力作用在同一質(zhì)點(diǎn)上，它們的合力的大小F滿足()AF2FF1B.FCF1F2FF1F2DF12F22F2F12F22【答案】C【解析】當(dāng)兩個(gè)分力的夾角為零時(shí)，合力最大，最大值為F1F2；當(dāng)兩個(gè)分力的夾角為180°時(shí)，合力最小，最小值為|F1F2|.所以F1F2FF1F2，C正確2、一根輕質(zhì)細(xì)繩能承受的最大拉力是G，現(xiàn)把一重力為G的物體系在繩的中點(diǎn)，兩手先并攏分別握住繩的兩端，然后緩緩地左右對(duì)稱地分開(kāi)，若想繩不斷，兩繩間的夾角不能

11、超過(guò)()A. 45°B. 60°C. 120° D. 135° 【答案】C【解析】?jī)蓚€(gè)等大的力的合力與分力大小相等，則這兩個(gè)力的夾角為120°，如圖【拔高】1、如圖所示，物體M在斜向右下方的推力F作用下，在水平地面上恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，則推力F和物體M受到的摩擦力的合力方向是()A. 豎直向下 B. 豎直向上C. 斜向下偏左 D. 斜向下偏右 【答案】A 【解析】物體受到重力、支持力、推力F和摩擦力四個(gè)力的作用，而重力和支持力都是豎直方向的力、重力和支持力的合力在豎直方向且向上，故推力F和摩擦力的合力的方向?yàn)樨Q直向下，這樣四個(gè)力的合力才是零，物體處于平衡狀態(tài)，故A選項(xiàng)正確五、課程小結(jié)合力：一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用產(chǎn)生的效果與一個(gè)力對(duì)物體作用產(chǎn)生的效果相同時(shí)，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力.力的合成：求幾個(gè)力的合力叫做力的合成.力的平行四邊形定則：如果用表示兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么，合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來(lái)，這叫做力的平行四邊形定則.共點(diǎn)力：幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力.平行四邊形定則的具體應(yīng)用方法有兩種：圖解法，計(jì)算法合力大小的范圍：運(yùn)用合力與分力關(guān)系