力的合成和分解-課件

力的合成和分解教學(xué)目標(biāo)能從力作用的等效性來理解合力和分力的概念，初步體會(huì)等效替代的物理思想能通過實(shí)驗(yàn)探究求合力的方法——力的平行四邊形定則，并知道它是矢量運(yùn)算的普遍規(guī)則會(huì)用作圖法和直角三角形的知識(shí)求共點(diǎn)力的合力知道合力的大小和合力夾角的關(guān)系能應(yīng)用力的合成知識(shí)分析日常生活中的有關(guān)問題，有將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。教學(xué)目標(biāo)理解力的分解概念，強(qiáng)化“等效替代”的物理思想理解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算初步掌握一般情況下力的分解要根據(jù)實(shí)際需要來確定分力的方向會(huì)用作圖法和直角三角形的知識(shí)求分力嘗試運(yùn)用力的分解解決一些日常生活中的有關(guān)物理問題，有將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)能區(qū)別矢量和標(biāo)量，知道三角形定則，了解三角形定則與平行四邊形定則的實(shí)質(zhì)是一樣的教學(xué)重點(diǎn)會(huì)用平行四邊形定則求分力會(huì)分析日常生活中與力的分解相關(guān)的問題。著重讓學(xué)生體驗(yàn)力的作用效果教學(xué)難點(diǎn)確定力的實(shí)際作用效果進(jìn)行力的分解教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)滲透“等效替代”的物理思想，促使力的平行四邊形定則的發(fā)現(xiàn)與深刻的理解探究合力與分力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)平行四邊形關(guān)系的發(fā)現(xiàn)從“代數(shù)和”思維到“矢量和”思維的跨越對(duì)合力與分力間的“等效替代”關(guān)系的真正理解與靈活運(yùn)用一個(gè)力的作用效果＝兩個(gè)力的作用效果生活中的其它事例一個(gè)力的作用效果＝兩個(gè)力的作用效果合力和分力的定義分力與合力的關(guān)系合力與分力的概念合力與分力定義：合力與分力的關(guān)系：等效替代關(guān)系力的合成：求幾個(gè)力的合力的過程叫做力的合成力的合成合力與分力的相關(guān)性①等效性：合力的作用效果與分力的共同作用效果相同，它們?cè)谛Ч峡梢韵嗷ヌ娲谕w性：各個(gè)分力是作用在同一物體上的，分力與合力為同一物體。作用在不同物體上的力不能求合力③瞬時(shí)性：各個(gè)分力與合力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，某個(gè)分力變化了，合力也同時(shí)發(fā)生變化力的合成力的合成應(yīng)注意以下問題：①力的合成是唯一的②只有同一物體所受的力才可合成

③不同性質(zhì)的力也可以合成

④分力與合力從物理實(shí)質(zhì)上講是在力的作用效果方面的一種等效替代關(guān)系，而不是物體的重復(fù)受力同一直線二力合成的規(guī)律同一直線上的兩個(gè)力的合成具有什么規(guī)律呢？?jī)蓚€(gè)力同向

F=5N兩力同向相加同一直線二力合成的規(guī)律同一直線上的兩個(gè)力的合成具有什么規(guī)律呢？?jī)蓚€(gè)力反向

F=1N兩力反向相減

力的合成的反思在力的合成中，合力是真實(shí)存在的一個(gè)力嗎？在力的合成中，分力是實(shí)際存在的，每一個(gè)分力都有對(duì)應(yīng)的施力物體，而合力沒有與之對(duì)應(yīng)的施力物體。所以合力不是真實(shí)存在的力互成角度的力怎樣求合力？需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究掌握力的平行四邊形定則理解并掌握力的三角形法則和多邊形法則力的平行四邊形定則互成夾角的二力合成規(guī)律互成夾角的二力合成規(guī)律演示實(shí)驗(yàn)畫出各個(gè)力的圖示互成夾角的兩個(gè)力的合成遵循平行四邊形定則平行四邊形定則方向不在同一直線上的兩個(gè)力的合成運(yùn)算遵循平行四邊形定則

分力鄰邊合力對(duì)角線注意：同一直線上力的合成是平行四邊形定則應(yīng)用的特例。的線段為鄰邊做平行四邊形，那么，合力F的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊的對(duì)角線表示出來，這就叫做力的平行四邊行定則。平行四邊形定則15作圖時(shí)的注意事項(xiàng)：（1）合力、分力要共點(diǎn)，實(shí)線、虛線要分清（2）合力、分力的標(biāo)度要相同，作圖要準(zhǔn)確（3）對(duì)角線要找準(zhǔn)（4）力的箭頭別忘畫平行四邊形定則兩個(gè)力互成30°角，大小分別是90N和120N。通過作圖求出合力的大小和方向。如果這兩個(gè)力的大小不變，兩力間的夾角變?yōu)?50°，通過作圖求出合力的大小和方向。如圖所示，選1cm長(zhǎng)的線段表示30N的力，做出力的平行四邊形，量得表示合力F的對(duì)角線長(zhǎng)6.8cm，

平行四邊形定則有兩個(gè)力，它們的合力為0。現(xiàn)把其中一個(gè)向東的6N的力改為向南（大小不變），它們的合力大小，方向如何？當(dāng)兩個(gè)力的合力為0時(shí)，由于一個(gè)力向東，大小為6N，則另一個(gè)力的方向必向西，大小也為6N

三角形定則求合力轉(zhuǎn)化為解三角形！合力的大小和方向用從第一個(gè)力的始端指向第二個(gè)力的末端的有向線段表示。首尾依次相連，三角形定則多個(gè)力的合成若物體受到兩個(gè)以上的共點(diǎn)力作用又該如何求它們的合力?逐次合成法先求出兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力，直到把所有的力都合成進(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合力多個(gè)力的合成也可用三角形定則多邊形法則分力與合力的矢量滿足平行四邊形定則分力與合力之間的定量關(guān)系是怎樣的？會(huì)進(jìn)行合力與分力的大小與方向關(guān)系討論理解特殊情況下的合力與分力關(guān)系合力與分力的大小和方向關(guān)系合力大小與兩分力夾角的關(guān)系在兩個(gè)分力

大小不變的情況下，兩個(gè)分力的夾角越大，合力越小。合力大小與兩分力夾角的關(guān)系合力一定比分力大嗎？合力可能比每一個(gè)分力都大合力也可能比每一個(gè)分力都小合力也可能等于任意一個(gè)分力合力大小與兩分力夾角的關(guān)系在做引體向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，雙臂平行時(shí)省力還是雙臂張開較大夾角時(shí)省力？雙臂平行時(shí)最省力，根據(jù)平行四邊形定則可知，合力一定時(shí)（等于人的重力），兩臂分力的大小隨雙臂間夾角的增大而增大，當(dāng)雙臂平行時(shí)，夾角最小，雙臂用力最小合力大小與兩分力夾角的關(guān)系兩個(gè)力的大小分別為3N、5N，其合力大小可能是（

）A、1N

B、3N

C、5N

D、9NBC合力大小與兩分力夾角的關(guān)系合力大小與兩分力夾角的關(guān)系有兩個(gè)力，一個(gè)是10N，一個(gè)是2N，它們的合力有可能等于5N、10N、15N嗎？合力的最大值是多少？最小值是多少？?jī)蓚€(gè)力的夾角為0°時(shí)，它們的合力最大，為12N當(dāng)兩個(gè)力的夾角為180°時(shí)，它們的合力最小，為8N當(dāng)兩個(gè)力的夾角由0°逐漸增加到180°時(shí)，它們的合力逐漸減小，即合力的大小在12N和8N之間由此可見，兩個(gè)力的合力可以等于10N，不能等于5N和15N合力大小與兩分力夾角的關(guān)系三個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為2N、3N、4N，則它們的合力的最大值是(

)，最小值是(

)。若三個(gè)力分別為2N、3N、6N呢？9N

0三個(gè)力的合力范圍的求法最小值：共點(diǎn)力如果一個(gè)物體受兩個(gè)或多個(gè)力作用，這些力都作用在物體上的同一點(diǎn)，或者雖不作用在同一點(diǎn)上，但它們的延長(zhǎng)線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。

鉤子受到的力是一組共點(diǎn)力力的合成只適用于共點(diǎn)力可視為共點(diǎn)力的幾種情況①幾個(gè)力同時(shí)作用于同一點(diǎn)（即力的作用點(diǎn)相重合）②同時(shí)作用在同一物體上的幾個(gè)力，雖然作用點(diǎn)并不重合，但是這幾個(gè)力的作用線的正向或反向延長(zhǎng)線能夠相交于同一點(diǎn)可視為共點(diǎn)力的幾種情況③當(dāng)一個(gè)物體可以被視為質(zhì)點(diǎn)時(shí)，作用在物體上的幾個(gè)力就可以認(rèn)為是共點(diǎn)力非共點(diǎn)力非共點(diǎn)力：力不但沒有作用在同一點(diǎn)上，它們的延長(zhǎng)線也不能相交于一點(diǎn)。擔(dān)子受到的力不是共點(diǎn)力力的合成的平行四邊形定則，只適用于共點(diǎn)力。共點(diǎn)力的平衡平衡狀態(tài)：如果一個(gè)物體在力的作用下保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，我們就說這個(gè)物體處于“平衡狀態(tài)”。共點(diǎn)力的平衡物體在兩個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，那么其受力有何特點(diǎn)？?jī)蓚€(gè)力的平衡狀態(tài)：如果兩個(gè)力作用在物體上使之保持平衡，那么這兩個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。共點(diǎn)力的平衡物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于平衡狀態(tài)，那么其受力有何特點(diǎn)？三個(gè)力的平衡狀態(tài)：如果三個(gè)力作用在物體上使之保持平衡，那么其中任兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。理解探究共點(diǎn)力合成法則的實(shí)驗(yàn)原理知道探究共點(diǎn)力合成法則的實(shí)驗(yàn)步驟探究共點(diǎn)力的合成法則的實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄抗颤c(diǎn)力的合成法則實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)器材方木板白紙橡皮條細(xì)繩套（兩個(gè)）三角板刻度尺圖釘若干鉛筆實(shí)驗(yàn)步驟a.用圖釘把白紙釘在水平桌面的木板上。

b.用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)線套。

c.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)線套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長(zhǎng)到一位置O，如圖所示，記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，用鉛筆描下O點(diǎn)的位置及此時(shí)兩細(xì)線套的方向。

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟f.比較一下，力F′與平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同注意事項(xiàng)a.不要直接以橡皮條端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，可拴一端細(xì)繩連兩細(xì)繩套，以三繩交點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，應(yīng)使結(jié)點(diǎn)小些，以使準(zhǔn)確地記錄結(jié)點(diǎn)O的位置b.在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長(zhǎng)時(shí)結(jié)點(diǎn)O的位置一定要相同

c.不要用老化的橡皮條，檢查方法是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條，要反復(fù)做幾次，使橡皮條拉到相同的長(zhǎng)度看彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)有無變化注意事項(xiàng)d.細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些，便于確定力的方向．不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個(gè)點(diǎn)，取掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點(diǎn)與O點(diǎn)連一直線確定力的方向e.在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些實(shí)驗(yàn)結(jié)論F和對(duì)角線F’在誤差范圍內(nèi)重合，

說明兩個(gè)力合成時(shí)，用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，

則平行四邊形的對(duì)角線所代表的力與合力的大小和方向是相同的理解并掌握探究共點(diǎn)力合成法則的實(shí)驗(yàn)誤差分析理解并掌握探究共點(diǎn)力合成法則的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)探究共點(diǎn)力的合成法則的實(shí)驗(yàn)誤差分析誤差分析誤差來源：除彈簧測(cè)力計(jì)本身的誤差外，還有讀數(shù)誤差、作圖誤差等減小誤差的辦法：①實(shí)驗(yàn)過程中讀數(shù)時(shí)眼睛一定要正視彈簧測(cè)力計(jì)的刻度，要按有效數(shù)字和彈簧測(cè)力計(jì)的精度正確讀數(shù)和記錄。正確使用彈簧測(cè)力計(jì)①同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是：將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤對(duì)拉過程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不同，應(yīng)另換，直至相同為止②使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)力時(shí)，讀數(shù)應(yīng)盡量大些，但不能超出它的測(cè)量范圍③使用前要檢查指針是否指在零刻度線上，否則應(yīng)校正零位(無法校正的要記錄下零誤差)．還需用鉤碼檢查是否存在示值誤差，若存在，應(yīng)加以矯正④被測(cè)力的方向應(yīng)與彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向一致，拉動(dòng)時(shí)彈簧不可與外殼相碰或摩擦

⑤讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)、平視刻度總結(jié)合力與分力的關(guān)系是___________平行四邊形定則：不在一條直線的兩個(gè)力的合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為______作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表_________________合力與分力的大小關(guān)系：①合力大小范圍：____________________合力不一定比分力大②在兩個(gè)分力F1、F2大小不變的情況下，兩個(gè)分力的夾角越大，________合力越?、酆狭Σ蛔兊那闆r下，夾角越大，兩個(gè)等值分力的大小________等效替代鄰邊合力的大小和方向越大思維拓展什么是力的合成？遵循什么原則？力的合成遵循平行四邊形定則力可以合成，也可以分解學(xué)習(xí)按照不同規(guī)則進(jìn)行力的分解了解不同規(guī)則下力分解的條件和情況在一定條件下進(jìn)行力的分解

力的分解幾個(gè)力，它們產(chǎn)生的效果跟原來一個(gè)力產(chǎn)生效果相同，這幾個(gè)力就叫做原來那個(gè)力的分力。求一個(gè)已知力的分力叫做力的分解。力的分解5個(gè)鉤碼吊起重物G分別用4個(gè)鉤碼和三個(gè)鉤碼也能吊起重物G力的分解在力的合成中，分力是實(shí)際存在的力合力是設(shè)想的有實(shí)際意義的力在力的分解中，合力是實(shí)際存在的力分力是設(shè)想的有實(shí)際意義的力兩個(gè)人合力提桶一個(gè)人提桶力的分解法則力的合成合力F力的分解力的分解是力的合成的逆運(yùn)算注意：幾個(gè)分力與原來那個(gè)力是等效的，它們可以互相代替，并非同時(shí)并存！

力的分解法則力的分解同樣遵守平行四邊行定則把一個(gè)已知力F作為平行四邊形的對(duì)角線，那么與力F共點(diǎn)的平行四邊形的兩個(gè)鄰邊，就表示力F的兩個(gè)分力無條件下的力的分解即同一個(gè)力F可以分解為無數(shù)對(duì)大小、方向不同的力如果沒有其它限制，對(duì)于同一條對(duì)角線，可以作出無數(shù)個(gè)不同的平行四邊形一定條件下力的分解已知合力和兩個(gè)分力的方向，如何分解？解是否是唯一的？只能唯一的作出力的平行四邊形有唯一解一定條件下力的分解已知合力和一個(gè)分力的大小和方向，如何分解？解是否是唯一的？只能唯一的作出力的平行四邊形有唯一解一定條件下力的分解由三角形定則可知，合力與兩個(gè)分力必定要圍成一個(gè)三角形一定條件下力的分解而這個(gè)圓的半徑是未知的需要分情況討論一定條件下力的分解無解相離一定條件下力的分解唯一解相切一定條件下力的分解兩解相交一定條件下力的分解唯一解一定條件下力的分解唯一解一定條件下力的分解一個(gè)豎直向下的180N的力分解為兩個(gè)分力，一個(gè)分力在水平方向上并等于240N，求另一個(gè)分力的大小和方向小結(jié)力的分解是力的合成的逆運(yùn)算力的合成和分解都滿足平行四邊形定則前者是已知兩個(gè)鄰邊求對(duì)角線，后者是已知對(duì)角線求兩個(gè)鄰邊力的合成一個(gè)力(合力)效果相同幾個(gè)力(分力)力的分解一木塊放在斜面上，試分析其受力情況重力有哪些作用效果？使物體具有沿斜面下滑趨勢(shì)使物體緊壓斜面f產(chǎn)生N產(chǎn)生學(xué)習(xí)幾種常見的按照效果進(jìn)行力的分解的方法學(xué)習(xí)下滑力的概念按照力的作用效果進(jìn)行力的分解按照力的作用效果進(jìn)行力的分解效果分解法—根據(jù)力的作用效果進(jìn)行力的分解可將重力按照其作用效果進(jìn)行分解按照力的作用效果進(jìn)行力的分解兩個(gè)分力的大小為：斜面傾角變大時(shí)，重力的這兩個(gè)分力分別如何變化？按照力的作用效果進(jìn)行力的分解牽引力需要克服的重力的分力比較小，汽車爬坡相對(duì)容易按照力的作用效果進(jìn)行力的分解試將拖拉機(jī)對(duì)靶的拉力按照力的作用效果進(jìn)行分解此拉力有兩個(gè)效果

①使靶向前運(yùn)動(dòng)②使靶向上運(yùn)動(dòng)

按照力的作用效果進(jìn)行力的分解已知放在水平面上的物體，受到與水平方向成θ角的拉力F的作用，對(duì)物體的斜向上的拉力F會(huì)產(chǎn)生怎樣的作用效果？如何分解？①使物體沿水平地面前進(jìn)②向上提物體按照力的作用效果進(jìn)行力的分解如果將作用于物體上的力改為斜向下與水平方向成α角（如下圖）你認(rèn)為該力產(chǎn)生什么效果？分解F并作出示意圖①緊壓桌面②向右運(yùn)動(dòng)按照力的作用效果進(jìn)行分解的一般步驟分析力的作用效果據(jù)力的作用效果定分力的方向(畫兩個(gè)分力的方向)用平行四邊形定則定分力的大小(把力F作為對(duì)角線，畫平行四邊形的分力)據(jù)三角形知識(shí)求分力的大小和方向按照力的作用效果進(jìn)行分解的實(shí)例已知放在斜面上的物體所受重力為G，斜面傾角為θ，放在斜面上的物體所受重力G產(chǎn)生怎樣的作用效果？如何分解？①緊壓擋板②緊壓斜面①緊壓擋板②緊壓斜面按照力的作用效果進(jìn)行分解的實(shí)例A、B兩點(diǎn)位于同一平面上，質(zhì)量為m的物體被a、b兩線拉住，其重力G產(chǎn)生怎樣的作用效果？應(yīng)該如何分解？①拉緊繩a②拉緊繩b兩個(gè)分力均變小如果繩與墻面的夾角變大，那么重力的兩個(gè)分力會(huì)如何變化？按照力的作用效果進(jìn)行分解的實(shí)例如果讓你來處理索道的技術(shù)問題，請(qǐng)問索道設(shè)計(jì)的繃直還是松一些?索道越繃直，繩纜需要承受的拉力就越大，越容易損壞且安全系數(shù)較低索道設(shè)計(jì)的應(yīng)該松一些按照力的作用效果進(jìn)行分解的實(shí)例用一把斧頭用力向下劈，能夠把木樁劈開，試分析斧頭對(duì)木樁的力的作用效果，并解釋為何斧頭越尖，越容易劈開（斧頭光滑）按照力的作用效果進(jìn)行分解的實(shí)例繩c對(duì)另外兩根繩ab的力產(chǎn)生怎樣的作用效果？應(yīng)該如何分解？①拉緊繩a②拉緊繩b按照力的作用效果進(jìn)行分解的實(shí)例①緊壓墻壁②拉緊懸線按照力的作用效果進(jìn)行分解的實(shí)例作用在三角支架上的力，產(chǎn)生怎樣的作用效果？如何分解？①使水平桿緊壓墻壁②使傾斜桿沿其自身方向產(chǎn)生形變小結(jié)按力的實(shí)際作用效果分解由力產(chǎn)生的效果確定分力的方向，由平行四邊形定則（或三角形定則）確定分力的大小。解決力的分解問題的實(shí)際問題的思路和方法物理實(shí)際問題力的作用效果確定兩個(gè)分力的方向平行四邊形定則作平行四邊形平面幾何三角函數(shù)解三角形分析討論回歸物理平行四邊形定則物理問題數(shù)學(xué)問題在進(jìn)行力的計(jì)算時(shí)，放在直角三角形中會(huì)簡(jiǎn)便容易地多那么我們能否直接將力進(jìn)行正交分解呢？學(xué)習(xí)力的正交分解法學(xué)習(xí)利用正交分解解決多力合成力的正交分解力的正交分解定義：把一個(gè)已知力沿著兩個(gè)互相垂直的方向進(jìn)行分解建立坐標(biāo)軸的原則：

少分解力；容易分解力力的正交分解合力方向跟x軸正方向的夾角為30°15

8.65