力的合成和分解

1、力的合成和分解【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1.理解合力、分力、力的合成、共點(diǎn)力的概念。2.理解合力與分力的等效性。 3.掌握平行四邊形定那么的內(nèi)容，會(huì)用它求兩個(gè)分力的合力。4 .通過(guò)平行四邊形定那么進(jìn)一步理解合力與分力的大小關(guān)系。5.理解分力的概念，知道分解是合成的逆運(yùn)算。6 .會(huì)用平行四邊形定那么進(jìn)行作圖并計(jì)算。7 .掌握根據(jù)力的效果進(jìn)行分解的方法。二、過(guò)程與方法：1 .通過(guò)學(xué)習(xí)合力和分力的概念，了解物理學(xué)常用的方法等效替代法。2 .經(jīng)歷應(yīng)用探究實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)研究共點(diǎn)力合成的平行四邊形定那么。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀：1 .在探究求合力的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和團(tuán)結(jié)合作精神。2 .培養(yǎng)學(xué)

2、生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】教學(xué)重點(diǎn)：1.合力與分力的關(guān)系。 2 .得出平行四邊形定那么的探究過(guò)程。3 .平行四邊形定那么的應(yīng)用。 教學(xué)難點(diǎn)：從代數(shù)求和到矢量求和的思維跨越?！窘虒W(xué)過(guò)程】一、 導(dǎo)入新課 思考：如圖放在地面上的小車受到四個(gè)力的作用，你能判斷它將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)嗎？教師總結(jié)：用一個(gè)力的單獨(dú)作用替代以上四個(gè)力的共同作用，而效果不變， 上述問(wèn)題就迎 刃而解了。這就是我們要講的力的合成。出示動(dòng)畫：小車受四個(gè)力的作用和一個(gè)力的作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)。二、講授新課一共點(diǎn)力的合成1 ?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一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。2.合力

3、和分力看下面圖片說(shuō)一說(shuō)你觀察到了什么？由此可得出什么結(jié)論水桶所受拉力示意圖吊燈所受拉力示意教師總結(jié)：兩個(gè)小孩分別用力 Fi、F2共同提著一桶水和一個(gè)大人單獨(dú)用力F提著這桶水， 都能產(chǎn)生讓水桶保持靜止的效果。用拉力為F的一根線懸掛吊燈和用拉力分別為Fi、F2兩根線懸掛吊燈都能產(chǎn)生使吊燈保 持靜止的效果。結(jié)論：由于F產(chǎn)生的效果和Fi、F2產(chǎn)生的效果相同，所以F是Fi、F2的合力，F(xiàn)i和F2是F的分力。(1) 合力：假設(shè)一個(gè)力單獨(dú)作用的效果跟某幾個(gè)力共同作用的效果相同，這個(gè)力就叫作那幾個(gè)力的合力。出示圖片：一個(gè)大人和兩個(gè)小孩提水(2) 分力：假設(shè)幾個(gè)力共同作用的效果跟某個(gè)力單獨(dú)作用的效果相同，這幾個(gè)

4、力就叫作那個(gè)力的分力。(二) 力的合成1. 力的合成：在物理學(xué)中，我們把求幾個(gè)力的合力的過(guò)程叫作力的合成；2. 同一直線二力合成出示動(dòng)畫：同一直線二力合成教師總結(jié)： %百同一方向:反萬(wàn)向：FvF2思考：互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力，如何得到合力的大小和方向呢?互成角度的兩個(gè)共點(diǎn)力還是簡(jiǎn)單的加減嗎？有沒(méi)有什么可遵守的規(guī)律嗎？實(shí)驗(yàn)：探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄糠至εc合力的關(guān)系，尋找求合力的方法。2. 實(shí)驗(yàn)原理合力的作用效果與幾個(gè)分力共同作用的效果相同。3. 實(shí)驗(yàn)器材方木塊、白紙、彈簧稱(兩個(gè))、橡皮條、細(xì)繩、三角板、刻度尺、圖釘4. 實(shí)驗(yàn)步驟(1) 在桌面上固定一個(gè)貼有白紙的方木板，

5、用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上靠近頂端中點(diǎn)的A點(diǎn)，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另外一端是繩套。出示圖片(2) 用彈簧秤分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長(zhǎng)，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置0。出示圖片(3) 用鉛筆從0點(diǎn)沿著兩繩的方向畫直線，作出兩個(gè)力Fi和F2的圖示。(4) 只用一只彈簧秤，通過(guò)細(xì)繩把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置0點(diǎn)，讀出彈簧秤的示 數(shù)，記下細(xì)繩的方向，作出這個(gè)力F的圖示。研究這三個(gè)力的大小及方向的關(guān)系。出示圖片實(shí)驗(yàn)考前須知： 彈簧秤使用前要先調(diào)零； 彈簧秤拉長(zhǎng)方向和所測(cè)拉力方向應(yīng)保持與木板平行; 彈簧、指針、拉桿都不要與刻度板和刻度板末端的限位卡發(fā)生磨擦出示：力的合成的平

6、行四邊形定那么視頻5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論O-兩個(gè)力的合成教師總結(jié)：實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，在兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的有向線段為鄰邊作平行四邊形， 鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向。這個(gè)規(guī)律叫作平行四邊形定那么。注意：作圖要準(zhǔn)確，兩個(gè)分力 Fi、F2和合力F要畫成實(shí)線并標(biāo)有箭頭，平行四邊形的另 線必須畫成虛線。這兩個(gè)外兩條平行什么時(shí)候最思考與討論1：觀察下面不同角度下 Fi、F2合力，由此可得出什么結(jié)論？由此可推斷合力 大，什么時(shí)候最??？合力的范圍如何？??；們的合力？去，最后教師總結(jié)：互成角度的二個(gè)共點(diǎn)力如果保持大小不變，它們的合力將隨夾角的增大而減 合力有可能大于或小于或等于任何一個(gè)分力。 Fi、F2同向

7、合力最大，反向合力最小。 合力大小范圍丨F1-F2 | < FW+F2思考討論2:如果兩個(gè)以上的共點(diǎn)力作用在一個(gè)物體上，怎樣應(yīng)用平行四邊形定那么求出它先求出任意兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力，直到把所有的力都合成進(jìn)得到的結(jié)果就是這些力的合力。三力的分解1 ?力的分解：在物理學(xué)中，我們把求一個(gè)力的分力的過(guò)程叫作力的分解。思考討論1:如果上述實(shí)驗(yàn)中，先只用一只彈簧秤，然后再用兩只彈簧秤通過(guò)細(xì)繩把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置0,你能得到什么結(jié)論？由于各個(gè)力的數(shù)據(jù)都沒(méi)有改變，因此，力的分解也遵從平行四邊形定那么思考討論2:如果沒(méi)有限制，同一個(gè)力F可以分解為多少對(duì)分力?假設(shè)沒(méi)有限制，同

8、一個(gè)力可以分解為無(wú)數(shù)對(duì)大小、方向不同的分力2?力的分解方法 按作用效果(1)物體受到斜向上拉力 F的分解F的作用效果：水平向右拉物體；豎直向上提物體(2)斜面上物體重力的分解 重力G的作用效果：使物體沿斜面向下滑;例題1:某物體受到一個(gè)大小為 32N的力，方向水平向右，還受到另一個(gè)大小為力，方向豎44N的使物體垂直向下壓緊斜面G典型例題直向上。求出這兩個(gè)力的合力的大小和方向。解法1:通過(guò)作圖求解解：選擇某一標(biāo)度，例如用 1cm長(zhǎng)的線段表示10N的力。根據(jù)題意，作出二力合成的平行四邊形。r合力F的表示Fi的有向線段長(zhǎng)3.20cm,表示F2的有向線段長(zhǎng)4.40cm。用刻度尺測(cè)量后得知，表示對(duì)角線長(zhǎng)

9、為 5.44cm，貝 U F = 5.44cmX 10N/cm= 54.4N用量角器測(cè)得合力F與力Fi的夾角為54 °合力的大小為54.4N，方向與力Fi的夾角為54 °解法2:計(jì)算法合力的大小為54.4N，方向與力Fi的夾角為54【例題2】如右圖所示，光滑斜面上的物體的重力分解為Fi、F2兩個(gè)力，以下說(shuō)法正確的是()A. Fi是斜面作用在物體上使物體下滑的力，F(xiàn)2是物體對(duì)斜面的壓力;B. 物體受到重力 mg、N、Fi、F2四個(gè)力的作用；C. 物體只受到重力mg和斜面支持力N的作用；D. N、Fi、F2三個(gè)力的作用效果與 mg、N兩個(gè)力的作用效果相同。答案：CD四矢量和標(biāo)量

10、1. 力的合成，按平行四邊形定那么來(lái)確定合力的大小和方向。2. 位移合成時(shí)也遵從平行四邊形定那么。一個(gè)人從A走到B，發(fā)生的位移是 AB，又從B走到C,發(fā)生的位移是BC。在整個(gè)運(yùn)動(dòng) 過(guò)程中，這 個(gè)人的位移是AC , AC是合位移。3. 矢量既有大小又有方向，相加時(shí)遵從平行四邊形定那么的物理量叫作矢量。4 .標(biāo)量只有大小，沒(méi)有方向，相加時(shí)遵從算術(shù)法那么的物理量叫作標(biāo)量。除了力和位移以外，速度、加速度都是矢量。在我們學(xué)過(guò)的物理量中，質(zhì)量、路程、功、電流等都是標(biāo)量。課堂練習(xí)1. 有兩個(gè)力，一個(gè)是10N，一個(gè)是 2N，這兩個(gè)力的合力的最大值是 ，最小值是 ，它們的合力范圍。答案：12、8 8< F

11、W122. 兩個(gè)相互垂直的力的合力為50N，其中一個(gè)力的大小為 40N，那么另一個(gè)力的大小 為A. 10NB . 20NC. 30ND . 40N答案：C3.關(guān)于力的分解，以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是A. 8N的力可以分解為兩個(gè)8N的分力B. 8N的力可以分解為兩個(gè)3N的分力C. 8N的力可以分解為13N和4N的兩個(gè)分力D. 8N的力可以分解為16N和7N的兩個(gè)分力答案：A4.如下圖，一個(gè)重60N的物體置于光滑的水平面上，當(dāng)用一個(gè)F=20N的力豎直向上拉物體時(shí)，物體所受的合力為B. 40N, 方向豎直向下C. 40N, 方向豎直向上D. 80N, 方向豎直向上答案：A拓展提高1. 兩個(gè)共點(diǎn)力Fi、F

12、2、的合力為F,以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A. 合力F定大于任一個(gè)分力B. 合力的大小既可能等于 Fi, 也可能等于 F2C. 合力 F 有可能小于任一個(gè)分力D. 合力F的大小隨Fi、F2、間的夾角增大而減小答案： BCD2. 以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是A .兩個(gè)力的合力一定大于這兩個(gè)力中的任意一個(gè)力B. 兩個(gè)力都增大，那么其合力也增大C. 物體受到三個(gè)大小均為 10N 的力，不可能處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)D. 分解一個(gè)力可以有無(wú)數(shù)個(gè)分解方法，但每一個(gè)分解方法都遵守平行四邊形定那么，因此分解力要按力的作用效果來(lái)進(jìn)行分解答案： D三、課 堂小結(jié)1. 力的合成符合平行四邊形定那么1合力大小范圍丨 F1-F2 | < FW+F2 2合力有可能大于或小于或等于任何一個(gè)分力。 3 互成角度的二個(gè)共點(diǎn)力如果保持大小不變, 它們的合力將隨夾角的增大而減??；2. 力的分解符合平行四邊形定那么力的分解方法 按作用效果3. 矢量 既有大小又有方向 , 相加時(shí)遵從平行四邊形定那么的物理量叫作矢量。4. 標(biāo)量 只有大小 , 沒(méi)有方向 , 相加時(shí)遵從算術(shù)法那么的物理量叫作標(biāo)量。四、板 書一共點(diǎn)力的合成 1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一點(diǎn)