2015高中物理 第三章 相互作用 第4节 力的合成课件 新人教版必修1

第三章

相互作用第四节 力的合成

龙舟比赛场面激烈，令人震撼，胜负的关键在于队员划桨步调一致,形成合力。利用视频《龙舟比赛训练场景》的内容导入新课《力的合 成》。 由于高一学生刚接触矢量，对矢量的运算没有任何感性认识和生活 经验可以借鉴，他们习惯于标量间的代数运算，力的合成法则是一个难 关。本节课把实验探究求合力方法的过程作为重点内容，在学习了重力 、弹力、摩擦力等矢量的基础上，进一步探究矢量的运算法则。

本节课的教学重点是实验探究力的合成规律，利用实验得到合力与分力的大小和方向，猜想它们之间所遵循的运算规则则是本节课的教学 难点。所以本节课采用：小实验创设情境—提出问题—设计方案—分组

实验—引导启发猜想—实验验证—得出结论。为了加深学生对力的合成法则的理解，得到灵活应用的效果，最后 ，再设计5个课堂检测题，来检测学生掌握的情况，发现存在的问题。

1. 能从力作用的等效性理解合力和分力的概念，初步体会等效替 代的物理思想。 2. 能通过实验探究求合力的方法——力的平行四边形定则，并知 道它是矢量运算的普遍法则。 3. 知道合力的大小和分力夹角的关系，知道什么是共点力，会用 作图法求共点力的合力。 学习重点：

1. 合力与分力的关系的理解。2. 平行四边形定则的理解。 3. 运用平行四边形定则求合力

学习难点：1. 利用几何知识求解合力大小。 2. 实验探究“力的合成”的设计与实施。

利用视频《龙舟比赛训练场景》的内容。龙舟比赛场面激烈，令

人震撼，胜负的关键在于队员划桨步调一致，形成合力。本节课我们就来学习《力的合成》。

FF1 F2一个力的效果与两个 或更多力的效果相同

等效！

以前我们在哪里也 用过“等效”思想

曹冲称象

一、合力、分力一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，

这个力叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。在实际问题中，我们就可以用这个力来代替那几 个力，这就是力的等效代替。而不是物体又多受了一 个合力。

二、力的合成1. 定义：求几个力的合力的过程或方法，叫做力的合成。 思考与讨论：(课本62页) 在图中，假如这桶水的重量是 200 N,这两个孩子合力的大小一定也是F1 F2

200 N 。那么 ，连个孩子用力的大小分别是F1 和F2, F1 和 F2这两个数值 相加正好等于 200 N吗？

如果不等，怎样求合力？

实验：探究求合力的方法1. 器材： 橡皮条、细绳套、钩码、滑轮 2. 步骤： (1)用两个力 F1、 F2 将橡皮条 GE 沿直线 EC 拉长到 O点 ，橡皮条伸长了 EO 这样的长度，

记下 O 点的位置和 F1 、 F2 的大小和方向。(如图甲) G E

O

F1

CF2

甲

(2)撤去 F1 、 F2 ,用一个力 F 拉橡皮条使它沿同一直线伸 长同样的长度 EO,记下 F 的大小和方向。 (如图乙) G E

O

乙 (3)选定标度，分别作出 F1 、 F2 、F 的图示。(如图丙) F1 G E 丙 O F F2 C

甲

G

E

O

F1 C F2

乙

G

E

O F1

效 果 相 同C

丙

G

E

O F F2

力 F 对橡皮条的作用效果与 F1、F2 对橡皮条共同作

用的效果相同，所以 F 等于F1、F2 的合力。

结

论用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两

个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。这个法则叫做平行四边形定则。

作

法

F1 θ

F大小：标度 方向：角度 F2

O2 1

计

算

F合 F F2 2 F1F2 cos 2

例1. 力 F1= 45 N,方向水平向右。力 F2= 60 N,方向

竖直向上。求这两个力的合力 F 的大小和方向。解：方法一：(作图法) 取6 mm长的线段表示 15 N的力，作出力 的平行四边形，如图所示。 合力大小 F =15 N × (30/6) = 75 N 合力方向：与F1(或与水平方向)的夹 角为53°。 方法二：(计算法) 作出力的示意图，进行计算求解。 O F1 F2 15 N F

F F12 F22 75 N

2. 二力的合成(1) 同一直线上两个力的合成 F1

F1 = 4 N O F2 = 3 N F=7NF2 F1

同向相加，大小 F = F1 + F2,方向与两力方向相同

F2 = 3 NF2 F1

F=1N

F1 = 4 N

O反向相减，大小 F = |F1F2|,方 向与较大力的方向相同

(2) 互成角度的两个力的合成当不在同一直线上的两个力合成时，合力和分力 的大小关系是怎样的？合力是否一定比分力大？

利用动画探究互成角度的两分力与合力的关系

合力与两个分力的关系1. θ =0°时，即 F1、F2 共线同方向： F合= F1 + F2 合力方向与两个力的方向相同 合力方向与分力 F1 、 F2中较

2. θ =180°时，即 F1 、 F2共线反方向：F合=| F1 - F2 | 大的方向相同。

3. 夹角 θ 越大，合力就越小：F合随 F1 和 F2 的夹角增大而减小 4. 合力的取值范围：| F1 - F2 | ≤ F合≤ F1 + F2

5. F合可能大于、等于、小于 F1 、 F2

若两个以上的力作用在一个物体上

时，如何求合力？