山东省郯城第三中学高中物理《3.4 力的合成》教学案 新人教版必修1

高中物理 3.4力的合成教案新人教版必修1【教学目标】1．知识与技能：（1）能从力的等效性理解合力和力的合成概念。

（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）初步掌握运用平行四边形定则求合力的要领,会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。

（4）知道合力的大小和分力间夹角的关系。

（5）能应用力的合成知识分析日常生活中有关问题，培养学生理解问题、解决问题的能力。

2．过程与方法：（1）通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法——等效替代法。

（2）经历应用探究实验的方法来研究共点力合成的平行四边形定则。

3．情感态度与价值观：（1）在探究求合力的实验过程中，培养学生严谨的科学态度和团结合作精神。

（2）培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

.【教学重点难点】1．重点：理解合力、分力的概念及力的合成的方法。

2．难点：平行四边形定则的理解与应用。

【课前准备】1．多媒体课件。

2．实验器材：分组用（木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套、弹簧测力计、刻度尺、量角器、铅笔）。

演示用（分力、合力关系模拟演示器，钩码，自制教具）【教学过程】一．导入新课1．利用多媒体课件，播放生活中的实例（一个大人和两个小孩分别提同一桶水）,说明两个或两个以上的力的共同作用效果与一个力的作用效果是等效的。

2．演示1：模拟上面生活中的实例，演示两个力的共同作用效果与一个力的作用效果是等效的。

将生活实例搬入物理课堂来研究。

3．复习提问：初中已经学过一个力F与两个力F1、F2的效果相同，它们之间的关系是什么？学生回答后多媒体课件播放：（1）一个力的作用效果和几个力的作用效果相同，则这一个力叫做那几个力的合力，那几个力称为这一个力的分力。

（2）求几个力的合力的过程，叫做力的合成。

（力的合成是一种等效替代的方法，即用一个假设的力去替代几个共同作用的力，替代后这一个力的效果与原来的几个力是相同的。

力的合成的教学设计【教材分析】本章是高中力学基础，等效思想、平行四边形定则既是这一章的重点，又是难点，平行四边形定则不仅是力的合成必须遵循的定则，也是所有矢量运算必须遵循的。

矢量的运算法则，是矢量概念的核心内容，又是学习物理学的基础，它始终贯穿在高中物理知识内容的全过程中，因此本节内容为今后学生学习其它矢量及运算奠定了基础，具有非常重要的作用。

同时，平行四边形的验证过程，对培养学生严谨的科学态度和科学思维方法也有很重要的作用。

【设计思想】本节课内容比较抽象，因此借助于演示实验和多媒体演示及学生的分组实验结合应用是十分必要的，通过演示实验和多媒体演示可以将抽象的内容变得直观，再加上让学生自己两次进行探究，可以通过多个角度刺激学生的感观，让学生掌握所学内容，并增加了课堂的趣味性；本节课通过不断地引申将所教内容不断深化，分阶段、分台阶地引导学生掌握所学内容，完成学习的任务。

【教学目标】（一）知识与技能1、理解合力与分力的概念，知道什么是力的合成。

2、掌握力的“平行四边形定则”，会用作图法求两个共点力的合力。

3、会定性分析合力随两个分力夹角的变化情况，掌握合力的变化范围。

4、知道共点力的概念，会计算在同一直线上的几个力的合力，会用直角三角形知识计算两个力的合力。

5、能用力的合成分析日常生活中的问题。

（二）过程与方法1、通过实例的分析，使学生认识到等效替代思想的普遍性，并在这一思想的指导下，通过实验探究“力的平行四边形定则”。

2、采用实验探究的学习方式，通过独立思考与分组讨论等过程，培养学生设计实验、动手操作及观察实验现象、获取分析实验数据并得出实验结论的能力。

（三）情感、态度与价值观1、通过实验探究过程，激发学生的学习兴趣，发挥学生的积极性、主动性和创造性。

2、通过力的合成的研究与规律的发现，培养学生严谨的科学态度，逐步养成用科学方法与科学知识理解和解决实际问题的习惯，提高科学素养。

3、通过分组实验，培养学生合作、交流的能力与团结协作的精神。

2
教学过程
一、复习预习
力的概念是什么?
力的作用效果是什么?
力是物体间的相互作用．
力的作用效果是使物体运动状态发生变化或使物体发生形变
提出问题：歌曲《众人划桨开大船》，从物理学的角度说，二个人划桨产生的力太小不能开大船，众人划桨产生的力合起来才能开动大船．如果知道每个人划桨的力，怎样求合起来的力呢?学习了这一节课后我们就可以解决这个问题了
二、知识讲解
考点/易错点1
3
合力和分力的概念
问题分析：
一个砝码可以用一根细线提起来，也可以用两根细线提起来，其效果完全一样，如图1所示。

如果一个力作用在物体上产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力。

上例中F就是F1、F2的合力，F1 、F2就是F的分力。

求F1、F2两个力的合力F的过程，就叫做二力的合成。

4。

普通高中课程标准实验教科书物理必修1第三章第四节《力的合成》教学设计【设计思想】在传统的教学中，课堂教学实施往往过于注重知识传授倾向，学生被动地接受，很难从多方面培养学生的综合素质。

为了体现新课程所倡导的崭新的教学理念“以人为本”，在教法上，采取以学生为主体，以问题为中心，以教师为引导，以小组的合作为主要方式，让学生进行简单的实验设计，亲身体验科学实验探究的过程。

通过这种探究性的教学，培养学生共同协作、相互交流的良好品质；使学生养成善于观察现象、大胆提出问题、敢于猜想和假设的科学修养；提高学生制定计划、进行简单的实验设计和手脑并用的实践能力；使学生体会实验在科学探究中的重要性，增强学生的探索意识。

【教材分析】本章是高中力学的基础，等效思想、平行四边形定则既是这一章的重点，又是难点。

矢量的运算法则，是矢量概念的核心内容，又是学习物理学的基础，同时平行四边形定则的验证过程，对培养学生严谨的科学态度和科学思维方法也有很重要的作用。

教材是通过演示实验说明合力与分力的等效代替性质，比较直观，容易接受。

而演示生活中常见的几种现象（提水、拉伸弹簧等等），可以使学生对“等效代替”思想有更深入的体验。

教材中对于“力的平行四边形定则”的得出让学生自己动手设计出实验方案，以探究教学方法来引导学生去寻找共点力与其合力的关系，最终发现结论。

通过分小组探究、互相交流的形式进行教学，学生在探究过程中不仅掌握知识，而且培养能力，领悟科学研究的魅力和精髓之所在。

【学情分析】对力的概念，初中教科书中只给出力的作用效果，没有给出力的定义，更没有给出矢量的概念，平行四边形定则是学生第一次接触，对于初上高中的学生来说，是一个大的飞跃，习惯于代数运算的学生，在接受矢量运算时有一定的困难，根据学生的实际水平和探究任务的难度采用不同的教学模式，根据问题情景式探究任务运用适当的思维方法。

教学中要注意规范性，但不必操之过急，本节课的教学选用探究与验证相结合的模式。

3.4 力的合成 教案一、教学目标1．利用实验归纳法，得出互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则，并能初步运用平行四边形定则求合力。

2培养动手操作能力、物理思维能力和科学态度。

二、重点与难点分析通过探索性实验，归纳出互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则。

三、教学器材教师用器材：平行四边形定则实验器、钩码（12个）、细线若干、弹簧秤（3只）、橡皮筋（3条）、方木板（l 块）、平行四边形定则演示器（2个）、投影（1套）、微机（l 套）、三角板（2个）。

学生用器材30套，每套包括：方木板（l 块）、弹簧秤（2个）、橡皮筋（1条）、8开白纸（l 张）、50cm 细线（l 根）、图钉（1个）、有刻度的三角板（2个）、记号笔（l 支）、大铁夹（l 个）。

四、主要教学过程 l ．引入教学 「复习与提问」在初中，我们学过“一个力产生的效果，与两个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那两个力的合力，求两个力的合力叫做二力的合成。

提问：已知同一直线上的两个力风、F 。

的大小分别为ZN 、3N ，如果民、F 。

的方向相同，那以它们的合力大小是多少？合力沿什么方向？ 引导回答：SN ，方向与民、F 。

的方向相同。

进一步提问：如果民、F 。

的方向相反，那么它们的合力大小是多少？合力沿什么方向？（IN ，方向与较大的那个力的方向相同。

）（板书）同一直线上两个力的合力，与两个力的大小、方向两个因素有关。

并讲述这就是初中所学的“同一直线上二力的合成。

”（投影 1）在现实生活中，有这样的例子：两位同学沿不同方向共同用力提住一袋上石，解放军战士一人也能提住同一袋上石。

（演示1） 将橡皮筋一端固定在M 点，用互成角度的两个力只、F 共同作用，将橡皮筋的另一端拉到O 点；如果我们只用一个力，也可以将橡皮筋的另一瑞拉到O 点。

如图1、图2所示。

一个力F 产生的效果，与两个力几、F 。

共同作用产生的效果相同，这个力F 就叫做那两个力几、F 的合力，而那两个力几、F 就叫这个力F 的分力。

第三章相互作用3.4 力的合成★教学目标(一)知识与技能1.理解等效理念，理解合力、分力、力的合成等概念。

2.理解力的平行四边形定则，会用平行四边形定则分析共点力的合成3.了解分力与合力的大小关系及角度关系。

4.理解分力、合力从本质上讲是一种等效替换。

(二)过程与方法5.通过合力、分力、力的合成等概念的辨析，认识等效替代的思想方法6.通过对力的平行四边形定则的探究，感受实验探究物理规律的基本过程，即猜想、实验、结论(三)情感态度与价值观7.通过两人协作的实验过程及实验结果的互评，培养学生协作精神和实事求是的科学精神8.通过力的等效替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙★教学重点1.合力与分力的关系2.平行四边形定则及应用★教学难点1.实验探究方案的设计与实施★教学过程一、导入：其实前面学习重心的时候我就讲过作用在物体上的力可以进行等效替换。

何谓等效作用：10N 如图所示，通过做实验，我们发现：两个小孩分别用F1、F2的两个力能把重为210N 物体给提起，两个力大小均是10N，与竖起方向夹角均为45度。

同样一个大人用力F=2竖直向上也能把物体提起。

那我们可以讲F 作用在物体上的效果与F 1、F 2的两个力共同作用在物体上效果是相同的（都能使物体被提起至静止）。

即它们是等效的。

既然它们是等效的，就应该可以等效替换。

何谓等效替换？看下例，现在有两个小孩分别用F 1、F 2的两个力能把重为210N 物体给提起，两个力大小均是10N ，与竖起方向夹角均为45度。

，物体处于静止状态。

请画出该物体受力分析图。

上面这个图是物体的真实受力图。

我们又知道一个大人施加的力F 作用在物体上的效果与F 1、F 2的两个力共同作用在物体上效果是相同的即等效，既然等效就能进行等效替换。

等效替换后的受力图如：F 1、F 2用F 等效替换后，并没有改变力对物体的作用效果，对物体没有影响，所以以下两个图是等效的。

FF GFG等效有人想问，知道等效替换对我们研究问题有什么作用吗？不但有，而且很大。

必修一 3.4力的合成（教案）一、教材分析本节课是必修一的重点，是研究力的平衡的基础，也是学习牛顿运动定律的基础。

本节课的内容包括，合力、分力、力的合成、共点力等概念，以及平行四边形定则。

本节课有两个关键点，一是等效替代思想的建立，二是通过实验探究合力与分力的关（一）知识与技能1、初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的•合成、合力与分力的概念。

［来源:学*科*网Z*X*X*K］2、会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力。

（二）过程与方法1、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则；2、培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。

［来源:Z&xx&］（三）情感、态度与价值观［来源:学科网］.培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。

培养学生合作、交流、互助的精神。

三、重点难点1、等效替代思想2、平行四边形定则的应用［来源:］四、学情分析走班制A层次，基础较好，接受能力较强，但是班内学生的水平差别较大。

五、教学方法演示实验、归纳、总结六、课前准备平行四边形.定则演示器，合力与分力关系模拟演示器、三角板、弹簧秤2个、钩码.七、课时安排1课时八、教学过程［来源:学+科+网Z+X+X+K］（一）预习检查、总结疑惑（二）情境导入、展示目标［来源•堂科网1图a将两个弹簧秤按图a方式悬挂硅码，使舷码静止，然后用一个弹簧秤悬挂同一舷码，使耘码静止，可见力F产生的效果跟原来Fi和兔共同产生的效果相同.思考：力F与力Fi和F2之间有一种什么关系？一一效果相同，可以相互替代.()合作探究、精讲点拨概念讲授：合力、力的合成一个物体受到几个力共同作用产生的效果与一个力对物体作用产生的效果相同时，这个力就叫做那几个力的合力.求几个力的合力叫做力的合成.强调“等效替代”思想.怎样求几个力的合力？演示实验：运用平行四边形定则演示器完成教材所述实验.结论：如果用表示两个共点力珀和兔的线段为邻边作平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间.的对角线表示出来，这叫做力的平行四边形定则.解释共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同『点，这几个力叫做共点力.平行四边形定则的具体应用方法有两种：1、图解法：[来源:Zxxk. Com](1)两个共点力的合成：从力的作用点作两个共点力的图示，然后以珀、％为边作平行四边形，对角线的长度即为合力的大小，对角线的方向即为合力的方向.用直尺量出对角线的长度，依据力的标度折算出合力的大小，用量角器量出合力与其中一个力之间.的夹角9 .如图所示图中Fi=50N, F2=40N,合力F=80N .(2)两个以上共点力的合-成：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，直到所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力.2、计算法先依据平行四边形定则画出力的平行四边形，然后依据数学公式(如余弦定理)算出对角线所表示的合力的大小和方向.当两个力互相垂直时，有：F= VF I2+F22tan 9 =F2/F I例题1：讲授教材例题例题2：如图所示，一个木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即珀、兔和静摩擦力作用，而且二个力的合力为零，其中F!=10N, F2=2N,若撤去力F1,则木块在水平方向受到的合力多少？解：Fi和F2的合力F I2=F I-F2=8N,方向向右，又因物体受三力作用且合力为零，故静摩擦力f=8N,方向向左.若撤去力Fi,则木块受％作用而有向左运动的趋势，此时物体受到的静摩擦力为2N, 方向向右，木块仍保持静止状态，木块在水平方向受到的合力为零.合力大小的范围：运用合力与分力关系模拟演示器，让两个力Fi和兔之间的夹角0由0。

4．力的合成一、知识结构二、教学目标1.知道合力、分力以及力的合成的概念。

2.理解平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则，会用平行四边形定则求合力，知道分力与合力间的大小关系。

(重点)3.知道共点力的概念，会用作图法、计算法求合力。

(难点)三、新知全解知识点一合力与分力1．合力和分力的概念：当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，原来的几个力叫作分力．2．合力与分力的性质：合力与分力是作用效果上的一种等效替代关系．3．力的合成：求几个力的合力的过程叫作力的合成．等效法就是在特定的某种意义上，在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转化成熟悉的、容易的、易处理的问题的一种方法．知识点二力的合成1．定义：求几个力的合力的过程．2．平行四边形定则：两个力合成时，以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．3．合力的大小：两个力合成时，两个分力间的夹角越大，合力就越小，合力的大小范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2.4．多力合成的方法：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力.把橡皮筋结点E拉到同一个位置O，可以用两串钩码拉，也可以用一串钩码拉，它们的作用效果是一样的．F为合力，F1、F2为分力．思考如图所示，假如这桶水的重量是200 N，两个孩子合力的大小一定也是200 N.现在的问题是：如果两个孩子用力的大小分别是F1和F2，F1和F2两个数值相加正好等于200 N吗？提示：两个孩子用力的大小F1和F2两个数值相加不一定等于200 N，这是因为力是矢量，力的合成满足矢量合成的平行四边形定则，而不是代数相加．知识点三共点力1．定义：一个物体受到几个外力的作用，如果这几个力有共同的作用点或者这几个力的作用线交于一点，这几个外力称为共点力．2．共点力的合成：遵守平行四边形定则．四、核心知识汇总核心一合力与分力的关系1．只有同一个物体所受的力才能合成．不同性质的力也可以合成．2．两个共点力的合成最大F1、F2同向F合＝F1＋F2最小F1、F2反向F合＝|F1－F2|范围|F1－F2|≤F合≤F1＋F2合力F与夹角θ的关系θ越大，F越小例1关于合力与其两个分力的关系，正确的是()A．合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力B．合力的大小随两分力夹角的增大而增大C．合力的大小一定大于任意一个分力D．合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力【解析】根据平行四边形定则可知：两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力，如图甲；不一定小于大的分力，如图乙；合力的大小也不随夹角的增大而增大，如图丙；并且也不一定大于任意一个分力．【答案】 D(1)合力可能比两分力都大．(2)合力可能比两分力都小．(3)合力与分力可能等大．训练1(多选)关于几个力及其合力，下列说法正确的是()A．合力的作用效果跟原来那几个力共同作用产生的效果相同B．合力与原来那几个力同时作用在物体上C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用D．求几个力的合力遵循平行四边形定则解析：合力与分力是等效替代的关系，即合力的作用效果与几个分力的共同作用效果相同，合力的作用效果可以替代这几个分力的作用效果，但不能认为合力与分力同时作用在物体上，A、C正确，B错误；力是矢量，所以求合力时遵循平行四边形定则，D正确．答案：ACD核心二求合力的方法1．求合力的方法(1)作图法：根据平行四边形定则作图求合力．(2)计算法：根据平行四边形定则及数学知识求合力．2．几种特殊情况的二力合成情景图示合力的大小合力的方向两力共线(θ＝0°或180°)F＝F1＋F2或F＝|F1－F2|F与较大的分力同向两力垂直(θ＝90°)F＝F21＋F22tanφ＝F2F1φ为F与F1的夹角两力等大F1＝F2F＝2F1cosθ2φ＝θ2φ为F与F1的夹角两力等大，夹角为120°(F1＝F2，θ＝120°)F＝F1＝F2φ＝60°φ为F与F1的夹角(1)“作图法”便于理解矢量的概念，形象直观，但不够精确，会出现误差．(2)“计算法”是先根据平行四边形定则作出力的合成的示意图，然后利用数学知识求出合力，作图时，可通过添加辅助线得到一些特殊的三角形，如直角三角形、等边三角形、等腰三角形等，这样便于计算．作图法求解的注意事项作图法依据：平行四边形定则注：①标度要合适，便于测量线段的长度；②标明实线和虚线要求：严格按力的图示画法作图分力：四边形的两边合力：四边形的对角线例2杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的我国自行设计建造的双塔双索面叠合梁斜拉桥，如图所示．挺拔高耸的208米主塔似一把剑直刺苍穹，塔的两侧32对钢索连接主梁，呈扇面展开，如巨型琴弦，正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲．假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，每根钢索中的拉力是3×104 N，那么它们对塔柱形成的合力为多少？方向如何？【解题指导】把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力，以它们为邻边画出一个平行四边形，其对角线就表示它们的合力．由对称性可知，合力方向一定沿塔柱竖直向下．【解析】方法一(作图法)如图甲所示，自O 点引两条有向线段OA 和OB ，它们跟竖直方向的夹角都为30°.取单位长度为1×104 N ，则OA 和OB 的长度都是3个单位长度．量得对角线OC 长为5.2个单位长度，所以合力的大小F ＝5.2×1×104 N ＝5.2×104 N.方法二(计算法)根据这个平行四边形是一个菱形的特点，如图乙所示，连接AB ，交OC 于D ，则AB 与OC 互相垂直平分，即AB 垂直于OC ，且AD ＝DB ，OD ＝12OC .考虑直角三角形AOD ，其∠AOD ＝30°，而OD ＝12OC ，则有F ＝2F 1cos30°＝2×3×104×32 N≈5.2×104 N. 【答案】 5.2×104 N 竖直向下训练2 物体受两个大小都等于10 N 的拉力作用，且这两个拉力间的夹角为90°，求这两个力的合力的大小和方向．解析：方法一：(作图法)：选取1 cm 表示5 N ，作出两个力的图示，再以这两力的图示为邻边作平行四边形，如图所示．用刻度尺量出对角线的长度约为2.8 cm ，则合力大小为F ＝2.81×5 N ＝14.0N ．用量角器测出合力F 的方向与F 1夹角为45°.方法二：(计算法)：作出力的合成的平行四边形示意图如图所示．则该平行四边形为正方形，由几何知识得合力F ＝2F 1＝10 2 N≈14.0 N ， 合力F 的方向与F 1夹角为45°.答案：14.0 N方向与F1夹角为45°核心三实验：探究求合力的方法1．实验原理使某个力F′的作用效果与F1、F2的共同作用效果都是使橡皮条伸长到同一点，所以F′为F1、F2的合力，作出F的图示，再根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示，比较F、F′，分析在实验误差允许的范围内两者是否大小相等、方向相同．2．探究过程(如下图所示)(1)在水平放置的长木板上用图钉固定一张白纸，在白纸上用图钉固定一根橡皮条．(2)在橡皮条的另一端连接两根带绳套的细绳，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，记下结点的位置O、弹簧测力计的示数和方向，即两个分力F1、F2的大小和方向．(3)只用一个弹簧测力计拉绳套，将结点拉到O点，记下此时拉力F′的大小和方向．(4)选定标度，作出力F1、F2和F′的图示．(5)以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线F.(6)比较F与F′是否重合．实验结论：在实验误差允许的范围内，两个力的合力为以这两分力为邻边作出的平行四边形的对角线．3．注意事项：(1)实验过程中要注意使弹簧测力计与木板平面平行．(2)选用的橡皮筋应富有弹性，同一实验中橡皮筋拉长后的结点的位置必须保持不变．(3)在橡皮筋形变不超过弹性限度的条件下，拉力尽量大一些，以减小实验误差．(4)严格按照力的图示要求和几何作图法作出合力．实验中的“记录”与“注意”(1)用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录”：记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和结点O的位置．(2)用一个弹簧测力计拉橡皮条的“二记录”：记录弹簧测力计示数和细绳方向．(3)两次操作中的“一注意”：结点O的位置必须在同一位置．例3某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A 为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为带有绳套的两细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．(2)合力与分力的作用效果相同，这里作用效果是指________．A．弹簧测力计的弹簧被拉长B．固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C．细绳套受拉力产生形变D．使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度(3)有关此实验，下列叙述正确的是________．A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮条的拉力大B．橡皮条的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C．两次拉橡皮条时，需将橡皮条结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D．若只增大某一个弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮条结点位置不变，只需调整另一个弹簧测力计拉力的大小即可【解析】(1)一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而根据平行四边形定则作出的合力，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′.(2)合力与分力之间是等效替代关系，所以在实验中的作用效果相同是指橡皮条的伸长量相同且伸长到同一位置，故选D.【答案】(1)F′(2)D(3)AC训练3在探究求合力的方法实验中，某实验小组采用了如图所示的实验装置．实验中，把橡皮条的一端固定在板上的G点，橡皮条的另一端拴上两条细绳套，将木板竖直固定好，在两条细绳套上分别挂上适当的钩码，互成角度拉橡皮条使之伸长，将结点拉到某一位置O，此时需要记下结点的位置O以及①___________________________________________________________________ _____和②____________________.再用一条细绳套挂上适当的钩码把橡皮条拉长，使结点也到达同一个位置O，再次记录③________________________和④____________________.实验时，用两个力拉橡皮条和用一个力拉橡皮条都使之伸长且使结点到达同一个位置O的目的是⑤________________________.解析：本实验采用等效替代法，实验过程应记录拉力的大小与方向，实验中，把橡皮条的一端固定在板上的G点，橡皮条的另一端拴上两条细绳套，将木板竖直固定好，在两条细绳套上分别挂上适当的钩码，互成角度拉橡皮条使之伸长，将结点拉到某一位置O，此时需要记下结点的位置O以及两细绳的方向和两组钩码的个数．再用一条细绳套挂上适当的钩码把橡皮条拉长，使结点也到达同一个位置O，再次记录该细绳的方向和钩码的个数．实验时，用两个力拉橡皮条和用一个力拉橡皮条都使之伸长且使结点到达同一个位置O的目的是两次拉到同样的位置O，橡皮条的伸长量相同，两次作用效果相同，这样一组钩码单独拉时的力，就是两组钩码共同拉时拉力的合力．答案：①两细绳的方向②两组钩码的个数③该细绳的方向④钩码的个数⑤两次拉到同样的位置O，橡皮条的伸长量相同，两次作用效果相同，这样一组钩码单独拉时的力，就是两组钩码共同拉时拉力的合力核心四多个力的合成1．合成方法：多个力的合成的基本方法仍是平行四边形定则．具体做法是先任选两个分力求出它们的合力，用求得的结果再与第三个分力求合力，直到将所有分力的合力求完．2．三个力合力范围的确定：(1)最大值：三个力方向均相同时，三力合力最大，F m＝F1＋F2＋F3.(2)最小值：①若一个力在另外两个力的和与差之间，即|F1－F2|≤F3≤F1＋F2，则它们的合力的最小值为零．②若一个力不在另外两个力的和与差之间，则它们的合力的最小值等于三个力中最大的力减去另外两个力．例4大小分别为5 N、7 N和9 N的三个力合成，其合力F的大小的范围是()A．2 N≤F≤20 N B．3 N≤F≤21 NC．0≤F≤20 N D．0≤F≤21 N≤12 N，三个【解析】大小为5 N和7 N的两个力的合力的范围是2 N≤F合两个力的合成，因9 N在此范围，故当力的合成就变成了大小为9 N的力与F合F合与9 N的力大小相等，方向相反时，三力的合力为零．三力同向时合力最大，其值为21 N，所以D项正确．【答案】 D判断三个力的合力能否为零，首先，判断其中两个力的合力范围是关键．训练4(多选)物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是()A．3 N4 N8 N B．5 N2 N3 NC．1 N5 N10 N D．10 N10 N10 N解析：三个力合成，若前两个力的合力可与第三个力大小相等，方向相反，就可以使这三个力的合力为零，只要使第三个力在其他两个力的合力范围之内，就可能使合力为零，即第三个力F3满足：||F1|－|F2||≤F3≤|F1|＋|F2|.所以选项A、C 符合题意．答案：AC五、随堂练习及真题讲解1．下列关于合力与分力之间的关系的说法正确的是()A．合力就是分力的代数和B．合力总比某一分力大C．分力与合力的方向总是不一致的D．合力的大小可能等于某一分力的大小解析：合力是分力的矢量和，而不是代数和，所以A项错误；合力的大小介于两分力代数和与两分力代数差的绝对值之间，因此B项错误，D项正确；当两分力方向相同时，合力与分力方向相同，C项错误.答案：D2．在图中两个体重相同的小孩静止坐在秋千上，两秋千的绳子是一样的．下面的斜述正确的是()A．甲中绳子容易断B．乙中绳子容易断C．甲、乙中绳子一样容易断D．不确定答案：B3．有三个力：F1＝3 N，F2＝5 N，F3＝9 N，则()A．F1可能是F2和F3的合力B．F2可能是F1和F3的合力C．F3可能是F1和F2的合力D．上述结论均不正确解析：F1＝3 N、F2＝5 N，两个力的合力范围为2～8 N，F3＝9 N不在两个力的合力范围内，所以三个力的合力不为零．故三个力中任何一个力都不可能是另外两个力的合力，故A、B、C错误，D正确．故选D.答案：D4．(多选)小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是()A．当θ＝120°时，F＝GB．不管θ为何值时，都有F＝G 2C．当θ＝0°时，F＝G 2D．θ越大，则F越小解析：由力的合成可知，在两分力相等，θ＝120°时，F合＝F＝G；θ＝0°时，F ＝12F 合＝G 2，故选项A 、C 正确，B 错误．在合力一定时，分力间的夹角θ越大，则分力越大，故选项D 错误．答案：AC5．图甲为“探究求合力的方法”的实验装置．(1)(多选)下列说法中正确的是________A ．在测量同一组数据F 1、F 2和合力F 的过程中，橡皮条结点O 的位置不能变化B ．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C ．F 1、F 2和合力F 的大小都不能超过弹簧测力计的量程D ．为减小测量误差，F 1、F 2方向间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为________ N. 解析：(1)在同一组数据中，只有当橡皮条节点O 的位置不发生变化时，两个力的作用效果和一个力的作用效果才相同，才可以验证平行四边形定则，故A 正确；弹簧测力计拉细线时，方向不一定向下，只要把O 点拉到同一位置即可，故B 错误；根据弹簧测力计的使用原则可知，在测力时不能超过弹簧测力计的量程，故C 正确；F 1、F 2方向间夹角为90°，并不能减小误差，故D 错误．(2)弹簧测力计的指针指示要估读到下一位，故拉力F 的大小为4.00 N.答案：(1)AC (2)4.001290°时，合力大小为20 N ，那么当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为( )A ．40 NB ．10 2 NC ．20 2 ND ．10 3 N解析：选B.设F 1＝F 2＝F 0，当它们的夹角为90°时，如图甲所示，根据平行四边形定则知其合力为2F 0，即2F 0＝20 N ，故F 0＝10 2 N ．当夹角为120°时，如图乙所示，同样根据平行四边形定则，其合力与F 0大小相等．6、(2019·湖北宜昌高一期末)有三个共点力F1、F2、F3作用于某一点，其合力为零．已知F3＝5 N，现保持其余二个力大小和方向不变，只将F3的方向沿逆时针方向绕作用点转动90°，则这三个力的合力大小变为()A．5 2 N B．5 NC．10 N D．仍为零解析：选A.因F3＝5 N，故F1与F2的合力也为5 N，方向与F3的方向相反；转动F3后，F1与F2的合力不变，则将F1与F2的合力与转后的F3合成，合力为5 2 N，故选A.7、(2019·武汉高一检测)如图所示，AB是半圆的直径，O为圆心，P点是圆上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3.若F2的大小已知，则这三个力的合力大小为()A．F2B．2F2C．3F2D．4F2解析：选C.由几何知识知，力F1与F3垂直，以F1、F3为邻边作平行四边形．如图所示，则F1、F3的合力为PC代表的线段，由于PC＝2PO，即PC代表的力的大小等于2F2，故三个力的合力大小为3F2，C正确．。

高中物理必修一《3.4 力的合成》教学设计
生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的
教及学法指导，含课练、作业安排）体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同
对于合力和分力的大小关系的猜想，应当充分尊
的聪明而高兴）
出具合力与分力关系模拟演示器，告诉学生有关的器材，以及实验的目的。

1
、如果一个物体受到两个或更多力作用，有些情况这些力作用在同一点，或到的力为共点力吗？比萨斜塔受几个力作用？它们是共点力吗？
适用条件――只适用于共点力。

有可能小于任一个分力。

第四节力的合成【教材分析】《力的合成》是人教版《物理》（必修1）第三章第四节的内容。

在教材安排上起着“承前启后”的作用。

其中，“承前”表现在前面学习了“力、重力、弹力和摩擦力”等概念，对不同性质的力都有了较为深刻的理解，可以对不同的力共同作用的效果进行分析；“启后”表现在力的合成是“矢量运算”，为后继学习物体（带电粒子）的“受力分析”和“运动分析”做好知识储备。

可见，《力的合成》在高中物理学习中的地位和作用至关重要。

理解力的合成需要掌握一种方法，那就是等效的方法。

本节课从合力和分力概念的提出入手，师生一起通过实验探究和合作讨论，找出合力与分力之间的关系，即“平行四边形定则”。

平行四边形定则在师生共同探究的实验过程中得出，让学生自己发现规律，有利于锻炼学生的学习能力，并通过实际问题的应用分析，加深对平行四边形定则的理解和掌握。

【学情分析】合力与力的合成，在初中物理教学中就已经初步涉及。

在学习本节课之前，学生已经学习了力、重力、弹力、摩擦力等力的概念，对“力”有了较为深刻的理解和认识；同时，通过位移、速度和加速度等矢量的学习，对“矢量”也有了初步的认识。

这为本节课的学习提供了基本的知识储备。

但是高中物理新接触的知识，“矢量运算”并非简单的代数加减，而是满足“平行四边形定则”，学生难以想象；“矢量运算”涉及的几何和代数等数学方法，对学生一提出较高要求，这些都给本节课的教学带来了困难。

【教学目标】一、知识与技能1．理解合力、分力、力的合成。

2．理解合力与分力的关系是作用效果上的等效替代。

3．掌握平行四边形定则的含义和使用方法，会用它求两个分力的合力。

二、过程与方法1．通过合力与分力概念的建立过程，体会物理学中常用的研究方法──等效替代法。

2．通过探究求互成角度的两个力合力方法的过程，体会逻辑和实验相结合的科学方法。

三、情感态度与价值观1．感受科学研究的乐趣和社会价值。

2．体会科学研究中合作、交流的重要性和必要性。

《力的合成》的教学设计【教学环节】新课的引入[教师活动]多媒体展示和现场演示：生活中常见的几种现象：提水、运送货物、拉伸弹簧，讲“曹冲秤象”的故事。

[学生活动]让学生举生活中类似的例子。

[教师活动]引导学生理解合力与分力等效代替的关系，得出合力和分力的概念。

并复习提问初中学过的同一直线上求两个力的合力的问题：（两种情形，分力同向和反向时）并引导学生用“等效替代”的思想去理解这两种情形，然后再抛出“两个互成角度的分力与其合力有什么样的关系呢？”“合力是否等于两分力大小之和或之差呢？”也可以让学猜测“合力的大小在什么范围内？”。

引导学生设计实验用“等效替代”的思想靠测量的方法先去找到两分力与合力，并将它们表示出来，然后再探究它们之间的关系。

指导学生实验设计中应注意的一些问题（1）问题的提出：两个互成角度的共点力与其合力有什么样的关系？（2）设计实验时应注意的问题：①用什么方法找分力与合力，实验中应怎样实现分力与其合力产生的作用效果相同？②如何知道力的大小？如何确定力的方向？③实验中需要记录哪些数据？怎样可以更直观简洁地同时描述力的大小和方向？④该实验中可能出现误差的原因有哪些？你该如何处理？进行实验[学生活动]四个学生为一小组进行分组实验。

[教师活动]在旁巡查，适时加以指导，实验时要分布引导学生注意以上4个问题。

引导学生按书中的建议把合力的箭头和两分力的箭头连接起来，再看看这些图形有什么共同点和不同点。

引导学生利用现有的实验结果大胆地提出科学合理的猜想──满足平行四边形定则，再让学生变化角度实验，验证猜测。

对实验结果进行分析与评估并归纳得出结论[学生活动]学生通过实验探究确定了两个分力与合力，并且用力的图示将它们表示出来后，到讲台上展示交流实验中得到的图形，并思考归纳、总结本实验探究的结论。

学生探究到的合力与分力之间的关系可能只是一个近似的平行四边形，也可能是一些其他图形。

[教师活动]总结说明：多数组得到了平行四边形这很好，对于没有得到平行四边形的，也要尊重实验，实事求是。

3.4 力的合成【教学目标】一、知识与技能1. 掌握力的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律。

2. 初步运用力的平行四边形定则求解共点力的合力；能从力的作用效果理解力的合成。

掌握合力与分力的概念。

3. 会用作图法求解两个共点力的合力；并能判断其合力随夹角的变化情况，掌握合力的变化范围，会用直角三角形知识求合力。

二、过程与方法1. 能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则。

2. 培养学生动手操作能力、物理思维能力和科学态度、观察能力、分析能力、协作能力、创新思维能力、表达能力。

3. 培养学生设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。

三、情感、态度与价值观1. 培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。

2. 培养学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生探索与创新的意识。

3. 培养学生合作、交流、互助的精神。

【教学重点】1. 通过实验归纳出力的平行四边形定则。

2. 力的平行四边形定则的理解和应用。

【教学难点】1. 对物体进行简单的受力分析、通过作图法确定合力2. 合力与分力间的等效替代关系，尤其是合力的大小随两个分力之间夹角变化的关系。

【课时安排】1课时【教学过程】一、引入新课教师活动：请两位同学到讲台前，让一位同学提起重为200N的一桶水，请下面同学分析该同学施加的提水的力为多大？然后请两同学一起提起水桶，请同学们一起分析提水桶的有几个力？从效果上看跟刚才用一个力提一样吗？学生活动：观看两位同学的操作，同时考虑并回答教师的问题。

点评：通过实践体验，让学生体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同、目的是激发学生学习兴趣，引导学生体会等效观点。

教师活动：引导学生思考：生活中还有哪些事例是说明几个力与一个力的作用效果相同的？学生活动：思考讨论列举实际例子：用两条细绳吊着日光灯、很多只狗拉着雪撬前进、抗洪救灾中解放军搬沙袋、打夯等。

点评：通过列举生活中的实例，进一步体会一个力可以与几个力的作用效果相同。