2012高中物理人教版必修1精品教案3.4《力的合成》

集体备课教案项目内容修改§３ . ４力的合成课题与创新（一）知识与技术1、掌握力的平行四边形定章，知道它是力的合成的基本规律。

2、初步运使劲的平行四边形定章求解共点力的协力；能从力的作用成效理解力的合成、协力与分力的看法。

3、会用作图法求解两个共点力的协力；并能判断其协力随夹角的变化状况，掌握协力的变化范围，会用直角三角形知识求协力。

（二）过程与方法1、能够经过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成依据平行四边形定教课则；目标2、培育学生着手操作能力、物理思想能力和科学态度、察看能力、剖析能力、协作能力、创新思想能力、表达能力。

3、培育学生设计实验、察看实验现象、研究规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。

（三）感情、态度与价值观1、培育学生的物理思想能力和科学研究的态度。

2、培育学生热爱生活、事实求是的科学态度，激发学生研究与创新的意识。

3、培育学生合作、沟通、相助的精神。

教课要点教课重、难点1、经过实验归纳卖力的平行四边形定章2、力的平行四边形定章的理解和应用。

教课难点1、对物体进行简单的受力剖析、经过作图法确立协力2、协力与分力间的等效代替关系，特别是协力的大小与两个分力间夹角的关系。

方木块 1 块、弹簧秤 2 个、橡皮筋 1 条， 20cm细线 1 条（两头打好套）、白纸教课1张、图钉几个、三角板一对准备课型课时安排１课时教课过程（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，请下面同学剖析该同学施加的提水的力为多大？而后请两同学一同提起水桶，请同学们一同剖析提水桶的有几个力？从成效上看跟刚才用一个力提相同吗？学生活动：学生观看两位同学的操作，同时考虑并回答教师的问题。

学生回答：成效是相同的。

议论：经过实践体验，让学生领会一个力的作用成效与两个或更多力的作用成效相同、目的是激发学生学习兴趣，指引学生领会等效看法。

教师活动：指引学生思虑：生活中还有哪些案例是说明几个力与一个力的作用成效相同的？学生活动：学生思虑议论列举实质例子：用两条细绳吊着日光灯、好多只狗拉着雪撬行进、抗洪救灾中解放军搬沙袋、打夯等。

第2课时实验：探究两个互成角度的力的合成规律一、实验目的1.练习用作图法求两个力的合力。

2.练习使用弹簧测力计。

3.探究互成角度的两个力合成所遵从的规律——平行四边形定则。

二、实验原理1.若用一个力F′或两个力F1和F2共同作用都能把橡皮条沿某一方向拉伸至相同长度，即力F′与F1、F2共同作用的效果相同，那么F′为F1、F2的合力。

2.用弹簧测力计分别测出F′和F1、F2的大小，并记下它们的方向，作出F′和F1、F2的图示，以F1、F2的图示为邻边作平行四边形，其对角线即为用平行四边形定则求得的F1、F2的合力F。

3.比较F′与F，若它们的长度和方向在误差允许的范围内相等，则可以证明互成角度的两个力合成遵从平行四边形定则。

三、实验器材方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔。

四、实验步骤1.用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。

2.用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。

3.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条的结点伸长到某一位置O，如图所示，记录两弹簧测力计的读数F1和F2，用铅笔描下O 点的位置及此时两细绳的方向。

4.只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数F′和细绳套的方向。

5.改变两个力F1和F2的大小和夹角再重复实验两次。

五、数据处理1.用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳套的方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示。

2.用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的F′的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示。

3.比较F′和根据平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同。

六、误差分析1.误差来源除弹簧测力计本身的误差外，还有读数误差、作图误差等。

高中物理人教版必修1第三单元第4课《力的合成》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案高中物理人教版必修1第三单元第4课《力的合成》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案1教学目标(一)知识目标1、知道什么是分力、合力、力的合成、共点力。

2、能通过实验探究求合力的方法—--的平行四边形定则。

3、初步体会等效替代的物理思想。

4、会用力的图示法求合力。

(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,让学生体验科学探究的过程。

(三)情感态度与价值观1.体会逻辑思维和实验相结合研究问题的方法,由此体验到科学研究的乐趣。

2.体会科学研究中合作、交流的重要性和必要性。

2学情分析高一学生已经学习了力的三要素、力的图示等物理知识和有关平行四边形和三角形的几何知识,但是他们刚刚接触矢量,对矢量的运算没有任何感性认识,没有任何生活经验可供借鉴,他们习惯于标量的代数运算,即使学习了位移、速度、加速度等矢量,也不涉及到矢量运算,而是通过规定正方向将矢量运算变成了简单的加减问题,没有触及矢量运算。

同时有些学生几何知识迁移能力较差,对力的平行四边形定则的应用往往不习惯。

意识到学生在这个问题上的困难,通过小组探究方式教学,让学生在探究活动过程中获得切身体验,加深对平行四边形定则的理解。

一则,能提高学生科学素养,力的合成对学生来说全新的知识,学生在探究活动过程中的体验真实而深刻,其效果远非那种目标和路线都明摆着的形式化的探究活动可比。

二则,学生对矢量运算是完全陌生的,放慢教学过程,让学生在探究过程中感受规律的形成过程,有利于学生更深刻的理解矢量的合成法则。

3重点难点【教学重点】。

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．。

《力的合成》教学设计
板书：4力的合成
一．合力：一个力与几个力产生了同样的效果，可以用这一个力代替那几个力，这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力．
二．力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成．
1、平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，可以用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这就是平行四边形定则．
2、合力F与F1及F2的夹角的关系：
①合力F随θ的增大而减小．
②|F1－F2|≤F≤F1＋F2.
③合力F既可以大于，也可以等于或小于原来的任意一个分力．
3、多个力的合成：逐步合成．
三．共点力
1、定义：
2、平行四边形定则适用条件：力的平行四边形定则只适用于共点力。

34力的合成一、教材分析力的合成是解决力的基础和工具，力的合成不过关，后续课的习中，对牛顿第二定律、物体平衡、动量定、动能定的解和应用都无从谈起力的合成是矢量的合成，是为以后物体受力分析作准备的一节课，解力的合成需要掌握一种方法，那就是等效的方法这节课从实验入手，生通过自己动手找出合力与分力之间的关系，这样容易使生接受通过实验和多个实例说明一个事实：由于两个力作用在一个物体上，物体所表现出的形变量或者运动状态的改变跟一个力作用在这个物体上时，物体所表现出的形变量或者运动状态的变相同对于平行四边形定则的教，可以在初步的矢量合成的基础上进一步加深，可以先进行在一条直线上力的合成，然后再进行互成角度力的合成平行四边形定则让生在实验过程中得出，让生自己发现规律，有利于锻炼生的能力对于共点力的教，重点在于利用演示实验和生活实例，形象地对比共点力和非共点力，在此基础上建立共点力的图景本节是生未接触过的全新内容等效观点、力的合成等内容，生都感到别扭如果力的合成的平行四边形定则掌握不好，后续课程中的合成、电场磁场的叠加就不能得心应手因此这节课在物中的地位和作用至关重要二、教目标知识与技能1解合力、分力、力的合成、共点力的概念2解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代 3会用力的合成的平行四边形定则进行力的合成过程与方法1培养生的实验能力，解问题的能力，应用知识解决物问题的能力；2进行态度和方法教育，了解研究自然规律的方法，培养探求知识的能力；3树立等效观点，形成等效思想，这是非常重要的处问题的思想情感态度与价值观1培养生善于交流的合作精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的习习惯和习方法2通过力的等效替代，使生领略跨知识结合的奇妙，同时领会探究中严谨、务实的精神和态度3让生积极参与课堂活动，设疑、解疑、探求规律，使生始终处于积极探求知识的过程中，达到最佳的习心状态三、教重点1运用平行四边形定则求合力2合力与分力的关系四、教难点运用等效替代思想解合力概念是难点五、教过程导入新课故事导入据报道，因近日雨水较多路面太滑，一辆拖拉机在某地不慎落入路边的一条水沟，司机闫师傅被压在拖拉机后轮下面的水里，当场昏迷，幸亏附近十几个村民合力抬起车轮把闫师傅救出抬到岸上才使闫师傅及时脱险除了十几个村民抬起拖拉机外，我们还可以用吊车吊起拖拉机达到同样的目的在这个例子中吊车的作用效果与十几个村民的作用效果是相同的实验导入两个女同把一桶水抬到讲桌上，然后再让一个男同自己把水提到讲桌上在这个实验中两个女同对水桶的作用效果和一个男同的作用效果相同推进新课一、力的合成一个力与几个力产生了同样的效果，可以用这一个力代替那几个力，这一个力是那几个力的合力，那几个力是这一个力的分力当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力求几个力的合力的过程叫做力的合成下面我们探究一下求几个力的合力的方法演示1：两个弹簧秤互成角度地悬挂一个钩码，拉力分别为F1和F2；再用一个弹簧秤悬挂同一个钩码，拉力为F分析：F1和F2共同产生的效果与力F产生的效果是相同的，即均使钩码处于静止状态由于力F产生的效果与力F1和F2共同作用产生的效果相同，力F就叫做力F1和F2的合力这种等效代替的方法是物中常用的方法问题：互成角度的两个力的合力与分力的大小、方向是否有关？如果有关，又有什么样的关系？我们通过实验研究这个问题实验设计：一根橡皮条，使其伸长一定的长度，可以用一个力F 作用，也可以用2个力F1和F2同时作用如能想办法确定F1和F2以及F的大小和方向，就可知F与F1和F2间的关系演示2：将如图3-4-1所示实验装置安装在贴有白纸的竖直平板上橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿直线G伸长了EO这样的长度，若撤去F1和F2用一个力F作用在橡皮条上，使橡皮条沿着相同的直线伸长相同的长度，则力F对橡皮条产生的效果跟力F1和F2共同作用产生的效果相同，力F等于F1和F2的合力，在力F1和F2的方向上各作线段OA和OB，根据选定的标度，使它们的长度分别表示力F1和F2的大小，再沿力F的方向作线段O，根据选定的标度，使O的长度表示F的大小图3-4-1生实验：将白纸钉在方木板上，用图钉固定一橡皮筋，用两只弹簧秤同时用力互成角度地沿规定方向拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到O点，记下此时两弹簧秤的示，这就是分力的大小，再用一只弹簧秤通过细绳套也把橡皮筋拉到位置O，弹簧秤的读就是合力的大小，细绳的方向就是合力的方向用力的图示作出这3个力观察找出3个力之间的关系演示3：以OA、OB为邻边作平行四边形OAB，画平行四边形的对角线，发现对角线与合力很接近问题：由此看，求互成角度的两个力的合力，不是简单地将两个力相加减那么互成角度的两个力F1和F2的合力的大小和方向是不是可以用以F1和F2的有向线段为邻边所作的平行四边形的对角线表示呢？下面请同根据自己的实验据验证图3-4-2结论：总结平行四边形定则：求互成角度的两个力的合力，可以用表示两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这就是平行四边形定则如图3-4-2 问题：合力F与F1和F2的夹角有什么关系？如果两个分力的大小分别为F1、F2，两个分力之间的夹角为θ，当θ＝0°时，它们的合力等于多少？当θ＝180°时，它们的合力又等于多少？平行四边形定则的具体应用方法有两种：1图解法（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F1、F2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θ如图3-4-3所示图3-4-3图3-4-3中F1=50 N，F2=40 N，合力F=80 N（2）两个以上力的合成：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，然后依据公式（如余弦定）算出对角线所表示的合力的大小和方向图3-4-4当两个力互相垂直时，如图3-4-4有： F=2221F F θ=F 2/F 1 例1教材例题例2如图3-4-5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F 1、F 2和静摩擦力作用，而且三个力的合力为零，其中F 1=10 N ，F 2=2 N 若撤去力F 1，则木块在水平方向受到的合力为多少？图3-4-5解析：F 1和F 2的合力F 12＝F 1－F 2＝8 N ，方向向右，又因物体受三力作用且合力为零，故静摩擦力f ＝8 N ，方向向左若撤去力F 1，则木块受F 2作用而有向左运动的趋势，此时物体受到的静摩擦力为 2 N ，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 答案：0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F 1和F 2之间的夹角θ由0°→180°变，可以得到：（1）合力F随θ的增大而减小（2）当θ=0°时，F有最大值F=F1+F2，当θ=180°时，F有最小值F=F1-F2（3）合力F既可以大于，也可以等于或小于原的任意一个分力一般地|F1-F2|≤F≤F1+F2问题：如何求多个力的合力？引导生分析：任何两个共点力均可以用平行四边形定则求出其合力，因此对多个共点力的合成，我们可以先求出任意两个力的合力，再求这个合力跟第三个力的合力，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3矢量和标量问题：我们过许多物量，如：长度、质量、时间、能量、温度、力、速度等这些物量有什么异同？引导生分析：力、速度是既有大小又有方向的物量，而质量、时间、能量、长度等物量只有大小，没有方向，前者叫矢量，后者叫标量，矢量的合成遵守平行四边形定则二、共点力生自课本上有关共点力的知识，教师提示生在阅读的时候注意这样几个问题：1什么样的力是共点力？2你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题？3力的合成的平行四边形定则有没有适用条件，如果有，适用条件是什么？注：这一部分知识相对简单，可以通过生自，锻炼生的阅读能力和自能力参考答案1如果一个物体受到两个或更多个力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一个点上，或者虽然不是作用于同一个点上，但是他们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力2掌握共点力时，不仅要看这几个力是不是作用于一个点，还要看它们的延长线是不是交于一个点3力的合成的平行四边形定则只适用于共点力作用的情况六、课堂小结生习惯于代运算，产生定势思维，所以对矢量运算特别不习惯，不易接受因此在作用效果相同的基础上解合力与分力的关系，解平行四边形定则，是难点平行四边形定则的探索是应用的重点所以，无论从课堂讲解，还是实验的设计操作、习题练习、课后作业等，都应围绕平行四边形定则展开。

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。