第一篇:教案 B力的合成 教師版
B 力的合成
幾個力的作用效果能被一個力替代嗎?
力的合成是一種等效替代方法,即用一個假設的力去替代幾個共同作用的力,替代后產(chǎn)生的效果與原來的相同。
下面我們通過一個例子來說明什么是力的合成。上海楊浦大橋的照片
一、基本概念
(1)如果一個力產(chǎn)生的效果跟幾個力共同產(chǎn)生的效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力。
原來的幾個力叫做分力。
(2)求幾個力的合力的方法,叫做力的合成。思想方法:等效替代
合力的性質(zhì):合力是用等效替代的方法假想出來的,實際上并不存在。
(3)作用于物體上的同一點,或者力的作用線可以相交在同一點的幾個力,叫做共點力。
一條直線上的二力的合成 二力同向
F合=F1 + F
2二力反向
F合=F1-F2
(4)、共點力
作用點或作用線相交與同一點的幾個力。
二、實驗研究
探索規(guī)律
探究兩個互成角度的共點力的合力大小與分力的關系
1.根據(jù)如圖給定的器材,先在圖板上固定一張白紙,將橡皮筋的一端固定在紙邊,將帶有兩個繩套的另一端放在紙面上,測力計可以拉住繩套使橡皮筋伸長。2.先用一個彈簧秤拉住繩套將橡皮筋拉長至O點,記下此時彈簧秤的讀數(shù)和拉力方向(即合力的大小和方向)。
3.再用兩個彈簧秤分別拉住兩個繩套將橡皮筋拉長至O點,記下此時兩個彈簧秤的讀數(shù)和拉力方向(即兩個分力的大小和方向)。
4.取下白紙,用力的圖示法分別畫出表示分力和合力矢量的有向線段,以表示兩個分力的有向線段為鄰邊做出平行四邊形及它的對角線。
結(jié)論:
(1)如果用表示兩個共點力F1和F2的有向線段為鄰邊作平行四邊形,那么,合力F 的大小和方向都可以用這兩個鄰邊之間的對角線表示出來,這就叫做力的平行四邊形定則
(2)平行四邊形定則也是其它矢量合成的普遍法則.實驗要點:
1、彈簧秤先調(diào)零;
2、彈簧秤保持水平;
3、彈簧秤不要接觸板面,避免摩擦;
4、用力的圖示法畫出力。實驗結(jié)論:
互成角度的兩個力的合力,可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形,那么過共點的對角線就表示這兩個力的合力。
三、用平行四邊形定則解題 1.兩個互成角度的力的合力.例1:力F1=45N,方向水平向右,力F2=60N,方向豎直向上,這兩個力 均作用在同一物體的同一點上,求這兩個力的合力F的大小和方向.解:(1)作圖法.如右圖所示,用1cm長的線段表示15N的力,以點O 為作用點,(2)計算法.如圖所示,分別作出力的圖示,則
2.多個力的合力.3.合力F大小的范圍.(1)兩力同方向時(θ=0°)F合=F1+F方向與F1、F2的 方向相同(2)兩力反方向時(θ=180°)F合=F1-F2(設F1>F2)方向與F1的方向相同(3)兩力相互垂直時(θ=90°)F合=(4)特殊角:60°,120°
所以,F(xiàn)1與F2合力的可能值F合:|F1-F2|≤F合≤F1+F2
所以合力可能大于分力,還可能等于或小于分力。
4.作圖時的注意事項.(1)合力、分力要共點,實線、虛線要分清;(2)合力、分力的標度要相同,作圖要準確;(3)對角線要找準.5、力的合成的三角形方法
例、如圖a,一質(zhì)點受到三個共點力F1,F(xiàn)2,F(xiàn)3的作用,則物體所受的合力為
若三力如圖b,則合力為。
四、小結(jié)
1、互成角度的兩個共點力的合力,包括將來學習中遇到的所有矢量的合成,不能簡單地利用 代數(shù)方法相加減,而必須遵循平行四邊形定則,可以用作圖法粗略地求解,也可利用三角形,的邊角關系進行精確地計算.(1)矢量:矢量有大小又有方向,運算方法遵循平行四邊形定則.(2)標量:只有大小沒有方向,運算方法只是代數(shù)方法,可以直接加減.2、我們研究力的合成時,運用了等效替代的方法,今后在研究其它問題時還會用到這種思想方法。
練習
1.兩個共點力的大小分別為F1=15N、F2=9N,它們的合力不可能等于()
A.9N B.25N
C.6N D.21N 2.一對父母分別拉著孩子的左右手使孩子脫離地面,若他們用力使孩子緩慢上升,則父母對孩子的合力
(“增大”、“不變”、“減小”)
3.一物體靜止在斜面上時,正確表示斜面對物體的作用力F的方向是下圖中的。
4三個共點力均為5N,夾角互為120o。則它們的合力是多少?
5、求3N、4N、5N三個共點力的合力的取值范圍。
第二篇:力的合成教案
第三篇:示范教案(力的合成)
http://004km.cn 或http://004km.cn 力的合成 整體設計
力的合成是解決力學的基礎和工具,力的合成不過關,后續(xù)課的學習中,對牛頓第二定律、物體平衡、動量定理、動能定理的理解和應用都無從談起.力的合成是矢量的合成,是為以后物體受力分析作準備的一節(jié)課,理解力的合成需要掌握一種方法,那就是等效的方法.這節(jié)課從實驗入手,學生通過自己動手找出合力與分力之間的關系,這樣容易使學生接受.通過實驗和多個實例說明一個事實:由于兩個力作用在一個物體上,物體所表現(xiàn)出來的形變量或者運動狀態(tài)的改變跟一個力作用在這個物體上時,物體所表現(xiàn)出來的形變量或者運動狀態(tài)的變化相同.對于平行四邊形定則的教學,可以在初步的矢量合成的基礎上進一步加深,可以先進行在一條直線上力的合成,然后再進行互成角度力的合成.平行四邊形定則讓學生在實驗過程中得出,讓學生自己發(fā)現(xiàn)規(guī)律,有利于鍛煉學生的能力.對于共點力的教學,重點在于利用演示實驗和生活實例,形象地對比共點力和非共點力,在此基礎上建立共點力的圖景.本節(jié)是學生未接觸過的全新內(nèi)容.等效觀點、力的合成等內(nèi)容,學生都感到別扭.如果力的合成的平行四邊形定則掌握不好,后續(xù)課程中的合成、電場磁場的疊加就不能得心應手.因此這節(jié)課在物理學中的地位和作用至關重要.教學重點
1.運用平行四邊形定則求合力.2.合力與分力的關系.教學難點
運用等效替代思想理解合力概念是難點.課時安排
1課時 三維目標
知識與技能
1.理解合力、分力、力的合成、共點力的概念.2.理解力的合成本質(zhì)上是從作用效果相等的角度進行力的相互替代.3.會用力的合成的平行四邊形定則進行力的合成.過程與方法
1.培養(yǎng)學生的實驗能力,理解問題的能力,應用數(shù)學知識解決物理問題的能力;
2.進行科學態(tài)度和科學方法教育,了解研究自然規(guī)律的科學方法,培養(yǎng)探求知識的能力;
3.樹立等效觀點,形成等效思想,這是非常重要的處理問題的思想.情感態(tài)度與價值觀
1.培養(yǎng)學生善于交流的合作精神,在交流合作中發(fā)展能力,并形成良好的學習習慣和學習方法.2.通過力的等效替代,使學生領略跨學科知識結(jié)合的奇妙,同時領會科學探究中嚴謹、務實的精神和態(tài)度.3.讓學生積極參與課堂活動,設疑、解疑、探求規(guī)律,使學生始終處于積極探求知識的過程中,達到最佳的學習心理狀態(tài).課前準備
1.多媒體課件.2.實驗器材:木板、白紙、圖釘(若干)、橡皮筋、細繩套(兩根)、彈簧秤(兩只)、三角板、鉛筆.教學過程
中鴻智業(yè)信息技術有限公司
http://004km.cn 或http://004km.cn
導入新課
故事導入
據(jù)報道,因近日雨水較多路面太滑,一輛拖拉機在某地不慎落入路邊的一條水溝,司機閆師傅被壓在拖拉機后輪下面的水里,當場昏迷,幸虧附近十幾個村民合力抬起車輪把閆師傅救出來抬到岸上才使閆師傅及時脫險.除了十幾個村民抬起拖拉機外,我們還可以用吊車吊起拖拉機來達到同樣的目的.在這個例子中吊車的作用效果與十幾個村民的作用效果是相同的.實驗導入
兩個女同學把一桶水抬到講桌上,然后再讓一個男同學自己把水提到講桌上.在這個實驗中兩個女同學對水桶的作用效果和一個男同學的作用效果相同.推進新課
一、力的合成
一個力與幾個力產(chǎn)生了同樣的效果,可以用這一個力代替那幾個力,這一個力是那幾個力的合力,那幾個力是這一個力的分力.當一個物體受到幾個力共同作用時,我們常??梢郧蟪鲞@樣一個力,這個力的作用效果跟原來幾個力的作用效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力.求幾個力的合力的過程叫做力的合成.下面我們來探究一下求幾個力的合力的方法.演示1:兩個彈簧秤互成角度地懸掛一個鉤碼,拉力分別為F1和F2;再用一個彈簧秤懸掛同一個鉤碼,拉力為F.分析:F1和F2共同產(chǎn)生的效果與力F產(chǎn)生的效果是相同的,即均使鉤碼處于靜止狀態(tài).由于力F產(chǎn)生的效果與力F1和F2共同作用產(chǎn)生的效果相同,力F就叫做力F1和F2的合力.這種等效代替的方法是物理學中常用的方法.問題:互成角度的兩個力的合力與分力的大小、方向是否有關?如果有關,又有什么樣的關系?
我們通過實驗來研究這個問題.實驗設計:一根橡皮條,使其伸長一定的長度,可以用一個力F作用,也可以用2個力F1和F2同時作用.如能想辦法確定F1和F2以及F的大小和方向,就可知F與F1和F2間的關系.演示2:將如圖3-4-1所示實驗裝置安裝在貼有白紙的豎直平板上.橡皮條GE在兩個力的共同作用下,沿直線GC伸長了EO這樣的長度,若撤去F1和F2用一個力F作用在橡皮條上,使橡皮條沿著相同的直線伸長相同的長度,則力F對橡皮條產(chǎn)生的效果跟力F1和F2共同作用產(chǎn)生的效果相同,力F等于F1和F2的合力,在力F1和F2的方向上各作線段OA和OB,根據(jù)選定的標度,使它們的長度分別表示力F1和F2的大小,再沿力F的方向作線段OC,根據(jù)選定的標度,使OC的長度表示F的大小.圖3-4-1
中鴻智業(yè)信息技術有限公司
http://004km.cn 或http://004km.cn
學生實驗:將白紙釘在方木板上,用圖釘固定一橡皮筋,用兩只彈簧秤同時用力互成角度地沿規(guī)定方向拉橡皮筋,使橡皮筋的另一端伸長到O點,記下此時兩彈簧秤的示數(shù),這就是分力的大小,再用一只彈簧秤通過細繩套也把橡皮筋拉到位置O,彈簧秤的讀數(shù)就是合力的大小,細繩的方向就是合力的方向.用力的圖示作出這3個力觀察找出3個力之間的關系
演示3:以OA、OB為鄰邊作平行四邊形OACB,畫平行四邊形的對角線,發(fā)現(xiàn)對角線與合力很接近.問題:由此看來,求互成角度的兩個力的合力,不是簡單地將兩個力相加減.那么互成角度的兩個力F1和F2的合力的大小和方向是不是可以用以F1和F2的有向線段為鄰邊所作的平行四邊形的對角線來表示呢?下面請同學根據(jù)自己的實驗數(shù)據(jù)來驗證.圖3-4-2
結(jié)論:總結(jié)平行四邊形定則:求互成角度的兩個力的合力,可以用表示兩個力的有向線段為鄰邊作平行四邊形,這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向,這就是平行四邊形定則.如圖3-4-2.問題:合力F與F1和F2的夾角有什么關系?
如果兩個分力的大小分別為F1、F2,兩個分力之間的夾角為θ,當θ=0°時,它們的合力等于多少?當θ=180°時,它們的合力又等于多少?
平行四邊形定則的具體應用方法有兩種:
1.圖解法
(1)兩個共點力的合成:從力的作用點作兩個共點力的圖示,然后以F1、F2為邊作平行四邊形,對角線的長度即為合力的大小,對角線的方向即為合力的方向.用直尺量出對角線的長度,依據(jù)力的標度折算出合力的大小,用量角器量出合力與其中一個力之間的夾角θ.如圖3-4-3所示.圖3-4-3
圖3-4-3中F1=50 N,F(xiàn)2=40 N,合力F=80 N.(2)兩個以上力的合成:先求出任意兩個力的合力,再求出這個合力跟第三個力的合力,直到所有的力都合成進去,最后得到的結(jié)果就是這些力的合力.2.計算法
先依據(jù)平行四邊形定則畫出力的平行四邊形,然后依據(jù)數(shù)學公式(如余弦定理)算出對角線所表示的合力的大小和方向.圖3-4-4
中鴻智業(yè)信息技術有限公司
http://004km.cn 或http://004km.cn
當兩個力互相垂直時,如圖3-4-4有:
F=F1?F2
tanθ=F2/F1.例1教材例題
例2如圖3-4-5所示,一個木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個力即F1、F2和靜摩擦力作用,而且三個力的合力為零,其中F1=10 N,F(xiàn)2=2 N.若撤去力F1,則木塊在水平方向受到的合力為多少?
圖3-4-5
解析:F1和F2的合力F12=F1-F2=8 N,方向向右,又因物體受三力作用且合力為零,故靜摩擦力f=8 N,方向向左.若撤去力F1,則木塊受F2作用而有向左運動的趨勢,此時物體受到的靜摩擦力為2 N,方向向右,木塊仍保持靜止狀態(tài),木塊在水平方向受到的合力為零.答案:0
合力大小的范圍:
運用合力與分力關系模擬演示器,讓兩個力F1和F2之間的夾角θ由0°→180°變化,可以得到:
(1)合力F隨θ的增大而減小.(2)當θ=0°時,F(xiàn)有最大值Fmax=F1+F2,當θ=180°時,F(xiàn)有最小值Fmin=F1-F2.(3)合力F既可以大于,也可以等于或小于原來的任意一個分力.一般地|F1-F2|≤F≤F1+F2
問題:如何求多個力的合力?
引導學生分析:任何兩個共點力均可以用平行四邊形定則求出其合力,因此對多個共點力的合成,我們可以先求出任意兩個力的合力,再求這個合力跟第三個力的合力,直到把所有的力都合成進去,最后得到的結(jié)果就是這些力的合力.3.矢量和標量
問題:我們學過許多物理量,如:長度、質(zhì)量、時間、能量、溫度、力、速度等.這些物理量有什么異同?
引導學生分析:力、速度是既有大小又有方向的物理量,而質(zhì)量、時間、能量、長度等物理量只有大小,沒有方向,前者叫矢量,后者叫標量,矢量的合成遵守平行四邊形定則.二、共點力
學生自學課本上有關共點力的知識,教師提示學生在閱讀的時候注意這樣幾個問題:
1.什么樣的力是共點力?
2.你認為掌握共點力概念時應該注意什么問題?
3.力的合成的平行四邊形定則有沒有適用條件,如果有,適用條件是什么?
注:這一部分知識相對簡單,可以通過學生自學,鍛煉學生的閱讀能力和自學能力.參考答案:
1.如果一個物體受到兩個或更多個力的作用,有些情況下這些力共同作用在同一個點上,或者雖然不是作用于同一個點上,但是他們的延長線交于一點,這樣的一組力叫做共點力.2.掌握共點力時,不僅要看這幾個力是不是作用于一個點,還要看它們的延長線是不是交于一個點.22中鴻智業(yè)信息技術有限公司
http://004km.cn 或http://004km.cn
3.力的合成的平行四邊形定則只適用于共點力作用的情況.課堂訓練
1.甲、乙兩個小孩共同推著一輛小車在水平地面上以0.5 m/s的速度向右勻速運動,丙小孩單獨使同一輛小車在同一水平面運動,下列情況中丙對車的作用力與甲、乙對車的合作用力相同的是()
A.丙推著小車以0.5 m/s的速度向右勻速運動
B.丙拉著小車以0.5 m/s的速度向右勻速運動
C.丙推著小車以0.5 m/s的速度向左勻速運動
D.丙推著小車由靜止開始向右運動的瞬間
2.關于兩個大小不變的共點力F1、F2與其合力F的關系,下列說法中正確的是()
A.F的大小隨F1、F2間夾角的增大而增大
B.F大小一定大于F1、F2中最大者
C.F大小隨F1、F2間夾角的增大而減小
D.F大小不能小于F1、F2中最小者
3.大小分別為30 N和25 N的兩個力,同時作用在一個物體上,兩個力的合力F的大小一定為()
A.F=55 N
B.F≤5 N
C.F≥55 N
D.5 N≤F≤55 N
4.如圖3-4-6為兩個共點力的合力F跟它的兩個分力之間的夾角θ的關系圖象,則這兩個分力大小分別是()
圖3-4-6
A.1 N和4 N
B.2 N和3 N
C.1 N和5 N
D.2 N和4 N
答案:1.AB 2.C 3.D 4.合力為零
5.B 課堂小結(jié)
1.互成角度的二力合成,不是簡單地利用代數(shù)方法相加減,而是遵守平行四邊形定則,即合力的大小不僅取決于兩個分力的大小,而且取決于兩個分力的夾角.2.對平行四邊形定則的認識,是通過實驗歸納來完成的,實驗歸納的步驟是:提出問題→設計實驗→進行實驗→數(shù)據(jù)分析→多次實驗→歸納總結(jié)→得出結(jié)論.布置作業(yè)
1.教材第64頁“問題與練習”
3、4.2.課下同學們自己觀察一下生活中有哪些類似的情況,可以用一個力代替多個力來達到同樣的效果,想一下,為什么有時人們不用一個力去做而要用多個力來做呢?
板書設計 4 力的合成
1.合力:一個力與幾個力產(chǎn)生了同樣的效果,可以用這一個力代替那幾個力,這一個力
是那幾個力的合力,那幾個力是這一個力的分力.2.力的合成:求幾個力的合力的過程叫做力的合成.(1)平行四邊形定則:求互成角度的兩個力的合力,可以用表示兩個力的有向線段為鄰
邊作平行四邊形,這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向,這就是平行四邊
形定則.(2)合力F與F1及F2的夾角的關系:
中鴻智業(yè)信息技術有限公司
http://004km.cn 或http://004km.cn
①合力F隨θ的增大而減小.②當θ=0°時,F(xiàn)有最大值Fmax=F1+F2,當θ=180°時,F(xiàn)有最小值Fmin=F1-F③合力F既可以大于,也可以等于或小于原來的任意一個分力.一般地|F1-F2|≤F≤F1+F2.(3)多個力的合成:先求出任意兩個力的合力,再求出這個合力跟第三個力的合力,直
到所有的力都合成進去,最后得到的結(jié)果就是這些力的合力.3.矢量和標量
4.共點力
活動與探究
1.課題:如何最省力
活動內(nèi)容:剛才我們用兩個女同學把一桶水提到了講桌上,下面我們來重做一下感覺怎樣才最省力.結(jié)論:二力方向基本平行時最省力.2.課題:誰的力量大
活動內(nèi)容:讓兩個男同學用最大力氣拉直一根繩子,在繩子中間系一根繩子讓一位女同學輕拉,為什么女同學很輕松就把繩子拉彎?
提示:利用合力的大小與分力夾角之間的關系來解釋.通過活動引導學生畫圖解決問題.習題詳解
1.解答:兩個力的夾角為0°時,它們的合力最大,為12 N;當兩個力的夾角為180°時,它們的合力最小,為8 N;當兩個力的夾角由0°逐漸增大到180°時,它們的合力逐漸減小,即合力的大小在12 N和8 N之間;由此可見,兩個力的合力可以等于10 N,不能等于5 N和15 N.2.解答:當兩個力的合力為零時,由于一個力向東,大小為6 N,則另一個力的方向必向西,大小也為6 N.將方向向東的、大小為6 N的力改為向南時,二力相互垂直,如圖3-4-7所示,它們的合力的大小為62 N,方向為西偏南45°.圖3-4-7
圖3-4-8
3.解答:如圖348所示,選用1 cm長的線段表示30 N的力,作出力的平行四邊形,量得表示合力F的對角線長6.8 cm,則合力的大小F=30×
6.8N=204 N.量得F與F1的夾角為17°.當1兩個力的夾角為150°時,解答方法相同.4.解答:(1)正確
(2)錯.如果兩個分力之間的夾角較大,合力可以比任意一個分力都小.(3)錯誤.例如當兩個分力的方向相反時,一個較小的分力增大可能使合力變小.設計點評
學生習慣于代數(shù)運算,產(chǎn)生定勢思維,所以對矢量運算特別不習慣,不易接受.因此在作用效果相同的基礎上理解合力與分力的關系,理解平行四邊形定則,是難點.平行四邊形定則的探索是應用的重點.所以,無論從課堂講解,還是實驗的設計操作、習題練習、課后
中鴻智業(yè)信息技術有限公司
http://004km.cn 或http://004km.cn
作業(yè)等,都應圍繞平行四邊形定則展開.中鴻智業(yè)信息技術有限公司
第四篇:力的合成教案
力 的 合 成
教 學 目 標
1、知識與技能
(1)能從力的作用效果等效性來理解合力與分力的概念。
(2)通過實驗探究得出力的平行四邊形定則。(3)會用作圖法求共點力的合力。
(4)知道合力大小與分力大小、夾角的關系。
2、過程與方法
(1).了解物理學常用的方法——等效替代法.
(2).通過實驗探究方案的設計與實施,培養(yǎng)學生實驗探究的能力,應用數(shù)學知識解決問題的能力。
(3).學生在親自探究過程中體會到學習的樂趣,知道實驗結(jié)果在誤差允許范圍內(nèi)是準確的.
3、情感態(tài)度與價值觀
培養(yǎng)學生交流的能力、團結(jié)合作精神,激發(fā)學生的學習興趣,體會在科學探究中即要大膽猜想,又要嚴謹求證。
教學重點
1、通過實例理解合力、分力、力的合成概念。
2、通過實驗探究“互成角度的兩個力的合成”所遵循的平行“四邊形定則”
教學難點
理解合力與分力關系、實驗探究方案的設計與實施。
教法與學法
根)、教學方法:啟發(fā)式教學法、實驗探究式教學方法。學習方法:協(xié)作學習,分組探究。
教具準備
(1)多媒體課件
(2)實驗器材:方木板、白紙、圖釘(若干)、橡皮條、輕質(zhì)圓環(huán)、細繩套(兩根)、彈簧測力計(兩只)、刻度尺、量角器。
教學課時
1課時
教 學 過 程
一、新課導入
1、復習提問
(1)力的概念是什么?力的圖示怎么畫?
力是物體間的相互作用.力的圖示:按一定比例(標度)作出的帶箭頭的線段,線段的長短表示力的大小,箭頭的方向表示力的作用方向,箭頭或箭尾表示力的作用點。
(2)力的作用效果是什么?
力的作用效果是使物體運動狀態(tài)發(fā)生變化或使物體發(fā)生形變。
2實例演示 :分別請瘦弱的女生和一力氣大的男同學把一個重物從地面上提起后不動。
同學們仔細觀察會發(fā)現(xiàn)力氣大的男同學只用一只手一個力就可以把重物從地面提起,而女同學要兩個人用兩只手提重物,用兩個力共同作用才能把重物從地面提起,在這個事件上,這一個力產(chǎn)生的作用效果和兩個力的作用效果是相同的。
3、舉出生活中還有哪些例子可以說明同樣的問題?
【展示幻燈片,欣賞圖片】 引入:在這些例子中,一個力與幾個力產(chǎn)生了同樣的效果,可以用這一個力代替那幾個力,這一個力與那幾個力是什么關系呢?這節(jié)課我們就來學習這些知識。
二、新課教學
(一)合力、分力、力的合成
1、請同學們閱讀課本前三段,總結(jié)什么叫合力、分力、力的合成?
當一個物體受到幾個力共同作用時,我們常??梢郧蟪鲞@樣一個力,這個力的作用效果跟原來幾個力的共同作用效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力,原來的那幾個力叫做分力。求幾個力合力的過程叫做力的合成。
2、注意力合成的思想:為了問題簡化,用一個力等效代替幾個力,并不是物體多受了一個合力。
3、那么幾個力的合力怎樣來求呢?下面我們先來回顧初中學的一條直線上的力的合成
【展示幻燈片,欣賞圖片】二力同向:F=F1 + F
2二力反向:F=F1- F2
(二)創(chuàng)設情景、提出問題
1、如果兩個力作用在物體的同一點,但不共線,而是成一定角度,那么求這樣兩個力的合力是否也可用算術加減法?
2、演示實驗:用兩只彈簧測力計成一定角度提起一個鉤碼保持靜止,分別讀出兩只彈簧測力計的讀數(shù),然后用一只彈簧測力計提起這個鉤碼也保持靜止,看這時彈簧秤的讀數(shù)
要求學生需要仔細觀察讀數(shù),注意讀數(shù)方法,且計下讀數(shù)。判斷兩只彈簧
測力計的示數(shù)之和是不是等于一只彈簧測力計的讀數(shù)?
3、學生觀察實驗現(xiàn)象,由實驗數(shù)據(jù)得出一只彈簧測力計的讀數(shù)不等于兩只彈簧測力計的讀數(shù)之和,而是比兩只彈簧測力計讀數(shù)之和稍微小一些。而且兩只彈簧測力計所成角度改變,讀數(shù)也改變。
4、小結(jié)引出問題: 在這里一只彈簧測力計的彈力為兩只彈簧測力計的彈力的合力,可見力的合成并不是簡單地相加減.那么它們之間的關系到底是怎樣的呢?
為了得到它們的關系,這節(jié)課要求同學們用實驗親自探究。
(三)實驗探究求合力的方法
1、首先明確實驗的目的是什么?
2、學生設計實驗
根據(jù)桌上提供的器材來探究求合力的方法,同學們先按座位分小組討論 :(1)選擇的儀器起什么作用?(2)怎樣保證兩分力F1、F2和合力F等效?(3)實驗應記錄些什么?(4)力的大小方向如何確定?(5)具體如何完成這個實驗?(為了降低探究難度,要求學生閱讀課本中的實驗描述得到一點提示,同時把這里的問題用幻燈片顯示保留)
學生閱讀完課本相關內(nèi)容后,在做實驗之前,讓一個小組的同學回答以上問題,介紹他們的實驗器材的選擇和實驗方案的設計過程。
3、以下內(nèi)容學生回答,教師補充完善
對于受力物體的選擇,我們選擇了容易發(fā)生形變的橡皮條來進行。在一個彈簧測力計和兩個彈簧測力計共同作用下讓橡皮條朝同一方向發(fā)生相同形變量。
【展示幻燈片】
選擇的儀器:方木板、白紙、圖釘(若干)、橡皮條、輕質(zhì)圓環(huán)、細繩套(兩彈簧
測力計(兩只)、刻度尺、量角器。實驗步驟設計 :
(1)把木板平放在桌子上,用圖釘把白紙定在木板上。
(2)用圖釘把橡皮條一端固定在G點(G點的位置應該靠近頂端中點),在橡皮筋的另外一端拴上兩條細繩,細繩的另外一端是繩套,結(jié)點自然狀態(tài)在E點。
(3)用兩彈簧測力計分別勾住繩套,互成角度地拉橡皮條,使結(jié)點到達某一位置O點。并記下O的位置,用鉛筆在白紙上從O點沿兩條細繩的方向畫直線,分別讀出記下兩只彈簧測力計示數(shù)F1、F2的大小。
(4)放開彈簧測力計,使結(jié)點重新回到E點,再用一只彈簧測力計,通過細繩把橡皮條的結(jié)點拉到O點,讀出彈簧測力計的示數(shù)F,記下細繩的方向。(5)按同一標度作出F1、F2和F的力的圖示(6)探究這三個力的大小及方向的關系.
4、學生開始分組探究
(教師巡視解惑,觀察學生實驗情況,數(shù)據(jù)處理,要求操作的規(guī)范,遵從實驗結(jié)果,盡量把誤差減小到最小。)提出注意事項:
①同一實驗中的兩只彈簧測力計的選取方法是;將兩只彈簧測力計勾好后對拉,若兩只彈簧測力計在拉的過程中,讀數(shù)相同,則可選,若不同,應另換,直至相同為止,使用時彈簧測力計與板面平行。
②在滿足合力不超過彈簧測力計量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下,應使拉力盡量大一些,以減小誤差.
③在同一次實驗中,橡皮條拉長的結(jié)點O位置一定要相同.
④畫力的圖示時,應選定恰當?shù)臉硕龋M量使圖畫得大一些,但也不要太大而
畫出紙外.要嚴格按力的圖示要求作出力。
5、分析交流
當學生完成以上實驗步驟中的第(5)步后請同學們仔細分析三個力的圖示的關系,是不是合力大小等于兩個分力大小之和?(建議用虛線把合力的箭頭端分別與兩個分力的箭頭端連接,也許能夠得到啟示。)
觀察得到:虛線和原來的兩個分力構(gòu)成了一個四邊形,這個四邊形好像是平行四邊形,兩個分力為平行四邊形的兩條鄰邊.合力為它們所夾的對角線上
6、論證總結(jié)
要求學生改變F1和F2的大小和方向,重做上述實驗,看看結(jié)論是否相同?!就队罢故編捉M同學的實驗結(jié)果】
總結(jié) :在誤差范圍內(nèi),F(xiàn)幾乎是以F1、F2為鄰邊的平行四邊形的對角線。這就是今天我們用自己設計的實驗探究出的結(jié)論。實際上在我們之前偉大的人們已經(jīng)做過很多次的、精細的實驗,最后確認,互成角度的兩個力的合成,不是簡單的兩個力相加減,而是用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形,這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向,這個法則叫做力的平行四邊形定則。
【展示幻燈片,欣賞動畫】
(四)鞏固練習
1、下面我們通過一個例題進一步加深對平行四邊形定則的理解?!净脽羝故纠}】學生讀題并嘗試解決例題
例題:力F1=45 N,方向水平向右,力F2=60 N,方向豎直向上.通過作圖法求這兩個力合力F的大小和方向.(請一位同學說一下自己的思路)
教師在黑板上板書演示
解:(作圖法:作出力的圖示)
取10㎝長的線段表示15N的力 作出力的平行四邊形,如圖所示,量出對角線長為50㎝,則合力大小F=15 N ×(50㎝/10㎝)=75N 用量角器量得合力方向:F與F1的夾角為53°
2、知識延伸:
(1)方法二:(計算法:作出力的示意圖)用直角三角形知識計算求解上例。
(2)如果改變上例中兩個力之間的夾角,將夾角改為30°和150°,則合力分別是多大?
[投影學生作圖] 當夾角是30°時,兩個力的合力是102N;當夾角是150°時,兩個力的合力是45N。根據(jù)我們上面的分析計算
思考:在兩個分力大小不變的情況下,改變兩個分力的夾角,合力怎樣變化? ①合力隨夾角的變大而變小,隨夾角的變小而變大. 什么情況下合力最大,什么情況下合力最小?
②當兩個分力之間的夾角為0°時兩個力的合力最大,最大值為二力之和;當兩個分力之間的夾角為180°兩個力的合力最小,最小值為二力之差. 【幻燈片展示】
⑴F合隨F1和F2的夾角θ增大而減小
⑵合力的取值范圍:|F1-F2| ≤ F合≤ F1+F2
⑶F合可能大于、等于、小于 F1、F2
【幻燈片展示 欣賞動畫】
進一步體會合力的大小和分力夾角之間的關系
(五)、多個共點力合成的方法
前面學習的都是兩個力的合成,如果是三個力或者三個以上的力的合成,應該怎樣進行處理? 學生閱讀課本回答:我們可以先求出任意兩個力的合力,再求出這個合力跟第三個力的合力,直到把所有的力都合成進去,最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。
【幻燈片展示 欣賞動畫】
(六)、共點力
同學自學課本上有關共點力的知識(通過學生自學,鍛煉學生的閱讀能力和自學能力)。在閱讀完后回答這樣幾個問題:
1、什么樣的力是共點力?
2、力的合成的平行四邊形定則的適用條件是什么? 共點力:
如果一個物體受到兩個或更多個力的作用,這些力共同作用在同一個點上,或者雖然不作用于同一個點上,但是它們的延長線交于一點,這樣的一組力叫做共點力。
適用條件 :力的合成的平行四邊形定則只適用于共點力作用的情況.
三、小結(jié)
這節(jié)課主要掌握利用平行四邊形定則,用作圖法求兩共點力的合力,并且用作圖法得出兩力夾角在不定的情況下,F(xiàn)合取值范圍,同學們下課后要多動手練習,掌握這種方法。
四、布置作業(yè)
課本64頁課后習題“問題與練習”中的第2、3題
五、板書設計
1、合力與分力:作用效果相同
2、力的合成:等效替代
3、力的合成遵循平行四邊形。
4、當兩個分力大小定時,合力與分力間夾角θ關系:
5、共點力
六、教學反思
由于學生已習慣質(zhì)量、體積等標量的代數(shù)運算,習慣于l+l=2,1-1=0,而對于矢量運算中出現(xiàn)的l+l<1,l+l>1,l+l=1等這些難以接受。為了改變學生的這一習慣,突破這難點,讓學生真正掌握矢量的合成法則——平行四邊形定則,在這堂課上一直以學生為主體,避免教師一言堂,一些環(huán)節(jié)采用師生對話,教師以提出問題的方式引導學生。多些時間給學生,讓學生通過實例理解合力與分力是等效替代的關系;通過分組實驗探究“平行四邊形定則”真正體現(xiàn)自主學習,讓學生真正學有所得。
第五篇:《力的合成》教案1
《力的合成》教案
一、教學目標
(一)知識與技能
1.理解合力、分力、力的合成、共點力的概念。2.掌握平行四邊形定則,會用平行四邊形定則求合力。
3.理解力的合成本質(zhì)上是從作用效果相等的角度進行力的相互替代。
(二)過程與方法
1.通過學習合力和分力的概念,了解物理學常用的方法——等效替代法。
2.通過實驗探究方案的設計與實施,初步認識科學探究的意義和基本過程,并進行初步的探究。
3.學生在自主找規(guī)律的過程中體會到學習的樂趣.實驗結(jié)果在誤差范圍內(nèi)是準確的。
(三)情感態(tài)度與價值觀
1.培養(yǎng)學生善于交流的合作精神,在交流合作中發(fā)展能力,并形成良好的學習習慣和學習方法。
2.通過力的等效替代,使學生領略跨學科知識結(jié)合的奇妙,同時領會科學探究中嚴謹、務實的精神和態(tài)度。
二、教學重點
1.合力與分力的關系。2.平行四邊形定則及應用。
三、教學難點
平行四邊形定則及應用。
四、教學準備
多媒體課件、學生分組實驗器材:木板、白紙、圖釘(若干)、橡皮筋、細繩套(兩根)、彈簧秤(兩只)、三角板、鉛筆。
五、教學過程
新課導入:
師:力的概念是什么? 生:力是物體間的相互作用。
師:力的作用效果是什么?
生:力的作用效果是使物體運動狀態(tài)發(fā)生變化或使物體發(fā)生形變。新課講解:
一、力的合成
[演示實驗)讓學生把一桶水或一個重物從地面上想辦法放在桌面上。
師:(對一個大個同學提問)這位同學你的做法是什么?請具體操作一下。
生:我用一只手就可以把它提到桌面上。
師:(對瘦弱的女生提問)你們的做法是什么?
生:我們可以兩個人把它抬上來。
師:同學們仔細觀察會發(fā)現(xiàn),一位力氣大的同學只用一只手一個力就可以把水桶從地面提到桌面上,兩個女同學用兩只手給水桶兩個力,同樣也把水桶從地面移動到桌面上,不同的同學用不同的方法達到了一個共同的目的.在提水桶這個事件上,這一個力產(chǎn)生的作用效果和兩個力的作用效果是相同的。生活中還有哪些例子可以說明同樣的問題?
生:(舉身邊的例子)狗拉雪橇在雪地上運動,打夯,抬重物和起重機相比較等等。
師:在這些例子中,一個力與幾個力產(chǎn)生了同樣的效果,可以用這一個力代替那幾個力,這一個力與那幾個力是什么關系?
生:這一個力是那幾個力的合力,那幾個力是這一個力的分力。
師:請同學們用自己的話總結(jié)什么叫合力。
生:當一個物體受到幾個力共同作用時,我們常??梢郧蟪鲞@樣一個力,這個力的作用效果跟原來幾個力的作用效果相同,這個力就叫做那幾個力的合力。
師:原來的那幾個力叫做分力,你能用自己的話總結(jié)一下什么是力的合成嗎?
生:求幾個力合力的過程叫做力的合成。
師:那么幾個力的合力怎樣來求呢?下面我們設計一個實驗來探究一下求合力的方法。
實驗探究求合力的方法
師:怎樣求合力呢?我們先來看一個演示實驗.(用兩只彈簧秤成一定角度提起一個重物,分別讀一下兩只彈簧秤的讀數(shù).然后用一只彈簧秤提起這個物體,看這時彈簧秤的讀數(shù))
師:看一下兩只彈簧秤的示數(shù)之和是不是等于一只彈簧秤的讀數(shù)。
生:(觀察實驗現(xiàn)象,讀取實驗數(shù)據(jù)并進行簡單處理)一只彈簧秤的讀數(shù)不等于兩只彈簧秤的讀數(shù)之和,而是比兩只彈簧秤讀數(shù)之和稍微小一些。
師:(微笑鼓勵)這位同學觀察得很仔細,按照算術法則,兩只彈簧秤的讀數(shù)之和應該等
于一只彈簧秤的讀數(shù),可見力的合成并不是簡單地相加減.那么它們之間的關系到底是怎樣的呢?首先明確實驗的目的是什么。
生:探究求合力的方法。
師:實驗依據(jù)的原理是什么?(啟發(fā)合力的定義)
生:(學生齊聲回答)合力的作用效果與幾個力共同作用的效果相同。
師:下面我們根據(jù)提供的器材,同學們分小組討論,抓住合力和分力效果相同這一關鍵,設計實驗方案,選擇適當?shù)膬x器,把不需要的儀器放在一邊。(這里儀器的提供可以有一些干擾項,比如說放置小車和打點計時器,鍛煉學生選擇儀器的能力)
注意:啟發(fā)學生設計的關鍵是:兩個力共同作用的效果和一個力單獨作用效果相同,怎樣設計才能夠更容易控制兩種情況下力的作用效果相同。
師:在做實驗之前,讓一個小組的同學介紹他們的實驗器材的選擇和實驗方案的設計過程.
生:力的作用效果有兩種,一種是改變物體的運動狀態(tài),一種是使物體發(fā)生形變.要探究一個力的作用效果和兩個力的作用效果相同,從這兩個方面人手都可以.,只是用力改變物體的運動狀態(tài)不如使物體發(fā)生形變?nèi)菀卓刂?,所以我們選擇的是用力改變物體的形變這種方法來探究合力和分力的關系;對于物體的選擇,我們選擇了容易發(fā)生形變的橡皮筋來進行.在一個力和兩個力共同作用下讓橡皮筋的形變量相同.我們組選擇的儀器是:方木板、白紙、彈簧秤(兩個)、橡皮筋(兩條)、細繩(兩條)、刻度尺(或三角板)、圖釘(若干,用來固定白紙)。
師:(同學鼓掌鼓勵)剛才這位同學代表他們組說得非常好,我們現(xiàn)在根據(jù)同學們自己選擇的器材來設計實驗方案.首先考慮實驗步驟怎樣進行.
師:(提示)在這個實驗中一個力與兩個力等效的標志是什么?
生1:橡皮筋伸長量相同。
生2:除了伸長量相同之外還應該伸長到同一個位置,因為力是矢量,既有大小又有方向。
師:剛才第二個同學補充得非常好,一定要考慮到力的矢量性.兩次實驗中橡皮筋應該伸長到同一個位置才能保證作用效果完全相同。
實驗步驟:(1)在桌上平放一個方木板,在方木板上鋪上一張白紙,用圖釘把白紙固定好。
(2)用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上的A點(A點的位置應該靠近頂端中點),在橡皮
筋的另外一端拴上兩條細繩,細繩的另外一端是繩套。
(3)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,結(jié)點達到某一位置O.(4)用鉛筆記下O的位置和兩條細繩的方向,分別讀出兩只彈簧秤的示數(shù)(在同一條件下)。
(5)用鉛筆和三角板在白紙上從O點沿著兩繩的方向畫直線,按照一定的標度作出兩個力F1和F2的圖。
(6)只用一只彈簧秤,通過細繩把橡皮筋的結(jié)點拉到相同的位置O點,讀出彈簧秤的示數(shù),記下細繩的方向,按同一標度作出這個力F的圖示。
(7)探究這三個力的大小及方向的關系。
注意事項:①同一實驗中的兩只彈簧秤的選取方法是;將兩只彈簧秤勾好后對拉,若兩只彈簧秤在拉的過程中,讀數(shù)相同,則可選,若不同,應另換,直至相同為止,使用時彈簧秤與板面平行。
②在滿足合力不超過彈簧秤量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下,應使拉力盡量大一些,以減小誤差。
③畫力的圖示時,應選定恰當?shù)臉硕?,盡量使圖畫得大一些,但也不要太大而畫出紙外.要嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出合力。
④在同一次實驗中,橡皮條拉長的結(jié)點O位置一定要相同。
⑤由作圖法得到的F和實際測量得到的F’,不可能完全符合,但在誤差允許范圍內(nèi)可認為F和F’符合。
[參考案例2]合力和分力的關系
實驗步驟:
(1)器材的選取:如圖3—4—1所示的演示儀、彈簧秤、橡皮筋、細繩、鉤碼若干、印有間隔相等的同心圓的紙足量。
(2)用兩根細繩系著橡皮筋的一端,橡皮筋的另一端固定在儀器頂端的小釘上,調(diào)節(jié)器材上的兩個滑輪的距離,使之便于操作。
(3)分別在細繩下懸掛鉤碼若干,并把細繩置于滑輪上(注意使橡皮筋、細繩:在同一豎直平面上).記錄兩繩上懸掛鉤碼的數(shù)量和兩繩與紙邊的交點C、D.如圖3—4—1所示。
(4)待橡皮筋伸長且穩(wěn)定后把印有同心圓的紙置于橡皮筋與細繩的后面,并使同心圓的圓心O和橡皮筋與細繩的結(jié)點重合,并用圖釘固定紙片。
(5)卸去鉤碼,直接用一個彈簧秤拉細繩(注意使橡皮筋、細繩、彈簧秤在同一豎直平面上),使結(jié)點也伸長至圓心O處.記錄彈簧秤的讀數(shù)和繩與紙邊的交點J.如圖3—4—2所示。
(6)取下紙片,作射線OC、OD、OJ,并用力的圖示法作出三個力(力的比例線段以三個矢量的長度都不超出紙邊為宜).如圖3—4—3所示。
(?)相鄰箭頭用虛線相連,構(gòu)成一個由兩個三角形組成的四邊形。
(8)觀察這個四邊形的特點(若誤差不大,這個四邊形是平行四邊形,合力在其對角線上)。
(9)改變砝碼的數(shù)量,重復上述實驗.若有時間,也可改變兩滑輪的距離(即改變兩分力的夾角)重復上述實驗。
說明:本實驗中的同心圓紙是可以移動的,同心圓是為了最終得出力的大小關系而設計的,紙能移動是為了在實驗中方便找出圓心O的位置,縮短實驗的時間。
學生可能得出的結(jié)論:以表示兩個分力的線段為鄰邊作一個平行四邊形,則這個平行四邊形中表示兩分力的線段所夾的對角線表示合力的大小和方向。
建議:讓同學匯報實驗中得到的結(jié)論.結(jié)論不一定要與上面的結(jié)論一致,教師要讓學生有成就感.在下一節(jié)的學習中教師會直接給出結(jié)論。
師:下面我們進行分組實驗,實驗過程中大家可以有意識地控制一下兩個分力之間的夾角。
師:請同學們?nèi)∠掳准?,把實驗器材整理好,然后仔細分析三個力的圖示.大小有,沒有關
系,是不是合力大小等于兩個分力大小之和?
生:大小沒有絕對的關系,合力的大小并不等于兩個分力大小之和。
師:建議同學們把合力和分力的末端用虛線連接起來。
生1:虛線和原來的兩個分力構(gòu)成了一個四邊形。
生2:好像是矩形(兩個力成90°角的同學)
生3:好像是菱形。
生4:(興奮地喊了起來)總結(jié)幾組同學的實驗結(jié)果,這個四邊形應該是平行四邊形。
師:(微笑)對,最為一般的結(jié)論是這兩條虛線和兩個分力組成的圖形是平行四邊形。
師:(繼續(xù)分析)合力與兩個分力處于平行四邊形的什么位置?
生:合力在平行四邊形的對角線上,兩個分力為平行四邊形的兩條鄰邊。
師:平行四邊形的對角線有兩條,合力在哪一條上?
生:兩個分力為鄰邊的之間的對角線上。
師:你能用自己的語言準確地描述合力與分力之間的關系嗎?
生:兩個力合成時,以表示這兩個力的線段為鄰邊,這兩個鄰邊之間的對角線就代表了合力的大小和方向。
師:(總結(jié))這就是今天我們用自己設計的實驗探究出的結(jié)論,這個結(jié)論叫做平行四邊形定則.下面我們通過一個例題進一步加深對平行四邊形定則的理解。
例題:力F1=45 N,方向水平向右,力F2=60 N,方向豎直向上.求這兩個力合力的大小和方向。
師:請同學說一下自己的思路.
生:我是分這樣幾步進行的:
① 選擇標度,用1 cm代表15 N。② 用三角板作出兩個力的圖示。
③ 作出和兩個力大小相等的平行線,完成平行四邊形。④ 連接兩力之間的對角線,即表示合力。⑤ 用刻度尺量出對角線的長度。⑥ 通過比例關系求出合力的大小。
⑦用量角器量出合力與分力之間的夾角,得到合力的大小是?5 N,與45 N的力的夾角是53°。
師:如果改變兩個力之間的夾角,將兩個力之間的夾角改為60‘和120’,則合力分別是多大?
學生作圖求解,投影學生作圖。
生:當夾角是60°時,兩個力的合力是90N;當夾角是120°時,兩個力的合力是54N。
師:根據(jù)我們上面的計算,在兩個分力大小不變的情況下,改變兩個分力的夾角,合力怎樣變化?
生:合力隨夾角的變大而變小,隨夾角的變小而變大。
師:什么情況下合力最大,什么情況下合力最小?
生:當兩個分力之間的夾角為0°時兩個力的合力最大,最大值為二力之和;當兩個分力之間的夾角為180°兩個力的合力最小,最小值為二力之差。
師:可見合力的范圍在二力之和和二力之差之間.請同學們觀看動畫:在兩個分力夾角變化時合力大小的變化情況。
(學生觀看動畫.進一步體會合力的大小和分力夾角之間的關系,動畫最好用F1ash模擬,具有動感)
師:前面學習的都是兩個力的合成,如果是三個力或者三個以上的力的合成,應該怎樣進行處理?
生:我們可以先求出兩個力的合力,再求出這個合力跟第三個力的合力,直到把所有的力都合成進去,最后得到的結(jié)果就是這些力的合力。
二、共點力
師:同學們自學課本上有關共點力的知識,在閱讀的時候注意這樣幾個問題:
①什么樣的力是共點力?
②你認為掌握共點力概念時應該注意什么問題?
③力的合成的平行四邊形定則有沒有適用條件,如果有,適用條件是什么?
注:這一部分知識相對簡單,可以通過學生自學鍛煉學生的閱讀能力和自學能力。
生l:如果一個物體受到兩個或更多個力的作用,有些情況下這些力共同作用在同一個點上,或者雖然不是作用于同一個點上,但是他們的延長線交于一點,這樣的一組力叫做共點力。
生2:掌握共點力時,不僅要看這幾個力是不是作用于一個點,還要看它們的延長線是不是交于一個點。
生3:力的合成的平行四邊形定則只適用于共點力作用的情況。
[課堂訓練)
三個共點力,大小分別為11 N、6 N、14N,在同一平面內(nèi),各力間的夾角可變,求此三力的合力大小的范圍.
答案:0≤F≤31 N
解析:當三個力方向相同時,合力取最大值
Fmax=11 N+6 N+14 N=31 N
因11N和6N這兩個力的合力范圍是5N≤F12≤17N,其合力可以為14N,則當此14N的力恰與題給的第三個力(14N)方向相反且在一條直線上時,合力就為零.故題給的三個共點力的合力F大小為0≤F≤31 N。討論
求力解法:都用作圖法求解,而且所求合力相同。
幾種解法的不同點:求解順序不同。
1.求三個或三個以上共點力的合力時,可先求出任意兩個力的合力,再求出此合力跟第三個力的總合力,以此類推,直到求完為止。
2.求多個力的合力時,與求解順序無關。
[思考與討論]
兩個分力Fl與F2大小一定時,合力與它們的夾角"有什么關系?合力大小與兩個分力大小有什么關系?
[學生活動]自行設定幾和幾的大小.并用作圖法求出?=0° 30°,90°,120°,180°時合力F的大小。
[教師]用合力與分力演示器演示分力F1和F2一定時,夾角?在0~180?°之間發(fā)生變化時,合力F的大小變化情況。
[師生共同總結(jié)]用投影片出示:
a.當?=0°時,F(xiàn)=F1+F2,合力F與分力F1、F2同向。
b.當?=180°時,F(xiàn)=|F1一F2|,合力F與分力F1、F2中較大的力同向。
C.合力F的取值范圍,|F1一F2|≤F≤F1+F2。
d.夾角?越大,合力就越小。
e.合力可能大于某一分力,也可能小于某一分力。
[學生活動]閱讀課本最后一段。
[教師出示思考題]
1.既有大小又有方向的物理量叫矢量.矢量運算遵循平行四邊形定則。
2.只有大小沒有方向的物理量叫標量,標量運算遵循代數(shù)運算法則。
討論1.在保證力的作用效果相同的前提下,用一個力的作用代替幾個力的作用。這是一種什么方法?
2.作用在不同物體上的兩個力能否進行力的合成? 3.合力是否一定大于分力?
4.合力是否一定等于分力的大小之和?
5.玩單杠時,為什么雙臂夾角越大越費力?
6.力的合成有哪些具體方法?
[教師點撥]
1.力的合成的本質(zhì)就在于保證作用效果相同的前提下,用一個力的作用代替幾個力的作用,這個力就是那幾個力的“等效力”(合力).這是一個等效方法。
2.作用在不同物體上的兩個力不能進行力的合成,因為它們只能對各自的物體產(chǎn)生力的效果,而不能產(chǎn)生共同的作用效果.因此不能用一個力的作用效果代替它們分別產(chǎn)生的作用效果.所以,把作用在不同物體上的力來合成是沒有意義的.只要作用在同一物體上的力,無論力的性質(zhì)如何,都可以合成。
3.因為兩分力F1、F2的合力大小的取值范圍為F1+F2≥F≥|F1—F2|。所以合力可能大于每一個分力,也可能小于每一個分力,還可能大于一個分力而小于另一個分力。
4.力是矢量,其合成遵循平行四邊形定則.只有當兩分力同向時,合力大小才等于兩分力大小之和。
5.當合力一定時,兩分力隨夾角的增加而增大。所以玩單杠時,兩分力隨夾角的增大而增大,雙臂夾角越大,越費力。
6.進行共點力合成有以下方法:
①作圖法:要選取統(tǒng)一標度,嚴格作出力的圖示及平行四邊形,用統(tǒng)一標度去度量作出的平行四邊形的對角線,求出合力的大小,再量出對角線與某一分力的夾角,求出合力的方向。
②計算法:根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖,然后利用解三角形的方法作出對角線,即為合力。