力的合成教案

力的合成教案局中物理適用年級1且一乒a適用區(qū)域1人教版區(qū)域1課時時長（分鐘）12課時11知識點(diǎn).共點(diǎn)力求合力方法：二力不平行則平行四邊形定則求合力.一個力分解為兩個分力的幾種唯一性的條件.兩個大小一定的力的合力大小范圍.三個大小一定的力的合力大小范圍.兩個大小相等的力的合力求法.共點(diǎn)力求合力方法：一力以上共點(diǎn)力正交分解法求合力教學(xué)目標(biāo)1、理解合力與分力的概念2、理解力的合成與分解的意義3、能舉出生產(chǎn)生活中力的合成與分解的實(shí)例4、理解力的平行四邊形定則，并能進(jìn)行簡單的計(jì)算。\教學(xué)重點(diǎn)1、用平行四邊形定則進(jìn)行力的合成2、用止父分解進(jìn)行力的合成教學(xué)難點(diǎn)運(yùn)用等效替代思想理解合力概念力的合成教案（一力理奧念是什么？力的作用效果是什么？力是物體間的相互作用.力的作用效果是使物體運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化或使物體發(fā)生形變提出問題：歌曲《眾人劃槳開大船》，從物理學(xué)的角度說，二個人劃槳產(chǎn)生的力太小不能開大船，眾人劃槳產(chǎn)生的力合起來才能開動大船.如果知道每個人劃槳的力，怎樣求合起來的力呢？學(xué)習(xí)了這一節(jié)課后我們就可以解決這個問題了Q二、知識講解!合力和分力的概念（響題翻觸）一個祛碼可以用一根細(xì)線提起來，也可以用兩根細(xì)線提起來，其效果完全一樣，如圖1所示。如果一個力作用在物體上產(chǎn)生的效果跟幾個力共同作用在物體上產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫做那幾個力的合力，而那幾個力就叫做這個力的分力。上例中F就是F1、F2的合力，F(xiàn)1、F2就是F的分力。求F1、F2兩個力的合力F的過程，就叫做二力的合成。（二i聲i電稀機(jī)行四邊形定則力的平行四邊形定則：如果用表示兩個共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么，合力F的大小和方向就可以用這兩個鄰邊之間的對角線表示出來，這叫做力的平行四邊形定則.共點(diǎn)力：幾個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同一點(diǎn)，這幾個力叫做共點(diǎn)力.平行四邊形定則的具體應(yīng)用方法有兩種：圖解法：（1）兩個共點(diǎn)力的合成：從力的作用點(diǎn)作兩個共點(diǎn)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(biāo)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 0.如圖所示，圖中F1=50N,F2=40N,合力F=80N.f2i 巧r(2),個以上共點(diǎn)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(jìn)去，最后得到的結(jié)果就是這些力的合晨』 -Fi 計(jì)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(xué)公式(如余弦定理)算出對角線所表示的合力的大小和方向.當(dāng)兩個力互相垂直時，有：F=\F； F22 tan0=F2/F1考點(diǎn)2平均速度、瞬時速度和瞬時速率、平均速率 合力大小的范圍：運(yùn)用合力與分力關(guān)系模擬演示器，讓兩個力F1和F2之間的夾角0由0°-180°變化，可以得到(1)合力F隨0的增大而減小.(2)當(dāng)0=0°時，F(xiàn)有最大值Fmax=F1+F2,當(dāng)0=180日F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-F2gF<F1+F2(三、例題精析，例耳口1圖所示，力kF,是兩個相互垂直的共點(diǎn)力，其中F1=3N,F2=4N,則FiF」合力的大小為A.12NB.7NC.6ND.5N【答案】D【解析】根據(jù)力的平行四邊形定則，可知質(zhì)點(diǎn)所受k和國的合力大小為F合=\'運(yùn)「衿=\;，32+42N=5N，故D正確.【點(diǎn)睛】：根據(jù)力的平行四邊形定則例憬頁,2八一、.一， .一—一. 、、、」 /J2華同學(xué)通過以下步驟測出了從一定高度落下的排球?qū)Φ孛娴臎_擊力：將一張白紙鋪在水平地面上，把排球在水里弄濕，然后讓排球從規(guī)定的高度自由落下，并在白紙上留下球的水印.再將印有水印的白紙鋪在臺秤上，將球放在紙上的水印中心，緩慢地向下壓球，使排球與紙接觸部分逐漸發(fā)生形變直至剛好遮住水印.記下此時臺秤的示數(shù)即為沖擊力的最大值.下列物理學(xué)習(xí)或研究中用到的方法與該同學(xué)的方法相同的是A.建立“點(diǎn)電荷”的概念B.建立“合力與分力”的概念C.建立“瞬時速度”的概念D.研究加速度與合力、質(zhì)量的關(guān)系【答案】B【解析】A、點(diǎn)電荷是一種理想化的模型，是采用的理想化的方法，故A錯誤；B、合力和分力的作用效果是等效的，它們是等效替代的關(guān)系，故B正確；C.瞬時速度是把很短時間內(nèi)物體的平均速度近似的認(rèn)為是瞬時速度，采用的是極限的方法，故C錯誤；D.研究加速度與合力、質(zhì)量的關(guān)系的時候，是控制其中的一個量不變，從而得到其他兩個物理量的關(guān)系，是采用的控制變量的方法，故A錯誤?！军c(diǎn)睛】：點(diǎn)電荷是一種理想化的模型，是采用的理想化的方法例題3如圖所示，在做“探究力的平行四邊形定則”的實(shí)驗(yàn)時，用M、N兩個測力計(jì)通過細(xì)線拉橡皮條的結(jié)點(diǎn)，使其到達(dá)。點(diǎn)，此時％+（3=90°,然后保持M的示數(shù)不變，而使口角減小，為保持結(jié)點(diǎn)位置不變，可采用的辦法是（ ）A.減小N的示數(shù)同時減小B角B.減小N的示數(shù)同時增大B角C.增大N的示數(shù)同時增大（3角D.增大N的示數(shù)同時減小B角【答案】A【解析】要保證結(jié)點(diǎn)不動，應(yīng)保證合力不變，則由平行四邊形定則可知，合力不變，M方向向合力方向靠攏，根據(jù)圖象可知，則N的拉力應(yīng)減小，同時應(yīng)減小R角，故選項(xiàng)A正確?！军c(diǎn)睛】：要使結(jié)點(diǎn)不變，應(yīng)保證合力不變，故可以根據(jù)平行四邊形定則分析可以采取的辦法。例題熱J體在三個共點(diǎn)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)， 若把其中一個力F1的方向沿順時針轉(zhuǎn)過900而保持其大小不變。其余兩個力保持不變，則此時物體所受的合力大小為 （ ）A.F1B.；F1C.2F1D.無法確定【答案】B【解析】力平衡中，這兩個力等值、反向、共線，當(dāng)其中一個力 F1的方向沿順時針轉(zhuǎn)過900而保持其大小不變.另外一個力保持不變；根據(jù)平行四邊形定則可知，兩個大小相等且互成門小的力合成時，合力在兩個分力Ml的角平分線上，故此時物體所受到的合力大小為 故B正確，ACD錯誤?！军c(diǎn)睛】：兩力平衡中，二個力大小相等，方向相反，當(dāng)一個力j的方向沿順時針轉(zhuǎn)過on。而保持其大小不變.另外一個力保持不變，由根據(jù)力的平行四邊形則，即可求解。4四、課堂運(yùn)用）基磯如圖所示，木箱放在自動扶梯的水平臺階上，隨臺階向上做勻速直線運(yùn)動，則臺階對木箱的作用力（ ）A.大于木箱的重力B.大于木箱對臺階的作用力C.小于木箱對臺階的作用力D.與木箱對臺階的作用力大小相等【答案】D

【解析】臺階對木箱的作用力與木箱對臺階的作用力是一對作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律知它們的大小相等， 方向相反，故ABC錯誤，D正確2、如圖，一個質(zhì)量為m的均勻光滑小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，三角劈與小球的接觸點(diǎn)為P,小球重心為O,PO的連線與豎直方向的夾角為0.則三角劈對小球的彈力（ ）A.方向豎直向上，大小為mgB.方向豎直向上，大小為mgcos。C.方向沿PO向上，大小為一陪cosHD.方向沿PO向上，大小為mgtanO【答案】C【解析】對小球受力分析，三角劈對小球的彈力方向沿PO向上，采用合成法，如圖：由幾何知識得：N1="COS03、如圖所示，一個物體受F1和F2兩個互相垂直的共點(diǎn)力作用，其F1=3N,F2=4N.這兩個力的合力大小為（ ）A.1NB.5NC.7ND.12N【解析】根據(jù)勾股定理有:錯誤F=【解析】根據(jù)勾股定理有:錯誤F=卜?卜：=.:一巨=5N,故B正確，ACD鞏固I1、如圖所示，物體A和B質(zhì)量均為m,且分別與輕繩連接跨過光滑輕質(zhì)定滑輪，B放在水平面上，A與懸繩豎直。用力F拉B沿水平面向左勻速運(yùn)動的過程中，繩對A的拉力的大小是（ ）A.大于mgB.總等于mgC.小于mgD,以上三項(xiàng)都不正確【答案】A【解析】將B的運(yùn)動分解為沿繩子方向的運(yùn)動，以及垂直繩子方向運(yùn)動即繞滑輪的轉(zhuǎn)動，如圖解得v2=vcos0由于9不斷變小，故v2不斷變大；由于物體A的速度等于v2,故物體A加速上升，加速度向上，即物體A處于超重狀態(tài)，故繩子的拉力大于mg。2、如圖所示，木箱放在自動扶梯的水平臺階上，隨臺階向上做勻速直線運(yùn)動，則臺階對木箱的作用力（ ）A.大于木箱的重力B.大于木箱對臺階的作用力C.小于木箱對臺階的作用力D.與木箱對臺階的作用力大小相等【答案】D【解析】臺階對木箱的作用力與木箱對臺階的作用力是一對作用力和反作用力，根據(jù)牛頓第三定律知它們的大小相等，方向相反，故ABC錯誤，D正確3、如圖，一個質(zhì)量為m的均勻光滑小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，三角劈與小球的接觸點(diǎn)為P,小球重心為O,PO的連線與豎直方向的夾角為0.則三角劈對小球的彈力（）A.方向豎直向上，大小為mgB.方向豎直向上，大小為mgcos0C.方向沿PO向上，大小為‘VCOSOD.方向沿PO向上，大小為mgtanO【答案】C【解析】對小球受力分析，三角劈對小球的彈力方向沿PO向上，采用合成法，如圖：由幾何知識得：N1=COSO拔叫、如圖所示，一個物體受F1和F2兩個互相垂直的共點(diǎn)力作用，其F1=3N,F2=4N.這兩個力的合力大小為（ ）A.1NB.5NC.7ND.12N【答案】B【解析】根據(jù)勾股定理有：F=b17F］補(bǔ)H=5N,故B正確，ACD錯誤。2、如圖所示，物體A和B質(zhì)量均為m,且分別與輕繩連接跨過光滑輕質(zhì)定滑輪，B放在水平面上，A與懸繩豎直。用力F拉B沿水平面向左勻速運(yùn)動的過程中，繩對A的拉力的大小是( )A.大于mgB.總等于mgC.小于mgD,以上三項(xiàng)都不正確【答案】A【解析】將B的運(yùn)動分解為沿繩子方向的運(yùn)動，以及垂直繩子方向運(yùn)動即繞滑輪的轉(zhuǎn)動，如圖解得v2=vcos0由于9不斷變小，故v2不斷變大；由于物體A的速度等于v2,故物體A加速上升，加速度向上，即物體A處于超重狀態(tài)，故繩子的拉力大于mg3、如圖所示，滑塊與平板間動摩擦因數(shù)為g當(dāng)放著滑塊的平板被慢慢地繞著左端抬起，口角由0°增大90。的過程中，滑塊受到的摩擦力將()A.不斷增大B.不斷減少C.先增大后減少D.先增大到一定數(shù)值后保持不變【答案】C【解析】開始階段，滑塊相對于平板靜止，對滑塊受力分析可知，滑塊受到重力、支持力和沿斜面向上的靜摩擦力的作用，受力平衡，則滑塊受到的靜摩擦力大小f=mgsin%,隨著0c增大，滑塊所受的摩擦力f增大當(dāng)滑塊相對于平板滑動后，滑塊受到的是滑動摩擦力，大小為f二^mgcos%;摩擦力隨夾角的增大而減小，所以滑塊受到的摩擦力將先增大后減少。故ABD錯誤，C正確合理整榔j體受到幾個力共同作用產(chǎn)生的效果與一個力對物體作用產(chǎn)生的效果相同時，這個力就叫做那幾個力的合力.力的合成：求幾個力的合力叫做力的合成.力的平行四邊形定則：如果用表示兩個共點(diǎn)力 F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么，合力F的大小和方向就可以用這兩個鄰邊之間的對角線表示出來，這叫做力的平行四邊形定則.共點(diǎn)力：幾個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同一點(diǎn)，這幾個力叫做共點(diǎn)力.平行四邊形定則的具體應(yīng)用方法有兩種：圖解法，計(jì)算法合力大小的范圍：運(yùn)用合力與分力關(guān)系模擬演示器，讓兩個力F1和F2之間的夾角0由0-180°變化，可以得到(1)合力F隨0的增大而減小.(2)當(dāng)0=0°時，F(xiàn)有最大值Fmax=F1+F2,當(dāng)0=180日F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-F2gF<F1+F2心循怖示，物體在四個共點(diǎn)力作用下保持平衡，撤去 F1而保持其他三個力不變，則此時物體的合力F( )A.等于F1,方向與F1相同B.等于F1,方向與F1相反C.大于F1,方向與F1相同D.大于F1,方向與F1相反【答案】B【解析】根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可知其余三個力的合力定與F1等大反向，故撤去力F1,而保持其余三個力不變，這三個力的合力方向與F1方向相反，大小等于F1,故B正確、ACD錯誤2、有兩個共點(diǎn)力，一個力的大小是20N,另一個力的大小是30N.這兩個力的合力的最大值是（ ）A.30NB.40NC.50ND.60N【答案】C【解析】當(dāng)兩個分力的方向相同時，兩個分力的合力最大，最大為二者之和，即：F=F1+F2=20+30=50N.故C正確，ABD錯誤3、如圖所示，一個重60N的物體置于光滑的水平面上，當(dāng)用一個F=20N的力豎直向上拉物體時，物體所受的合力為（ ）A.0NB.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【解析】物體的重力為60N,向上的拉力為20N,此時地面對物體的支持力為40N,多了向上的拉力后，只是地面對物體的支持力減小了，物體的總的合力還是零，所以A正確1、F1、F2是兩個互相垂直的共點(diǎn)力，其中F1=40N、F2=30N.這兩個鞏固力合力的大小為（ ）A.20NB.30NC.50ND.150N【答案】C【解析】勾股定理，結(jié)合力的合成法則，則有： F=W"F]=/40%02=50N,所以C正確，ABD錯誤。2、如圖所示，斜面體C放置在水平地面上，斜面上的物體A通過細(xì)繩和定滑輪與物體B相連，在水平力F作用下，A、B、C均處于靜止?fàn)顟B(tài)，增大F后，A、B、C仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則（ ）A.斜面對物體A的靜摩擦力增大B.輕繩對物體A的拉力減小C.地面對斜面體C的靜摩擦力增大D.地面對斜面體C的支持力增大【答案】C【解析】B、先分析物體B,受重力與拉力，根據(jù)平衡條件，拉力等于重力；再分析物體A,受推力、重力、支持力、拉力和靜摩擦力（可能為零），拉力等于物體B的重力，保持不變，故B錯誤；A、在平行斜面方向，由于不知道重力分力、拉力、推力分力間的數(shù)量關(guān)系，無法判斷靜摩擦力的具體方向，故增加推力 F后，靜摩擦力可能增加，也可能減小，故A錯誤；CD、對A、B整體受力分析，受推力、重力、支持力和靜摩擦力，根據(jù)平衡條件，支持力等于整體的重力，靜摩擦力等于推力，故增加推力后，支持力不變，靜摩擦力增加，故C正確，D錯誤3、如圖甲所示，四根等長的纜繩一端懸于起重機(jī)的吊鉤上，另一端分別系在一個正方形的框架上，框架下面懸吊著重物，起重機(jī)將重物以 0.5m/s的速度沿豎直方向勻速向上吊起。若起重機(jī)的輸出功率為 20kW,每根纜繩與豎直方向的夾角均為37（如圖乙所示），忽略吊鉤、框架及繩重，不計(jì)一切摩擦，sin37-=0.6,cos370=0.8.則懸于吊鉤的每根纜繩的拉力大小為（ ）A.5.0X104NB.4.0X104NC.1.25X104ND.1.0X104N【答案】C【解析】由P=Fv得F=￡p：i。口=4X104Nv0.5所以重物的重力G=F=4X104N設(shè)每根纜繩的拉力大小為T,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件得4Tcos37=G解得T=1.25X104N十&如圖，上表面為光滑圓柱形曲面的物體靜置于水平地面上，一小木塊受水平力作用緩慢地從曲面底端沿曲面向上滑動一小段的過程中，曲面始終靜止不動，則物體對地面摩擦力f和壓力N大小變化是（ ）

A.f增大，N不變B.f變小，N增加C.f增大，N減小D.f不變，N不變【答案】A【解析】對木塊受力分析，木塊受重力，水平力F與曲面的支持力，因處于平衡狀態(tài)，依據(jù)力的合成法則及平衡條件知水平力增大，再對物體與木塊作為整體來受力分析，處于平衡狀態(tài)，那么豎直方向與水平方向均處于平衡，因此地面對圓柱形曲面的支持力 N大小等于總重力，保持不變。而地面對圓柱形曲面的摩擦力f=F,隨著水平拉力的增大而增大，故A正確，BCD錯誤2、目前，我市每個社區(qū)均已配備了公共體育健身器材，圖示器材為一秋千，用兩根等長輕繩將一座椅懸掛在豎直支架上等高的兩點(diǎn).由于長期使用，導(dǎo)致兩根支架向內(nèi)發(fā)生了稍小傾斜，如圖中虛線所示，但兩懸掛點(diǎn)仍等高，座椅靜止時F表示所受合力的大小，F(xiàn)1表示單根輕繩對座椅拉力的大小，與傾斜前相比（ ）A.F不變，F(xiàn)1變大B.F不變，F(xiàn)1變小C.F變小，F(xiàn)1變小D.F變大,F1變大【答案】B【解析】座椅靜止時，受重力和兩個拉力而平衡，故三個力的合力為零，即F=0根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，有：2F1cosO=mg解得：F1=解得：F1=mg2cos90角減小由于長期使用，導(dǎo)致兩根支架向內(nèi)發(fā)生了稍小傾