3.4 力的合成 課件高一上學(xué)期物理教科版（2019）必修第一冊(cè)

上課題目：力的合成授課教師：高一物理組自我精進(jìn)

勇毅擔(dān)當(dāng)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐F1F2F“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐導(dǎo)標(biāo)假設(shè)一個(gè)力單獨(dú)作用的效果跟某幾個(gè)力共同作用的效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力（resultantforce）。假設(shè)幾個(gè)力共同作用的效果跟某個(gè)力單獨(dú)作用的效果相同，這幾個(gè)力就叫作那個(gè)力的分力（componentforce）。

一、合力與分力“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐學(xué)標(biāo)(1)等效性：合力的作用效果與分力的共同作用效果相同，它們?cè)谛Ч峡梢韵嗷ヌ娲?2)同體性：各個(gè)分力是作用在同一物體上的，分力與合力為同一物體，作用在不同物體上的力不能求合力。(3)瞬時(shí)性：各個(gè)分力與合力具有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，某個(gè)分力變化了，合力也同時(shí)發(fā)生變化。二、合力與分力的關(guān)系“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐學(xué)標(biāo)

幾個(gè)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一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。三、共點(diǎn)力“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐學(xué)標(biāo)非共點(diǎn)力：力不但沒有作用在同一點(diǎn)上，它們的延長線也不能相交于一點(diǎn)FFFF同向相加反向相減力的合成:求幾個(gè)力的合力的過程叫做力的合成。說明：力的合成就是找一個(gè)力去代替幾個(gè)已知力，而不改變其作用效果。二力同向40N30N

40N30N二力反向

30N40N40NF=30N

+40N=70NF=40N

–30N=10N

30N四、力的合成“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐學(xué)標(biāo)思考：3N和4N的兩個(gè)共點(diǎn)力，它們的合力是多少?一定等于7N嗎？可以等于1N嗎？F2F1F2F1F1F2oOF2F1如圖，當(dāng)F1、F2

互成一定角度時(shí)，它們的合力大小還等于F1+F2

嗎?四、力的合成“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐學(xué)標(biāo)小實(shí)驗(yàn)：彈簧秤吊鉤碼F1F2

利用兩只彈簧測(cè)力計(jì)、一個(gè)鉤碼。根據(jù)下面的示意圖做實(shí)驗(yàn)，比較F和F1+F2的關(guān)系，你有何發(fā)現(xiàn)？F互成角度的力該怎樣求合力?探究與思考“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐學(xué)標(biāo)實(shí)驗(yàn)器材：方木板、白紙、圖釘（幾個(gè)）、彈簧秤（兩個(gè)）、橡皮條、細(xì)繩套兩個(gè)、刻度尺。探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律學(xué)標(biāo)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐1.如何確定力的大?。?.如何確定力的方向？3.怎樣保證合力與分力等效？4.怎樣才能直觀的看出合力與分力的關(guān)系？實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄績蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律實(shí)驗(yàn)原理：合力的作用效果與二力共同作用的效果相同（等效替代法）實(shí)驗(yàn)步驟:

⑴在桌上平放一個(gè)方木板，在方木板上鋪上一張白紙，用圖釘把白紙固定好。用圖釘把橡皮筋的一端固定在板上的K點(diǎn)（K點(diǎn)的位置應(yīng)該靠近頂端中點(diǎn)），在橡皮筋的另外一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另外一端是繩套。⑵用彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長，結(jié)點(diǎn)達(dá)到某一位置Ｏ。用鉛筆記下Ｏ的位置和兩條細(xì)繩的方向，分別讀出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并記錄它們的大小。探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律學(xué)標(biāo)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐O（3）撤去F1和F2，只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮筋的結(jié)點(diǎn)拉到相同的位置Ｏ點(diǎn)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，并記錄它的大小。探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律學(xué)標(biāo)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐實(shí)驗(yàn)步驟:

O（4）按照一定標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩個(gè)分力Ｆ1、Ｆ2及合力F的圖示。Ｆ1Ｆ2探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律學(xué)標(biāo)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐實(shí)驗(yàn)步驟:

102345N102345N102345N記錄效果記錄方向探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律學(xué)標(biāo)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律學(xué)標(biāo)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐實(shí)驗(yàn)結(jié)論：兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向，這個(gè)規(guī)律叫做平行四邊形定則。F合F1OF2θ注意：力用實(shí)線，輔助線用虛線！也適用于位移、速度、加速度等矢量的合成。探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律學(xué)標(biāo)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐1．位置不變：在同一次實(shí)驗(yàn)中，使橡皮條拉長時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置一定要相同．2．角度合適：用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)鉤住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時(shí)，其夾角不宜太小，也不宜太大。3.與木板平行：拉橡皮筋時(shí)要使彈簧稱與木板平面平行。4．盡量減少誤差(1)在合力不超出量程及橡皮條彈性限度內(nèi)的前提下，測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)盡量大一些．(2)細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向．不要直接沿細(xì)繩套方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套兩端畫個(gè)投影點(diǎn)，去掉細(xì)繩套后，連直線確定力的方向．5．統(tǒng)一標(biāo)度：在同一次實(shí)驗(yàn)中，畫力的圖示選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選定標(biāo)度，使力的圖示稍大一些。注意事項(xiàng)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐學(xué)標(biāo)【例題】力F1＝45N，方向水平向右.力F2＝60N,方向豎直向上.求這兩個(gè)力的合力F的大小和方向.15NF1F2F53°方法一：作圖法大小:F=15×5N=75N方向:與F1成53°斜向右上方因作圖等原因，可能導(dǎo)致該種方法得到的結(jié)果誤差較大。“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐驗(yàn)標(biāo)【例題】力F1＝45N，方向水平向右.力F2＝60N,方向豎直向上.求這兩個(gè)力的合力F的大小和方向.方法二：計(jì)算法（一般適用于兩力的夾角比較特殊的情況）由勾股定理可得方向：斜向右上方與F1成F1F2F合“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐驗(yàn)標(biāo)如圖1所示，是“探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”實(shí)驗(yàn)裝置圖，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)線。實(shí)驗(yàn)時(shí)，第一步用兩只彈簧測(cè)力計(jì)同時(shí)拉OB和OC；第二步只用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉OB，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖2所示。（1）圖2中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為___________N；【參考答案】2.10

“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐驗(yàn)標(biāo)（2）對(duì)該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是___________；A．第一、二步操作中必須將橡皮條與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)拉到相同位置B．第一步操作中，應(yīng)使兩彈簧測(cè)力計(jì)的夾角盡量等于900C．第一步操作中，必須將兩彈簧測(cè)力計(jì)都拉到相同刻度（3）圖3中有甲、乙兩位同學(xué)在該實(shí)驗(yàn)時(shí)所作圖示，其中符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是___________。（填“甲”或“乙”，其中力

表示只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)的拉力）【參考答案】A

甲

“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐驗(yàn)標(biāo)三個(gè)及三個(gè)以上力的合成方法：F1F2F3F4F12F123F1234說明：（1）求多個(gè)力的合力時(shí)，與求解順序無關(guān)。（2）幾個(gè)力的合力只有一個(gè)，是唯一的。

先求兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力，以此類推，直到把所有力合為一個(gè)力，得到總合力。多個(gè)力的合成“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐拓標(biāo)（2022·遼寧·阜蒙縣育才高級(jí)中學(xué)高三開學(xué)考試）如圖所示，有5個(gè)力作用于同一點(diǎn)O，表示這5個(gè)力的有向線段恰好構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩鄰邊和三條對(duì)角線，已知F1＝10N，則這5個(gè)力的合力大小為（）A．50N

B．30NC．20N

D．10N【參考答案】B“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐驗(yàn)標(biāo)1.兩個(gè)分力F1、F2大小不變，合力隨夾角如何變化？①合力最大:

F=F1+F2(夾角為0

,即方向相同)②合力最小:

F=︱F1-F2︱(夾角為180,即方向相反)qF③合力的大小范圍:

︱F1-F2︱≤F≤F1+F2④合力可能大于、等于、小于任一分力⑤兩個(gè)分力F1、F2大小不變，兩個(gè)分力的夾角越大，合力越小。思考與討論1“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐拓標(biāo)（2022·內(nèi)蒙古·集寧師范學(xué)院附屬實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一階段練習(xí)）兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F跟它的兩個(gè)分力之間的夾角θ的關(guān)系圖像如圖所示，則這兩個(gè)分力的大小分別是（）A．1N和4N B．2N和3N C．1N和5N D．2N和4N【參考答案】B“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐驗(yàn)標(biāo)①合力一定時(shí)，兩等大分力大小隨夾角增大而增大②當(dāng)夾角為120°時(shí)，合力F=F1=F22.合力一定時(shí)，兩等大分力隨夾角如何變化？思考與討論2“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐拓標(biāo)（2022·四川·鹽亭中學(xué)模擬預(yù)測(cè)）如圖甲所示，射箭時(shí)，釋放箭的瞬間若弓弦的拉力為100N，對(duì)箭產(chǎn)生的作用力為120N，其弓弦的拉力如圖乙中F1和F2所示，對(duì)箭產(chǎn)生的作用力如圖中F所示，則弓弦的夾角α應(yīng)為（

）（）A．53°

B．127° C．143°

D．106°【參考答案】D“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐驗(yàn)標(biāo)F2F1F合F2F合①兩分力反向時(shí)②兩分力成鈍角時(shí)③兩分力成銳角時(shí)F合一個(gè)分力不變，另一個(gè)分力增大時(shí),合力可能增大,可能減小,可能不變3.一個(gè)分力不變，另一個(gè)分力增大時(shí),合力一定增大嗎？思考與討論3“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐拓標(biāo)兩個(gè)力F1和F2間的夾角為

θ（θ≠180°），其合力為F。以下說法正確的是（）A．合力F總比力F1和F2中的任何一個(gè)都大B．若力F1和F2大小不變，θ角越小，則合力F就越大C．若夾角θ不變，力F1大小不變，F(xiàn)2增大，則合力F一定增大D．合力F的作用效果與兩個(gè)力F1和F2共同產(chǎn)生的作用效果相同【參考答案】BD“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐驗(yàn)標(biāo)②任取兩個(gè)力，求出其合力的范圍;如果第三個(gè)力在這個(gè)范圍之內(nèi)，則三個(gè)力的合力最小值為零；如果第三個(gè)力不在這個(gè)范圍內(nèi)，則合力最小值等于最大的力減去另外兩個(gè)力之和。F3F2F1F12F1234.三個(gè)共點(diǎn)力合成后的范圍？①三個(gè)力共線且同向時(shí)，其合力最大，等于F1＋F2＋F3思考與討論4“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐拓標(biāo)如圖所示，物體靜止于光滑水平面M上，力F作用于物體O點(diǎn)，現(xiàn)要使物體所受的合力沿虛線OO′方向（F和OO′都在M水平面內(nèi)），那么，必須同時(shí)再加一個(gè)力F′，那么F′這個(gè)力的最小值是（

）A．Fcosθ

B．Fsinθ C．Ftanθ

D．Fcotθ【參考答案】B“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐驗(yàn)標(biāo)合力與分力01040203力的合成四邊形定則合力與分力的關(guān)系等效性、同體性、瞬時(shí)性幾個(gè)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一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。求幾個(gè)力的合力的過程叫做力的合成。︱F1-F2︱≤F≤F1+F2課堂總結(jié)“自主化、情境化“展學(xué)課堂實(shí)踐某同學(xué)用如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證“力的平行四邊形定則”，實(shí)驗(yàn)步驟如下：①用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉細(xì)繩套使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置，記為O；②記錄兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和F2，及記下F1、F2的方向；③只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)F3；④按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3的圖示；⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F；⑥比較F3和F的一致程度。（1）步驟③中有一個(gè)重要遺漏是_______?！緟⒖即鸢浮?/p>