高中物理第三章 相互作用4 力的合成导学案

这是一份高中物理第三章 相互作用4 力的合成导学案，共6页。学案主要包含了大成目标，重点、难点，使用说明，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
  【大成目标】2分钟导读 1.知道合力、分力、力的合成、共点力的概念，理解平行四边形法则，树立等效观点，形成等效思想。【重点】2.培养交流合作的精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法.3.会用力的合成的平行四边形定则进行力的合成. 【重点、难点】【使用说明】 1．本节内容两个课时2.请同学认真阅读课本后完成以下学习内容3.【A】【B】【C】分别为易、中、难等级要求【基础案】13分钟 1.一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，这一个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这一个力的分力.  求几个力的合力的过程叫做力的合成.总结 2.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.3.两个以上力的合成：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.4.当两个力互相垂直时，    F=5合力大小的范围：一般地|F1-F2|≤F≤F1+F2  ； 6.什么样的力是共点力？ 【升华案】30分钟   一、合力、分力、力的合成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来几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力. 那几个力就叫做这一个力的分力，求几个力的合力的过程叫做力的合成.二、探究力的合力的方法.  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理学中常用的方法. 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GC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OC，根据选定的标度，使OC的长度表示F的大小.                  图3-4-1   演示3：以OA、OB为邻边作平行四边形OACB，画平行四边形的对角线，发现对角线与合力很接近. 自主探究问题：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来表示呢？自主探究实验：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数，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，弹簧秤的读数就是合力的大小，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 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.                                      图3-4-2自主探究问题：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？三、平行四边形定则的具体应用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，然后依据数学公式（如余弦定理、勾股定理）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=    tanθ=F2/F1.   四、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F1和F2之间的夹角θ由0°→180°变化，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Fmax=F1+F2，当θ=180°时，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来的任意一个分力.    （4）一般地|F1-F2|≤F≤F1+F2   五、共点力    学生自学课本上有关共点力的知识，教师提示学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？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.你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题？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. 【巩固案】33分钟     巩固训练1.教材例题（见课本） 巩固训练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F1、F2和静摩擦力作用，而且三个力的合力为零，其中F1=10 N，F2=2 N.若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为多少？ 图3-4-5    解析：F1和F2的合力F12＝F1－F2＝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F1，则木块受F2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 1.【A】教材第64页“问题与练习”12.【B】教材第64页“问题与练习”23.【B】教材第64页“问题与练习”34.【C】教材第64页“问题与练习”45.【B】甲、乙两个小孩共同推着一辆小车在水平地面上以0.5 m/s的速度向右匀速运动，丙小孩单独使同一辆小车在同一水平面运动，下列情况中丙对车的作用力与甲、乙对车的合作用力相同的是（A B ）    A.丙推着小车以0.5 m／s的速度向右匀速运动    B.丙拉着小车以1m／s的速度向右匀速运动    C.丙推着小车以0.5 m／s的速度向左匀速运动     D.丙推着小车由静止开始向右运动的瞬间 6.【B】关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中正确的是（C ）    A.F的大小随F1、F2间夹角的增大而增大      B.F大小一定大于F1、F2中最大者     C.F大小随F1、F2间夹角的增大而减小        D.F大小不能小于F1、F2中最小者 7.【B】大小分别为30 N和25 N的两个力，同时作用在一个物体上，两个力的合力F的大小一定为（  D  ）   A.F＝55 N         B.F≤5 N         C.F≥55 N         D.5 N≤F≤55 N 8.【C】如图3-4-6为两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图象，则这两个分力大小分别是（ B ）图3-4-69、【C】 探究力的合力实验的下列说法中，正确的有：（A B）
A.  以结点为研究对象，视结点为抽象的质点。
B.   拴两根绳、用两个弹簧拉橡皮条的结点至O位置时，结点受三个力作用而平衡；只拴       一根绳，用一个弹簧拉橡皮条的结点至O位置时，结点受两个力作用而平衡。
C. 在弹性限度内，橡皮条的拉力与与橡皮条长度成正比。
D. 必须使用刻度为牛顿的弹簧称。
10、【C】探究力的合力实验中，若保持F1和F2的大小不变，则关于这两个力的合力F合的说法正确的是：(B D)
A. 合力F合的大小随F1和F2的夹角的增大而增大。
B. F1和F2的夹角在0º～180º之间时，夹角越小，合力F合越大。
C. F1或F2的大小总是小于合力F合的大小。
D. 合力F合的大小不一定大于F1或F2的大小。
   【课堂小结】2分钟