高中物理人教版 (新课标)必修1第三章 相互作用4 力的合成学案设计

学习目标

知识与技能

    1．理解合力、分力、力的合成、共点力的概念．

    2．掌握平行四边形定则，会用平行四边形定则求合力．

    3．理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．

过程与方法

     1．通过学习合力和分力的概念，了解物理学常用的方法——等效替代法．

    2．通过实验探究方案的设计与实施，初步认识科学探究的意义和基本过程，并进行初步的探究．

    3．在自主找规律的过程中体会到学习的乐趣．实验结果在误差范围内是准确的．

情感态度与价值观

    1．培养自己善于交流的合作精神，在交流合作中发展能力，并形成良好的学习习惯和学习方法．

    2．通过力的等效替代，使学生领略跨学科知识结合的奇妙，同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度

课前预习

1.力的合成 如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同，那么这个力与另外几个力可以相互替代，这个力称为另外几个力的________ ．

2.平行四边形定则 以表示两个分力的线段为邻边作一个平行四边形，则这个平行四边形中表示两分力的线段所夹的________表示合力的大小和方向．

3.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________上，或者虽然不是作用于同一个点上，但是________________，这样的一组力叫做共点力．

预习评价

1．什么叫矢量?矢量运算遵循什么规则?  2．什么叫标量?标量运算遵循什么规则?

2．大小不变的F1、F2两个共点力，夹角为θ，设F1与F2的合力大小为F，则下列说法正确的是   [    ]

A．F一定比F1、F2中较大的大

B．F不可能比F1、F2中较小的小

C．F可能与F1的大小相等，也可能与F2的大小相等

D．在θ＜180°时，F随θ减小而增大

3．两个共点力，大小都是50N，如果要使这两个力的合力也是50N，这两个力之间的夹角应为[       ]

A．30°                       B．45°

C．90°                       D．120°

4．如图3-4-1所示，F1＝15N、F2＝10N、F3＝30N，同作图法求出三个力的合力的大小F＝________N．

5．作用在一个物体上的两个共点力的合力大小随两力之间的夹角变化的关系如图3-4-2所示，则这两个力的大小分别是________N和________N．

评价等级:【    】

思维点击

1．力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下，用一个力的作用代替几个力的作用，这个力就是那几个力的“等效力”(合力)．这是一个等效方法．

2．作用在不同物体上的两个力不能进行力的合成，因为它们只能对各自的物体产生力的效果，而不能产生共同的作用效果．因此不能用一个力的作用效果代替它们分别产生的作用效果．所以，把作用在不同物体上的力来合成是没有意义的．只要作用在同一物体上的力，无论力的性质如何，都可以合成．

3．因为两分力F1、F2的合力大小的取值范围为F1+F2≥F≥｜F1—F2｜．所以合力可能大于每一个分力，也可能小于每一个分力，还可能大于一个分力而小于另一个分力．

4．力是矢量，其合成遵循平行四边形定则．只有当两分力同向时，合力大小才等于两分力大小之和．   

5．当合力一定时，两分力随夹角的增加而增大．所以玩单杠时，两分力随夹角的增大而增大，双臂夹角越大，越费力．   

难点突破

关于合力与分力关系的理解

1、两个共点力F1、F2、的合力为F，下列说法中正确的是[       ]

    A、合力F有可能小于任一个分力  B、合力的大小既可等于F1，也可等于F2

C、合力F一定大于任一个分力 D、合力F的大小随F1、F2、间的夹角增大而减小

关于合力的大小范围

2、两个共点力的大小分别为F1=15 N、F2、=9 N，他们的合力不可能等于[       ]

A、9 N       B、25 N       C、6 N       D、21 N

3、两个共点力的合力最大为15N，最小为5N，则这两个力的大小分别

为            N和           N 。

合力与分力间夹角的关系

4、如图3-4-3所示，两个共点力F1、F2、的大小一定，夹角θ是变化的，合力为F.在θ从0°逐渐增大到180°的过程中，合力F的大小变化情况是[       ]

A、从最小逐渐增大到最大      B、从最大逐渐减小到最零

C、从最大逐渐减小到最小      D、先增大后减小

综合应用

5、如图3-4-4所示，质量为m的长方形木块静止在倾角为的斜面上，斜面对木块的支持力和摩擦力的合力方向应该是[       ]

A、沿斜面向下

B、垂直于斜面向上

C、沿斜面向上

D、竖直向上

方法与技巧展示:

进行共点力合成有以下方法：   

    ①作图法：要选取统一标度，严格作出力的图示及平行四边形，用统一标度去度量作出的平行四边形的对角线，求出合力的大小，再量出对角线与某一分力的夹角，求出合力的方向．   

    ②计算法：根据平行四边形定则作出示意图，然后利用解三角形的方法作出对角线，即为合力   

自我小结：

自主评价

1.两个共点力F1=10N、F2=4N的合力F的取值范围为______≤F≤______.

2.三个大小分别为6N、10N、14N的力的合力F取值范围为______≤F≤______.

3.如图3-4-5所示，在电线杆的两侧常用钢丝绳把它固定在地上.如果钢丝绳与地面的夹角∠A=∠B=60°，每条钢丝绳的拉力都是300N，求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力.

4. 同一平面上有三个共点力，F1=30N，F2=10N，F3=20N，F1与F2成120°角，F1与F3成75°角，F3与F2成165°角，求这三个力合力的大小.

5.若两个共点力F1、F2的合力为F，则有[       ]

(A)合力F一定大于任何一个分力

(B)合力F的大小可能等于F1，也可能等于F2

(C)合力F有可能小于任何一个分力

(D)合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小

6.某物体在三个共点力的作用下处于静止状态.若把其中一个力F1的方向沿顺时针方向转过90°，而保持其大小不变，其余两个力保持不变，则此时物体所受的合力大小为[       ]

(A)F1  (B)  (C)2F1  (D)0

7.从正六边形ABCDEF的一个顶点A向其余五个顶点作用着五个力F1、F2、F3、F4、F5(图3-4-6)，已知F1=f，且各个力的大小跟对应的边长成正比，这五个力的合力大小为_____，方向______.

8.如图3-4-7所示，用绳AC和BC吊起一个物体，绳AC与竖直方向的夹角为60°，能承受的最大拉力为100N绳BC与竖直方向的夹角为30°，能承受的最大拉力为150N.欲使两绳都不断，物体的重力不应超过多少?