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物理必修 第一册4 力的合成和分解学案
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这是一份物理必修 第一册4 力的合成和分解学案，共7页。学案主要包含了学习目标，重点难点，使用说明及学法指导，问题导学，合作探究等内容，欢迎下载使用。
准确理解合力与分力的概念及其关系，熟练掌握平行四边形定则。
自主学习，合作探究，学会用图示法求合力。
积极投入，领悟“等效代替”法在建立物理概念中的作用。
准确理解力的分解,掌握用平行四边形定则和三角形法则分解力的方法，提高受力分析的能力x k b 1 . c m
自主学习，小组合作，探究如何按照力的作用效果来进行力的分解
激情投入，感悟“等效替代法”在自然科学中的应用
【重点难点】
合力与分力的关系。
矢量运算的法则——平行四边形定则。
理解力的分解是力的合成的逆运算
按照力的作用效果进行力的分解
【使用说明及学法指导】
1．依据学习目标，认真阅读课本做好问题导学，重点体会等效替代的物理思想。
2．通过自学，初步掌握合力与分力的关系以及求合力的方法。
3、依据学习目标，认真阅读课本预习，知道什么是力的分解，明确在实际应用中力通常会产生哪些作用效果？尝试用平行四边形定则进行力的分解，掌握矢量加法法则。重点体会等效替代的物理思想。
【问题导学】
1．物理情景：值日生倒废水时，两个同学共同提起一桶水，另一个力气比较大的同学自己就可以提起来。
问题：（1）在上例中，两个同学对水桶的作用效果与一个同学对水桶的作用效果相同吗？
（2）请根据力的作用效果定义分力与合力：
合力：
分力：
思考：合力与分力是_____________关系。
2．（1）什么是力的合成？
（2）设F1=4N、F2=3N，
当F1与F2共线同向时，合力为多大？方向怎样？
当F1与F2共线反向时，合力为多大？方向怎样？
当F1与F2垂直时，合力多大？方向怎样？ （是否直接把F1、F2相加或相减？）
3．在右图中，两物体受力有何特点 ，这样的一组力叫做____________，力的合成法则只适用于这样的力。
下图中物体受的力是共点力吗？
预习自测
1．下列说法正确的是 （ ）
A.分力与合力同时作用在物体上
B.分力同时作用在物体上的共同效果与合力单独作用时效果相同
C.合力与分力是一对平衡力
D.以上说法都不对
2．下列说法正确的是（ ）
A.几个力的合力就是这几个力的代数和。
B.几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个分力。
C.几个力的合力可能小于这几个力中最小的一个。
D.几个力的合力可能大于这几个力中最大的力
【合作探究】
探究点一： 力的合成
问题1．实验：探究求合力的方法（实验装置如图所示）。
（1）实验步骤：
= 1 \* GB3 ①在木板上用图钉固定一张白纸，在白纸上用图钉固定一根橡皮筋；
= 2 \* GB3 ②在橡皮筋的另一端拴上两个细绳套，用两个弹簧测力计互成角度地
拉橡皮筋，记下结点的位置、弹簧测力计的示数和细绳套的方向，即两分力F1、F2的大小和方向；
= 3 \* GB3 ③再用一个弹簧测力计拉细绳套，达到同样的结点位置，记下此时的力F的大小和方向；
= 4 \* GB3 ④选定标度，做出力F1、F2、F的图示；
= 5 \* GB3 ⑤以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线。
（2）通过认真作图，你能得出怎样的结论？
（3）思考：如何保证两次拉橡皮筋力的作用效果是相同的？
为了减小摩擦（减小误差）拉动弹簧秤时应该注意什么问题？
问题2．平行四边形定则的内容：新 课 标 第 一 网
思考：平行四边形定则仅适用于力吗？对于速度、加速度等矢量的运算能满足平行四边形定则？
[针对训练]
1．设F1=10N、F2=10N，用平行四边形定则通过作图求下列各种情况的合力.
（1）F1、 F2夹角为00
（2）F1、 F2夹角为600[来源:学。科。网Z。X。X。K]
（3）F1、 F2夹角为900
（4）F1、 F2夹角为1200
（5）F1、 F2夹角为1800
2．两个大小都是5 N，夹角为120°的共点力，其合力大小和方向为（ ）
A.10 N，方向与其中一个力夹角为60°
B.5 N,方向与其中一个力夹角为60°
C.5 N，方向在两力夹角的角平分线上
D.10 N，方向无法确定
探究点二：合力与分力的关系
问题3．两个力分别是F1=3N和F2=4N，什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多大？
思考：1．合力的范围是多少？
2．合力随着两分力的夹角增大如何变化？
3．合力能够大于分力，能不能小于分力？
[针对训练]
3．力F1和F2是同一直线上的两个力，它们的合力大小为30N，方向向左，已知F1的大小为40N，关于F2的大小和方向，下列说法中正确的是（ ）
A.F2的大小一定是70N
B.F2的大小一定是10N
C.F2的方向一定向右
D.F2的方向可能向左，也可能向右
★4．在研究两个共点力合成的实验中得到如图所示的合力F与两个分力的夹角的关系图象，问：
（1）两个分力的大小各是多少?
（2）合力的变化范围是多少?
问题1：物理情景：在生活中拖拉机用斜向上的拉力F拉着耙匀速前进。
xkb1
1.拖拉机斜向上的拉力F产生哪两个效果？
2.这样的效果能否用两个力来等效替代？在本例中这两个力实际存在吗？
问题2.请你按照图示的动作进行尝试，指出下图中力的两个作用效果
（1）如图甲所示，将一块塑料板的一端放在水平桌面上。另一端用物体垫高，形成一个斜面；当把一块橡皮放在倾斜的塑料板上时，塑料板形变是怎样的？橡皮有无沿斜面向下运动的趋势？
（2）乙图中手的作用力对书产生怎样的效果：
问题3.已知一个大小和方向都确定的力F，如图，请你把它作为合力，画出以力F为平行四边形对角线的平行四边形（画出尽可能多的平行四边形）
问题4.在力的平行四边形中，以合力为对角线分开的两个三角形是全等的，对照下图，请你用矢量加法的法则，在一个三角形中表示出合力和两个分力的关系。
问题5.如图，一辆汽车陷在泥里了，只用一根绳子，你自己怎样把陷在泥坑里的汽车拉出来？（提示：当合力一定时，两分力的夹角越大，分力越大。）
【合作探究】
探究1：力的分解
1. 在斜面上的物体受到的重力会对斜面产生两个效果： ； 。
如图所示，物体A静止于斜面B上，已知A重力为G,斜面倾角为θ，根据力的作用效果对物体A所受到的重力进行分解，并求出分力的大小和方向。xkb1.cm
思考：一座大桥的引桥就是一个斜面，请你分析为什么高大的桥要造很长的引桥？
针对训练：
1.下图所示的情况下，根据物体所受的重力，画出重力对接触物产生实际效果的两个分力
2.放在水平面上的物体所受斜向上的拉力，请你根据拉力的效果进行分解，并求出两个分力的大小和方向。
探究2：矢量运算法则
1.已知力F的大小和方向，在以下三种条件下，通过作图法求两个分力F1 和F2 。并分析以下两种情况的结果是否都是唯一的？
F
F1
F2
(1) 已知两分力的方向 (2) 已知一个分力F1 的大小和方向
F
F1
2. 已知合力F的大小为10N,方向如图。分力F1与合力F的夹角为30，分力F2的大小为以下情况时，通过作图法求F1 的大小和F2的方向
F
F1
F
F1
① F2=3N时 ② F2=5N时
F
F1
F
F1
③ F2=8N时 ④ F2=12N时
巩固训练：
1. 试分析图中斜向下推力F所产生的实际作用效果,按效果分解推力F，并求出两个分力的大小和方向。
★2. 如图所示，用两根轻绳将质量为m的小球悬挂在天花板上，已知AO和BO与水平方向的夹角分别为60°和30°，根据力的作用效果对小球所受到的重力进行分解，并求出分力的大小和方向。
准确理解合力与分力的概念及其关系，熟练掌握平行四边形定则。
自主学习，合作探究，学会用图示法求合力。
积极投入，领悟“等效代替”法在建立物理概念中的作用。
准确理解力的分解,掌握用平行四边形定则和三角形法则分解力的方法，提高受力分析的能力x k b 1 . c m
自主学习，小组合作，探究如何按照力的作用效果来进行力的分解
激情投入，感悟“等效替代法”在自然科学中的应用
【重点难点】
合力与分力的关系。
矢量运算的法则——平行四边形定则。
理解力的分解是力的合成的逆运算
按照力的作用效果进行力的分解
【使用说明及学法指导】
1．依据学习目标，认真阅读课本做好问题导学，重点体会等效替代的物理思想。
2．通过自学，初步掌握合力与分力的关系以及求合力的方法。
3、依据学习目标，认真阅读课本预习，知道什么是力的分解，明确在实际应用中力通常会产生哪些作用效果？尝试用平行四边形定则进行力的分解，掌握矢量加法法则。重点体会等效替代的物理思想。
【问题导学】
1．物理情景：值日生倒废水时，两个同学共同提起一桶水，另一个力气比较大的同学自己就可以提起来。
问题：（1）在上例中，两个同学对水桶的作用效果与一个同学对水桶的作用效果相同吗？
（2）请根据力的作用效果定义分力与合力：
合力：
分力：
思考：合力与分力是_____________关系。
2．（1）什么是力的合成？
（2）设F1=4N、F2=3N，
当F1与F2共线同向时，合力为多大？方向怎样？
当F1与F2共线反向时，合力为多大？方向怎样？
当F1与F2垂直时，合力多大？方向怎样？ （是否直接把F1、F2相加或相减？）
3．在右图中，两物体受力有何特点 ，这样的一组力叫做____________，力的合成法则只适用于这样的力。
下图中物体受的力是共点力吗？
预习自测
1．下列说法正确的是 （ ）
A.分力与合力同时作用在物体上
B.分力同时作用在物体上的共同效果与合力单独作用时效果相同
C.合力与分力是一对平衡力
D.以上说法都不对
2．下列说法正确的是（ ）
A.几个力的合力就是这几个力的代数和。
B.几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个分力。
C.几个力的合力可能小于这几个力中最小的一个。
D.几个力的合力可能大于这几个力中最大的力
【合作探究】
探究点一： 力的合成
问题1．实验：探究求合力的方法（实验装置如图所示）。
（1）实验步骤：
= 1 \* GB3 ①在木板上用图钉固定一张白纸，在白纸上用图钉固定一根橡皮筋；
= 2 \* GB3 ②在橡皮筋的另一端拴上两个细绳套，用两个弹簧测力计互成角度地
拉橡皮筋，记下结点的位置、弹簧测力计的示数和细绳套的方向，即两分力F1、F2的大小和方向；
= 3 \* GB3 ③再用一个弹簧测力计拉细绳套，达到同样的结点位置，记下此时的力F的大小和方向；
= 4 \* GB3 ④选定标度，做出力F1、F2、F的图示；
= 5 \* GB3 ⑤以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线。
（2）通过认真作图，你能得出怎样的结论？
（3）思考：如何保证两次拉橡皮筋力的作用效果是相同的？
为了减小摩擦（减小误差）拉动弹簧秤时应该注意什么问题？
问题2．平行四边形定则的内容：新 课 标 第 一 网
思考：平行四边形定则仅适用于力吗？对于速度、加速度等矢量的运算能满足平行四边形定则？
[针对训练]
1．设F1=10N、F2=10N，用平行四边形定则通过作图求下列各种情况的合力.
（1）F1、 F2夹角为00
（2）F1、 F2夹角为600[来源:学。科。网Z。X。X。K]
（3）F1、 F2夹角为900
（4）F1、 F2夹角为1200
（5）F1、 F2夹角为1800
2．两个大小都是5 N，夹角为120°的共点力，其合力大小和方向为（ ）
A.10 N，方向与其中一个力夹角为60°
B.5 N,方向与其中一个力夹角为60°
C.5 N，方向在两力夹角的角平分线上
D.10 N，方向无法确定
探究点二：合力与分力的关系
问题3．两个力分别是F1=3N和F2=4N，什么情况下合力最大？最大值为多大？什么情况下合力最小？最小值为多大？
思考：1．合力的范围是多少？
2．合力随着两分力的夹角增大如何变化？
3．合力能够大于分力，能不能小于分力？
[针对训练]
3．力F1和F2是同一直线上的两个力，它们的合力大小为30N，方向向左，已知F1的大小为40N，关于F2的大小和方向，下列说法中正确的是（ ）
A.F2的大小一定是70N
B.F2的大小一定是10N
C.F2的方向一定向右
D.F2的方向可能向左，也可能向右
★4．在研究两个共点力合成的实验中得到如图所示的合力F与两个分力的夹角的关系图象，问：
（1）两个分力的大小各是多少?
（2）合力的变化范围是多少?
问题1：物理情景：在生活中拖拉机用斜向上的拉力F拉着耙匀速前进。
xkb1
1.拖拉机斜向上的拉力F产生哪两个效果？
2.这样的效果能否用两个力来等效替代？在本例中这两个力实际存在吗？
问题2.请你按照图示的动作进行尝试，指出下图中力的两个作用效果
（1）如图甲所示，将一块塑料板的一端放在水平桌面上。另一端用物体垫高，形成一个斜面；当把一块橡皮放在倾斜的塑料板上时，塑料板形变是怎样的？橡皮有无沿斜面向下运动的趋势？
（2）乙图中手的作用力对书产生怎样的效果：
问题3.已知一个大小和方向都确定的力F，如图，请你把它作为合力，画出以力F为平行四边形对角线的平行四边形（画出尽可能多的平行四边形）
问题4.在力的平行四边形中，以合力为对角线分开的两个三角形是全等的，对照下图，请你用矢量加法的法则，在一个三角形中表示出合力和两个分力的关系。
问题5.如图，一辆汽车陷在泥里了，只用一根绳子，你自己怎样把陷在泥坑里的汽车拉出来？（提示：当合力一定时，两分力的夹角越大，分力越大。）
【合作探究】
探究1：力的分解
1. 在斜面上的物体受到的重力会对斜面产生两个效果： ； 。
如图所示，物体A静止于斜面B上，已知A重力为G,斜面倾角为θ，根据力的作用效果对物体A所受到的重力进行分解，并求出分力的大小和方向。xkb1.cm
思考：一座大桥的引桥就是一个斜面，请你分析为什么高大的桥要造很长的引桥？
针对训练：
1.下图所示的情况下，根据物体所受的重力，画出重力对接触物产生实际效果的两个分力
2.放在水平面上的物体所受斜向上的拉力，请你根据拉力的效果进行分解，并求出两个分力的大小和方向。
探究2：矢量运算法则
1.已知力F的大小和方向，在以下三种条件下，通过作图法求两个分力F1 和F2 。并分析以下两种情况的结果是否都是唯一的？
F
F1
F2
(1) 已知两分力的方向 (2) 已知一个分力F1 的大小和方向
F
F1
2. 已知合力F的大小为10N,方向如图。分力F1与合力F的夹角为30，分力F2的大小为以下情况时，通过作图法求F1 的大小和F2的方向
F
F1
F
F1
① F2=3N时 ② F2=5N时
F
F1
F
F1
③ F2=8N时 ④ F2=12N时
巩固训练：
1. 试分析图中斜向下推力F所产生的实际作用效果,按效果分解推力F，并求出两个分力的大小和方向。
★2. 如图所示，用两根轻绳将质量为m的小球悬挂在天花板上，已知AO和BO与水平方向的夹角分别为60°和30°，根据力的作用效果对小球所受到的重力进行分解，并求出分力的大小和方向。
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