高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 力的合成和分解教课内容ppt课件

课题名

3.3《牛顿第三定律》

课型

新授课

教学目标

1.通过实例，知道力的作用是相互的，了解作用力和反作用力的概念。

2.在具体情境中，能把一个力的反作用力和它的平衡力区别开来。

3.通过实验，得出牛顿第三定律的结论。会应用牛顿第三定律解决实际问题。

4.会对物体进行初步的受力分析。

教学重难点

重点：

1.作用力与反作用力的概念。

2.通过实验得到牛顿第三定律。

3.会初步对物体进行受力分析。

难点：

1.一对作用力与一对平衡力的区别和联系。

2.物体的受力分析。

教学环节

教学过程

课堂导入

视频：  

神舟十二号发射

生活中的实例

知识精讲

一、共点力

1.定义：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点。

非共点力：几个力如果都没有作用在物体的同一点，或者它们的作用线没有相交于一点。

二、合力和分力

如果一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，

用这个力代替那几个力，这个力就叫做那几个力的合力。

用这几个力代替那个力时，这几个力就叫作那个力的分力。

三、力的合成

求几个力的合力的过程叫作力的合成

1、同一条直线上的两个力合成

     如图所示，假设两个力作用在同一物体上，F1=40N、F2=30N，求两个力的合力？

2、两个互成角度的两个力合成？

实验：研究互成角度的力的合成规律

（1）实验中需要用到哪些仪器？

两个弹簧测力计，橡皮条，小圆环，细线

铅笔、三角板、白纸、图钉、木板

（2）如何提供合力与分力？

如何保证合力与分力的作用效果相同？

两次拉动小圆环，都能使小圆环静止在O点，才能实现合力与分力的作用效果完全一致

（3）在实验过程中，需要记录哪些数据？如何记录？

力的大小：弹簧测力计

力的方向：沿着各自拉线的方向

（4）力的合成探究视频

（5）实验结论：

在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作“平行四边形定则”。

（6） 平行四边形定则拓展1——三角形定则

    （7）平行四边形定则拓展2——三多边形定则

（8）合力与分力的范围

   合力的取值范围：｜F1－F2｜ ≤ F合≤ F1＋F2

             可能     F合≤ F1、 F2

           也可能     F1、F2 ≤ F合

（9）三个分力的合力范围的确定方法

(1)最大值：三力同向合力最大，即Fmax＝F1＋F2＋F3.

(2)最小值

①若其中一个力在另两个力的合力范围之内，合力最小值为0.

②若其中一个力不在另两个力的合力范围之内，合力最小值等于最大力减去两个较小力(绝对值)．

四、力的分解

    1、分力：几个力，如果它们产生的效果跟原来一个力产生的效果相同，这几个力就叫做原来那个力的分力.

注意:几个分力与原来那个力是等效的,它们可以互相代替，并非同时并存

2、力的分解:求一个已知力的分力叫力的分解

3、力的分解法则

（1）力的分解是力的合成的逆运算

（2）力的分解同样遵守平行四边形定则

把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么与力F共点的平行四边形的两个邻边,就表示力F的两个分力

实例分析一：

1、拖拉机斜向上拉耙的力F产生了什么效果？

  作用效果：使耙克服泥土阻力前进

            将耙向上提

   尽管力的分解没有确定的结果，但在解决具体的物理问题时，一般都按力的作用效果来分解．

    所以，我们可以由力的作用效果来确定分力的方向.

实例分析二：

   视频：重力在斜面上分解的演示

   已知放在斜面上的物体所受重力为G，斜面倾角为θ

   下滑力（重力的一个分力）F1= G sinθ

   垂直于斜面的力          F2= G cosθ

   实例分析三：

   视频：三角支架问题

5、力的分解的几种情况

（1）已知合力和两个分力的方向（F1、F2不在同一直线上）

（2）已知合力和一个分力的大小与方向

（3）已知合力和两个分力的大小（F1+F2> F且F1≠F2）

（4）已知合力和一个分力的方向及另一个分力的大小

①当F1<Fsinθ时,无解

②当F1=Fsinθ时,一组解

③当Fsinθ<F1<F时,两组解

④当F1>F时,一组解

实例分析四：

视频：怎样把陷在泥坑里的汽车拉出来？

巩固提升一：

1．下列关于合力与分力的说法中错误的是（　　）

A. 合力与分力同时作用在物体上     

B. 分力同时作用于物体时共同产生的效果与合力单独作用时产生的效果是相同的

C. 合力可能大于分力，也可能小于分力

D. 当两分力大小不变时，增大两分力间的夹角，则合力一定减小用力用

【答案】A

【详解】AB．合力与分力的作用效果相同，它们并不是同时作用在物体上，故A符合题意，B不符合题意；

CD．当两分力大小不变时，由平行四边形定则可知，分力间的夹角越大，合力越小，合力可能大于分力，也可能小于分力，故CD不符合题意。    故选A。.

巩固提升二：

    2、如图，用两个夹角为120°的水平拉力，拉静止在地面上的箱子，保持力的大小不变，逐渐减小两力的夹角θ，箱子始终保持静止，则这两个力的合力（　　）

A. 逐渐减小    B. 逐渐增大     C. 先增大后减小  D. 保持不变

【答案】B

【详解】根据平行四边形定则可知合力随两分力夹角的减小而增大，所以这两个力的合力逐渐增大。

故选B。

巩固提升三：

3、如图所示，两个人共同用力将一个牌匾拉上墙头．其中一人用了450N的拉力，另一人用了600N的拉力，如果这两个人所用拉力的夹角是90°，求它们的合力．

   【答案】750N　方向竖直向上

【详解】试题分析：根据力的合成方法作出平行四边形，根据勾股定理即可求得合力的大小，再结合三角知识，求解合力的方向．

力的示意图如图，则F1、F2的合力应和牌匾的重力平衡．

，方向竖直向上． 

巩固提升四：

4、有两个大小相等的共点力F1和F2，当它们之间的夹角为60°时，合力大小为F，则当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为（　　）

A. 2F B. F C. F D. F

【答案】B

【详解】两个大小相等的共点力F1和F2，当它们的夹角为60°时合力

可得

当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为

故选B。

巩固提升五：

    5、如图所示，水平地面上固定着一根竖直立柱，某人用绳子通过柱顶的定滑轮将100N的货物拉住．已知人拉着绳子的一端，且该绳端与水平方向夹角为，则柱顶所受压力大小为（　　）

A. 200N B. 100N C. 100N D. 50N

 【答案】B

【详解】如图所示，定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，所以绳的拉力

F1=F2=100N

柱顶所受压力大小

F=2F1cos=2×100×N=100N

故选B。

巩固提升六：

   6、 如图，一个大小为3N的力F分解为两个分力，其中一个分力F1与F垂直，大小等于4N，那么另一个分力的大小是（　　）

A. 7N B. 5N C. 1N D. 4N

【答案】B

【详解】根据平行四边形定则，已知一个分力沿水平方向，作出平行四边形如图所示

由图可知另一个分力F2的大小为

故选B。

课堂小结

1. 合力和分力

（1）共点力

几个力如果都作用在物体的___________，或者它们的作用线___________，这几个力叫作共点力。

（2）合力与分力

假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的___________，这几个力叫作那个力的___________。

（3）合力与分力的关系

合力与分力之间是一种___________的关系，合力作用的效果与分力___________相同。

2. 力的合成和分解

（1）力的合成：求___________的过程。

（2）力的分解：求___________的过程。

（3）平行四边形定则：在两个力合成时，以表示这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代表合力的大小和方向，F表示F1与F2的合力。

（4）如果没有限制，同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力。

（5）两个以上共点力的合力的求法：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。

板书设计

1. 合力和分力

（1）共点力

（2）合力与分力

（3）合力与分力的关系

2. 力的合成和分解

（1）力的合成：

（2）力的分解：

（3）平行四边形定则：

（4）如果没有限制，同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力。

（5）两个以上共点力的合力的求法：

课后作业

1. 一件行李重为G，被轻绳OA和OB吊在空中，OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2，如图所示，则（　　）

A. F1、F2的合力是G

B. F1、F2的合力是F

C. 行李对轻绳OA的拉力方向与F1方向相反，大小相等

D. 行李受到重力G、OA绳拉力F1、OB绳拉力F2，还有F共四个力

2. 一个物体受两个力的作用，大小分别为4 N、5 N，这两个力的合力可能是（　　）

A. 0 N  B. 5 N

C. 8 N  D. 10 N

3. 如图所示，人拉着旅行箱前进，拉力F与水平方向成α角，若将拉力F沿水平和竖直方向分解，则它的竖直分力为（　　）

A. Fsinα B. Fcosα

C. Ftanα D. Fcotα

4.两个力F1和F2之间的夹角为θ，两个力的合力为F，下列说法正确的是（　　）

A. F1和F2增大时，合力F一定增大

B. F1和F2增大时，合力F可能减小

C. F1和F2一定，夹角θ增大（θ≤180°）时，合力F一定增大

D. F1和夹角θ一定（θ≤180°）时，只要F2增大，合力F就一定增大

   5、如图所示为两个大小不变、夹角θ变化的力的合力的大小F与θ角之间的关系图像（0≤θ≤360°），下列说法中错误的是（　　）

A. 合力大小的变化范围是0≤F≤10 N B. 合力大小的变化范围是2 N≤F≤14 N

C. 这两个分力的大小分别为6 N和8 N D. 这两个分力的大小分别为2 N和8 N

教学反思