物理必修①·人教版新課標(biāo)導(dǎo)學(xué)第1頁(yè)第三章4力合成第2頁(yè)※了解協(xié)力與分力概念，體會(huì)等效替換物理思想※※經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，驗(yàn)證力合成法則※知道共點(diǎn)力，知道共點(diǎn)力平衡條件※※掌握平行四邊形定則，會(huì)用作圖法、計(jì)算法求共點(diǎn)力協(xié)力第3頁(yè)第4頁(yè)1課前預(yù)習(xí)2課內(nèi)探究3素養(yǎng)提升4課堂達(dá)標(biāo)5課時(shí)作業(yè)第5頁(yè)課前預(yù)習(xí)第6頁(yè)當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力共同作用時(shí)，假如一個(gè)力_____________跟這幾個(gè)力共同___________相同，這一個(gè)力叫做那幾個(gè)力_______，那幾個(gè)力叫做這個(gè)力_________。協(xié)力與分力關(guān)系為_(kāi)___________關(guān)系。協(xié)力與分力作用效果作用效果協(xié)力分力等效替換第7頁(yè)1．力合成：求幾個(gè)力_______過(guò)程。2．兩個(gè)力合成(1)遵照法則——__________________(2)方法：以表示這兩個(gè)力線段為_(kāi)_____作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間對(duì)角線表示___________________。3．兩個(gè)以上力合成方法：先求出任意兩個(gè)力協(xié)力，再求出這個(gè)協(xié)力與___________協(xié)力，直到把___________都合成進(jìn)去，最終得到結(jié)果就是這些力協(xié)力。力合成協(xié)力平行四邊形定則鄰邊協(xié)力大小和方向第三個(gè)力全部力第8頁(yè)1．定義：幾個(gè)力假如都作用在物體_______，或它們_____________________，這幾個(gè)力就叫做共點(diǎn)力。2．力合成適用范圍：力合成遵從平行四邊形定則，只適合用于______。共點(diǎn)力同一點(diǎn)作用線相交于同一點(diǎn)共點(diǎn)力第9頁(yè)『判一判』(1)兩個(gè)力協(xié)力一定等于這兩個(gè)力代數(shù)和。(

)(2)兩個(gè)力協(xié)力一定大于其中任意一個(gè)力大小。(

)(3)兩個(gè)力協(xié)力方向可能與兩個(gè)分力方向都不相同。(

)(4)共點(diǎn)力一定作用于物體上同一點(diǎn)。(

)(5)共點(diǎn)力一定作用于同一物體上。(

)××√×√第10頁(yè)解析：大人拉力與兩小孩拉力效果相同，A正確；由共點(diǎn)力合成法則知協(xié)力一定，夾角越大，分力越大，故B、C錯(cuò)，D正確。AD第11頁(yè)第12頁(yè)方法：①先求出F1和F2協(xié)力F12；②再求出F3和F4協(xié)力F34；③最終將F12和F34合成。第13頁(yè)課內(nèi)探究第14頁(yè)如圖所表示是大家都很熟悉“曹沖稱象”故事。圖中曹沖依據(jù)什么得到大象和船上石頭重力相等？其中包含什么思想方法？請(qǐng)你結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)再舉一個(gè)相同例子。探究一對(duì)協(xié)力與分力深入了解第15頁(yè)提醒：在船吃水線相同情況下，一頭大象重力與一堆石頭重力相當(dāng)。其中包含了等效替換思想方法，即一頭大象和一堆石頭作用效果相同。結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)舉例：一桶水能夠由一個(gè)成年人單獨(dú)提起，也能夠由兩個(gè)小孩共同提起。兩個(gè)小孩對(duì)水桶作用效果與一個(gè)成年人對(duì)水桶作用效果相同。第16頁(yè)1．協(xié)力與分力相關(guān)性(1)等效性：協(xié)力作用效果與分力共同作用效果相同，它們?cè)谛Ч夏軌蛳嗷ヌ鎿Q。(2)同體性：各個(gè)分力是作用在同一物體上，分力與協(xié)力為同一物體，作用在不一樣物體上力不能求協(xié)力。(3)瞬時(shí)性：各個(gè)分力與協(xié)力含有瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系，某個(gè)分力改變了，協(xié)力也同時(shí)發(fā)生改變。第17頁(yè)2．協(xié)力與分力間大小關(guān)系當(dāng)兩分力F1、F2大小一定時(shí)(1)兩力同向時(shí)協(xié)力最大：F＝F1＋F2，方向與兩力同向；(2)兩力方向相反時(shí)，協(xié)力最?。篎＝|F1－F2|，方向與兩力中較大力同向。(3)兩力夾角為θ時(shí)，如圖，協(xié)力隨θ增大而減小，協(xié)力大小范圍是：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。第18頁(yè)尤其提醒：(1)在力合成中分力是實(shí)際存在，每一個(gè)分力都有對(duì)應(yīng)施力物體，而協(xié)力沒(méi)有與之對(duì)應(yīng)施力物體。(2)協(xié)力為各分力矢量和，協(xié)力能夠大于兩個(gè)分力中任何一個(gè)力，也能夠小于兩分力中任何一個(gè)力，還有可能和分力大小相等。第19頁(yè)解題指導(dǎo)：解答本題時(shí)需要把握以下兩點(diǎn)：(1)協(xié)力與分力作用效果相同，但不一樣時(shí)作用在物體上；(2)協(xié)力與分力遵照平行四邊形定則。D第20頁(yè)第21頁(yè)BD第22頁(yè)解析：由題意可知，彈簧秤是測(cè)量小桶重力，而與繩子長(zhǎng)短無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤，B正確；協(xié)力一定，當(dāng)兩繩夾角越大時(shí)，分力也越大，甲圖中繩拉力之間夾角小于乙圖中夾角，則甲圖中繩拉力比乙圖中小，故C錯(cuò)誤，D正確；故選B、D。第23頁(yè)兩人同拉一輛車以下列圖所表示，每人都用100牛力拉，車受到拉力一定是200牛嗎？提醒：不一定。兩個(gè)力協(xié)力并非等于兩個(gè)力大小之和，應(yīng)依據(jù)平行四邊形定則，用作圖或者計(jì)算方法求得協(xié)力。探究二求協(xié)力方法第24頁(yè)1．作圖法依據(jù)平行四邊形定則用作圖工具作出平行四邊形，然后用測(cè)量工具測(cè)量出協(xié)力大小、方向，詳細(xì)操作流程以下：第25頁(yè)2．計(jì)算法能夠依據(jù)平行四邊形定則作出分力及協(xié)力示意圖，然后由幾何知識(shí)求解對(duì)角線，即為協(xié)力。以下為求協(xié)力兩種特殊情況：第26頁(yè)第27頁(yè)尤其提醒：(1)作圖時(shí)，協(xié)力、分力要共點(diǎn)，實(shí)線、虛線要分清，標(biāo)度要唯一且適當(dāng)。(2)作圖法和計(jì)算法均為矢量運(yùn)算通用方法。第28頁(yè)第29頁(yè)解題指導(dǎo)：本題可用作圖法或計(jì)算法求解。(1)作圖法簡(jiǎn)單、直觀，是物理學(xué)中慣用方法之一，但不夠準(zhǔn)確。(2)在應(yīng)用計(jì)算法時(shí)，要畫出力合成示意圖。(3)兩力夾角為特殊角(如120°、90°等)時(shí)，應(yīng)用計(jì)算法求協(xié)力更簡(jiǎn)單。解析：把兩根鋼索拉力看成沿鋼索方向兩個(gè)分力，以它們?yōu)猷忂叜嫵鲆粋€(gè)平行四邊形，其對(duì)角線就表示它們協(xié)力。由對(duì)稱性可知，協(xié)力方向一定沿塔柱豎直向下。下面用兩種方法計(jì)算這個(gè)協(xié)力大?。旱?0頁(yè)解法一：作圖法以下列圖甲所表示，自O(shè)點(diǎn)引兩根有向線段OA和OB，它們跟豎直方向夾角都為30°。取單位長(zhǎng)度為1×104N，則OA和OB長(zhǎng)度都是3個(gè)單位長(zhǎng)度，作出平行四邊形和對(duì)角線OC。量得對(duì)角線OC長(zhǎng)為5.2個(gè)單位長(zhǎng)度，所以協(xié)力大小為F＝5.2×1×104N＝5.2×104N。第31頁(yè)第32頁(yè)B第33頁(yè)1．試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)(1)驗(yàn)證兩個(gè)力合成時(shí)平行四邊形定則。(2)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證力平行四邊形定則，培養(yǎng)用圖象法處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)并得出結(jié)論能力。2．試驗(yàn)原理若某個(gè)力F′作用效果與兩個(gè)力F1、F2共同作用效果都能使橡皮條伸長(zhǎng)到同一點(diǎn)，則F′為F1和F2協(xié)力，作出F′圖示，再依據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2協(xié)力F圖示，比較F′、F，分析在試驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否大小相等、方向相同。即可驗(yàn)證平行四邊形定則。探究三試驗(yàn)：驗(yàn)證力平行四邊形定則第34頁(yè)3．試驗(yàn)器材方木板、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)(兩個(gè))、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、三角板、刻度尺、圖釘(若干)、鉛筆。4．試驗(yàn)過(guò)程(1)釘白紙：用圖釘把白紙固定在水平桌面上方木板上。(2)拴繩套：用圖釘把橡皮條一端固定在板上A點(diǎn)，橡皮條另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套。第35頁(yè)第36頁(yè)(4)一個(gè)力拉：①只用一個(gè)測(cè)力計(jì)，經(jīng)過(guò)細(xì)繩把橡皮條上結(jié)點(diǎn)拉到一樣位置O。②記下測(cè)力計(jì)讀數(shù)和細(xì)繩方向。(5)重復(fù)：改變F1和F2夾角和大小，再做兩次。第37頁(yè)5．?dāng)?shù)據(jù)處理(1)理論值：在白紙上按百分比從O點(diǎn)開(kāi)始作出兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力F1和F2圖示，利用刻度尺和三角板依據(jù)平行四邊形定則求出協(xié)力F。(2)測(cè)量值：按一樣百分比用刻度尺從O點(diǎn)起作出一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)拉力F′圖示。(3)相比較：比較F′與用平行四邊形定則求得協(xié)力F在試驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)是否相等。第38頁(yè)6．操作技巧及注意事項(xiàng)(1)正確使用彈簧測(cè)力計(jì)①?gòu)椈蓽y(cè)力計(jì)選取方法：將兩只彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零后互鉤水平對(duì)拉，若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在對(duì)拉過(guò)程中，讀數(shù)相同，則可選；若讀數(shù)不一樣，應(yīng)另?yè)Q，直至相同為止。②彈簧測(cè)力計(jì)不能在超出它測(cè)量范圍情況下使用。③使用前要檢驗(yàn)指針是否在零刻度線上，不然應(yīng)校正零位。④被測(cè)力方向應(yīng)與彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向一致，拉動(dòng)時(shí)彈簧不可與外殼相碰或摩擦。⑤讀數(shù)時(shí)應(yīng)正對(duì)、平視刻度。第39頁(yè)(2)試驗(yàn)注意事項(xiàng)①不要直接以橡皮條端點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，可拴一短細(xì)繩連兩細(xì)繩套，以三繩交點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)，應(yīng)使結(jié)點(diǎn)小些，方便準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)結(jié)點(diǎn)O位置。②互成角度兩個(gè)力協(xié)力改變，看橡皮條結(jié)點(diǎn)O位置改變，而在每次試驗(yàn)中橡皮條結(jié)點(diǎn)位置一定不能改變。③經(jīng)驗(yàn)得知兩個(gè)分力F1、F2間夾角θ越大，用平行四邊形作圖得出協(xié)力F誤差也越大，所以試驗(yàn)中不要把θ角取得太大，普通以小于90°為最正確。橡皮條、細(xì)繩、測(cè)力計(jì)應(yīng)在同一平面內(nèi)，測(cè)力計(jì)掛鉤應(yīng)防止與紙面摩擦。第40頁(yè)④拉橡皮條細(xì)線要長(zhǎng)些，標(biāo)識(shí)每條細(xì)線方向方法是使視線經(jīng)過(guò)細(xì)線垂直于紙面，在細(xì)線下面紙上用鉛筆點(diǎn)出兩個(gè)定點(diǎn)位置，并使這兩個(gè)點(diǎn)距離要盡可能遠(yuǎn)些。⑤作圖要用尖鉛筆，圖百分比要盡可能大些，要用嚴(yán)格幾何方法作出平行四邊形，圖旁要畫出表示力百分比線段，且注明每個(gè)力大小和方向。第41頁(yè)第42頁(yè)B．只用一只彈簧測(cè)力計(jì)，經(jīng)過(guò)細(xì)繩拉橡皮條，使它伸長(zhǎng)量與兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)相同，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F′和記下細(xì)繩方向。請(qǐng)指出以上步驟中錯(cuò)誤或疏漏：A中是_________________________，B中是__________________________。(2)該學(xué)習(xí)小組糾正了(1)中問(wèn)題后，某次試驗(yàn)中兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉力F1、F2已在圖中畫出，圖中方格每邊長(zhǎng)度表示2N，O點(diǎn)是橡皮條結(jié)點(diǎn)，請(qǐng)用直角三角板嚴(yán)格作出協(xié)力F圖示，并求出協(xié)力大小為_(kāi)______________。沒(méi)有統(tǒng)計(jì)兩拉力方向沒(méi)有說(shuō)明要把結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)第43頁(yè)(3)乙圖是馬詩(shī)雨同學(xué)在白紙上依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果作出力示意圖，F(xiàn)和F′中______是F1和F2協(xié)力實(shí)際測(cè)量值。解題指導(dǎo)：掌握試驗(yàn)原理及操作步驟是解題關(guān)鍵。F′第44頁(yè)第45頁(yè)第46頁(yè)(1)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)紙如圖乙所表示，兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用時(shí)，O點(diǎn)為結(jié)點(diǎn)位置，拉力F1和F2方向分別過(guò)P1和P2點(diǎn)；一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí)，拉力F3方向過(guò)P3點(diǎn)。力F1大小如彈簧測(cè)力計(jì)所表示，F(xiàn)1＝______N(已知F2＝2.63N，F(xiàn)3＝4.41N)。(2)同學(xué)們?cè)诓僮鬟^(guò)程中有以下議論，其中正確是___。A．兩根細(xì)繩必須等長(zhǎng)B．彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行C．同一次試驗(yàn)中只要橡皮筋伸長(zhǎng)量相同，結(jié)點(diǎn)O點(diǎn)位置能夠變動(dòng)D．橡皮條應(yīng)該與兩繩夾角角平分線在同一直線上(3)請(qǐng)?jiān)诖痤}紙上作出F1和F2協(xié)力F(標(biāo)度已給出)；并求出協(xié)力F＝______N。2.92B4.30第47頁(yè)解析：(1)由圖知1N之間有10小格，一個(gè)小格代表0.1N，所以彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.92N。(2)經(jīng)過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧秤互成角度地拉橡皮條時(shí)，并非要求兩細(xì)繩等長(zhǎng)，故A錯(cuò)誤；測(cè)量力試驗(yàn)要求盡可能準(zhǔn)確，為了減小試驗(yàn)中因摩擦造成誤差，操作中要求彈簧秤、細(xì)繩、橡皮條都應(yīng)與木板平行，故B正確；本試驗(yàn)采取“等效法”，為了使兩次拉伸橡皮條效果相同，要求兩次拉橡皮條時(shí)必須將其結(jié)點(diǎn)拉至同一個(gè)位置，結(jié)點(diǎn)O點(diǎn)位置不能夠變動(dòng)，故C錯(cuò)誤；兩細(xì)線拉橡皮條時(shí)，只要確保拉到同一點(diǎn)即可，不一定橡皮條要在兩細(xì)線夾角平分線上，故D錯(cuò)誤，故選B。第48頁(yè)(3)依據(jù)平行四邊形定則先作出F2與F1協(xié)力，如圖所表示，由圖得F1、F2協(xié)力大小4.30N。第49頁(yè)素養(yǎng)提升第50頁(yè)1．平衡狀態(tài)：物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2．平衡條件：協(xié)力為零(共點(diǎn)力作用時(shí))。3．主要