第三章

相互作用—力物理第4節(jié)

力的合成與分解1.知道合力和分力的概念,理解合力和分力的等效替代關(guān)系,體會(huì)物理學(xué)中常用的研究方法——等效替代法。2.能夠通過實(shí)驗(yàn)探究,得出力的合成和分解遵從的法則——平行四邊形定則。3.會(huì)利用作圖和三角函數(shù)知識(shí)求解合力或者分力,知道合力的大小與分力間夾角的關(guān)系。4.能區(qū)分矢量和標(biāo)量,知道矢量相加遵從平行四邊形定則,標(biāo)量相加遵從算術(shù)法則。學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn):得出平行四邊形定則的實(shí)驗(yàn)過程、平行四邊形定則的應(yīng)用。難點(diǎn):引導(dǎo)學(xué)生自己完成實(shí)驗(yàn),并得出力的合成和分解滿足平行四邊形定則這一結(jié)論。學(xué)習(xí)重難點(diǎn)探究活動(dòng)：兩位同學(xué)一起把彈簧拉長，一個(gè)同學(xué)自己也可以使彈簧發(fā)生同樣的形變。從把彈簧拉長的效果來看,兩組同學(xué)活動(dòng)的效果相同的嗎？F1F2FFF1F2思考：1.當(dāng)兩個(gè)力共同作用和一個(gè)力單獨(dú)的作用效果相同時(shí),它們之間是否可以相互替代?2.舉例說明生活中還有哪些情況兩個(gè)力可以被一個(gè)力等效替代？新知導(dǎo)入一、分力與合力一個(gè)力對(duì)物體作用產(chǎn)生的效果和幾個(gè)力共同作用效果相同時(shí)，這個(gè)力叫那幾個(gè)力的合力，那幾個(gè)力叫這個(gè)力的分力。1．分力與合力：合力分力效果相同等效替代2.思考：力的合成和分解遵循什么規(guī)律？力的分解：求一個(gè)力的分力的過程。3.力的合成：求幾個(gè)力的合力的過程。新知講解提出問題：二、力的合成和分解5FF=F

1+F2？4F

3F若兩個(gè)力成一定的角度,則分力與合力的關(guān)系?新知講解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：小組交流討論：探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律1．研究對(duì)象是誰?如何得到合力F與分力F1、F2?怎樣保證合力與分力的作用效果相同？

2．實(shí)驗(yàn)過程中需要記錄哪些數(shù)據(jù)?力的方向如何確定？如何準(zhǔn)確直觀地描述力的大小和方向?

3．為減小誤差測量時(shí)要注意哪些問題？新知講解1.同一次實(shí)驗(yàn)橡皮條的結(jié)點(diǎn)要拉到同一個(gè)位置O。3.彈簧測力計(jì)要校零,讀數(shù)時(shí)正視刻度,應(yīng)使拉力沿著彈簧的軸線方向,橡皮條、彈簧測力計(jì)和細(xì)繩套要與紙面平行,選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度作力的圖示,所作的圖不宜過小或過大。2.要記錄結(jié)點(diǎn)的位置,用力的圖示描述力的大小和方向,在實(shí)驗(yàn)過程中記錄力的方向(結(jié)合初中所學(xué)的兩點(diǎn)確定一條直線的規(guī)律,沿著細(xì)繩套點(diǎn)兩個(gè)點(diǎn),其連線方向就是力的方向）。探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律新知講解進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：小組活動(dòng)1.測量分力F1、F2和它們的合力F的大小和方向。

小組活動(dòng)2.選擇適當(dāng)?shù)臉?biāo)度，用力的圖示準(zhǔn)確畫出分力F1、F2和它們的合力F，并觀察猜想它們的關(guān)系。分析與論證：OF1F2F實(shí)驗(yàn)結(jié)論：兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向。這個(gè)法則叫平行四邊形定則。三、矢量和標(biāo)量【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P70“矢量和標(biāo)量”,并對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)。矢量：既有大小，又有_________,相加時(shí)遵從___________的物理量叫做矢量，如：_______________________。2.

標(biāo)量：只有大小,_________方向,求和時(shí)遵從___________的物理量叫做標(biāo)量，如：_______________________。方向位移、速度、加速度、力沒有算數(shù)法則質(zhì)量、路程、功、電流平行四邊形定則新知講解【例題1】用作圖法畫出夾角分別為60°、90°、120°、150°的兩個(gè)力的合力.求它們的夾角是0°和180°時(shí)的合力.比較求得結(jié)果,并思考討論下列問題:FFFF思考:(1)兩個(gè)分力的夾角不同它們的合力是否相同？(2)合力一定比分力大嗎？

(3)當(dāng)兩個(gè)分力大小一定時(shí),合力隨分力夾角變化而變化的規(guī)律是什么?何時(shí)合力最大?何時(shí)合力最小?合力的取值范圍是什么?典例探究1.當(dāng)兩個(gè)分力大小不變，合力的大小隨著兩個(gè)分力夾角的增大而

。2.兩個(gè)力的合力大小的取值范圍：

。小結(jié)兩力合成的變化規(guī)律：

|F1-F2|≤F≤F1+F2

減小兩人一般心，無錢堪買金；一人一般心，有錢難買針?！对鰪V賢文》F沒有條件限制，一個(gè)力可分解為無數(shù)組不同的分力思考：如果已知合力F，該如何求它的分力呢？若沒有條件限制，將一個(gè)力F分解，結(jié)果是唯一的嗎？如圖，把一個(gè)物體放在傾角為θ的斜面上，物體受重力G(物體還受到其他力的作用,圖中沒有畫出)。現(xiàn)在需要沿平行于斜面方向和垂直于斜面方向?qū)ξ矬w的運(yùn)動(dòng)分別進(jìn)行研究，請(qǐng)把重力沿平行于斜面和垂直于斜面方向分解為F1和F2，求兩個(gè)分力的大小。F1=Gsinθ，F(xiàn)2=Gcosθ拓展延伸:高架橋?yàn)槭裁葱枰荛L的引橋?【例題2】典例探究【變式訓(xùn)練】圖甲為斧頭劈開樹樁的實(shí)例，樹樁容易被劈開是因?yàn)榕蔚母h在砍進(jìn)木樁時(shí)，斧刃兩側(cè)會(huì)對(duì)木樁產(chǎn)生很大的側(cè)向壓力，將此過程簡化成圖乙中力學(xué)模型，斧頭截面為等腰三角形，斧鋒夾角為θ，且被施加一個(gè)豎直向下的力F，則下列說法正確的是（

）A．斧鋒夾角越小，斧頭對(duì)木樁的側(cè)向壓力越大B．斧鋒夾角越大，斧頭對(duì)木樁的側(cè)向壓力越大C．施加的力F越大，斧頭對(duì)木樁的側(cè)向壓力越大D．施加的力F越小，斧頭對(duì)木樁的側(cè)向壓力越大解析：將力F分解為垂直截面的兩個(gè)分力，則即則斧鋒夾角θ越小，斧頭對(duì)木樁的側(cè)向壓力越大；施加的力F越大，斧頭對(duì)木樁的側(cè)向壓力越大。答案：AC課堂練習(xí)1.(多選題)以下關(guān)于分力與合力關(guān)系的敘述中，正確的是（）A．合力與分力同時(shí)作用于物體上B．合力可能小于它的任意一個(gè)分力C．兩個(gè)分力大小一定，夾角越大，合力越大D．合力的大小可能等于其中一個(gè)分力的大小答案:BD2.兩個(gè)共點(diǎn)力,一個(gè)力F1=40N,另一個(gè)力為F2,它們的合力F=100N,則F2的大小可能是(

)A.20N B.40N C.80N D.160N答案:C課堂練習(xí)

答案:B課堂練習(xí)4.如圖所示,兩個(gè)體重相同的小孩甲、乙靜止坐在秋千上,則下面的敘述正確的是(

)A.甲繩子的拉力大B.乙繩子的拉力大C.甲、乙繩子的拉力一樣大D.不確定答案:B課堂練習(xí)5.(多選題)如圖所示,重為G的物體靜止在傾角為α的斜面上,將重力G分解為垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么(

)A.F1就是物體對(duì)斜面的壓力B.物體對(duì)斜面的壓力方向與F1方向相同,大小為GcosαC.物體只受重力、支持