力的合成
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第2讲力的合成与分解一、力的合成1.合力与分力(1)定义:如果几个力共同作用产生的效果与一个力的作用效果相同,这一个力就叫做那几个力的合力,那几个力叫做这一个力的分力。
(2)关系:合力与分力是等效替代关系。
2。
共点力作用在物体的同一点,或作用线的延长线交于一点的几个力.如图1均为共点力.图13.力的合成(1)定义:求几个力的合力的过程。
(2)运算法则①平行四边形定则:求两个互成角度的分力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。
如图2甲所示,F1、F2为分力,F为合力.图2②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的首到第二个矢量的尾的有向线段为合矢量.如图乙,F1、F2为分力,F为合力.自测1(多选)关于几个力及其合力,下列说法正确的是()A。
合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同B.合力与原来那几个力同时作用在物体上C。
合力的作用可以替代原来那几个力的作用D。
求几个力的合力遵循平行四边形定则答案ACD自测2教材P64第4题改编(多选)两个力F1和F2间的夹角为θ,两力的合力为F.以下说法正确的是()A。
若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F就越大B.合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大C。
如果夹角θ不变,F1大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大D。
合力F的作用效果与两个分力F1和F2共同产生的作用效果是相同的答案AD二、力的分解1.定义:求一个力的分力的过程。
力的分解是力的合成的逆运算。
2。
遵循的原则(1)平行四边形定则。
(2)三角形定则。
3.分解方法(1)效果分解法。
如图3所示,物体重力G的两个作用效果,一是使物体沿斜面下滑,二是使物体压紧斜面,这两个分力与合力间遵循平行四边形定则,其大小分别为G1=G sin θ,G2=G cos θ.图3(2)正交分解法.自测3已知两个共点力的合力为50 N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为30 N。
初中物理《力的合成》教案初中物理《力的合成》教案(通用8篇)作为一无名无私奉献的教育工作者,编写教案是必不可少的,通过教案准备可以更好地根据具体情况对教学进程做适当的必要的调整。
优秀的教案都具备一些什么特点呢?下面是小编为大家收集的初中物理《力的合成》教案,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
初中物理《力的合成》教案篇1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二力的合力、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、能够通过实验演示归纳出互成角度的两个共点力的合成遵循平行四边形定则;2、通过作图法培养学生解决问题的能力情感、态度与价值观1、培养学生的物理思维能力和科学研究的态度。
2、培养学生热爱生活、事实求是的科学态度,激发学生探索与创新的意识。
教学重点1、合力与分力的关系。
2、力的平行四边形定则的理解和应用。
教学过程引入新课请一位同学提起重为200N的一桶水,请分析该同学施加的提水的力为多大?然后请两同学一起提起水桶,分析提水桶的有几个力?从效果上看跟刚才用一个力提一样吗?通过实践体验,让学生体会一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同。
引导学生思考:生活中还有哪些事例是说明几个力与一个力的作用效果相同的?举例:用两条细绳吊着日光灯、很多只狗拉着雪撬前进。
通过列举生活中的实例,进一步体会一个力可以与几个力的作用效果相同。
培养学生观察生活的能力,同时激发学生对生活的热爱。
启发引导同学找出这些例子的共性,给出合力和分力的概念。
进行新课一、共点力的概念:1、什么样的力是共点力?2、你认为在掌握共点力的概念时应注意些什么问题?3、教师利用计算机网络出示图片:大吊车吊起物体;人担水;举重;比萨斜塔等。
吊车吊起物体时钩子受的力为共点力吗?人担水时担子受到的力为共点力吗?举重运动员举起的重物受到的力为共点力吗?比萨斜塔受几个力作用?它们是共点力吗?今天我们学习的是共点力的合成。
力的合成与分解一、共点力作用于同一物体且作用线能够相交于一点的几个力,称之为共点力。
二、力的合成1、合力与分力如果一个力作用在物体上与几个力共同作用在物体上产生的效果相同,那么这个力就是那几个力的合力,那几个力就是这个力的分力。
相同的效果包括使物体产生相同的形变或是使物体产生相同的加速度。
2、合力与分力的关系合力与分力是一种等效代换的关系。
下图中,物体在力F作用下处于静止状态,在力 F1、F2共同作用下也能处于静止状态,即F1、F2共同作用的效果与力F单独作用的效果相同,于是F是F1、F2的合力;F1、F2是力F的分力,从作用效果上可以相互替换。
即,对于下图而言,可以认为没有F1、F2作用,而是有力F作用,替换后,物体的运动状态保持不变。
3、力的合成(1)力的合成:已知分力求合力的过程称为力的合成。
(2)平行四边形定则:以表示两个分力的线段为邻边作平行四边形,该平行四边形的对角线表示合力的大小和方向。
2.力的平行四边形定则求两个互成角度的力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,它的对角线就表示合力的大小和方向.F1F2FOF1F2FO说明:①矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则(可简化成三角形定则)②力的合成和分解实际上是一种等效替代.③由三角形定则还可以得到一个有用的推论:如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形,则这n个力的合力为零.④在分析同一个问题时,合矢量和分矢量不能同时使用.也就是说,在分析问题时,考虑了合矢量就不能再考虑分矢量;考虑了分矢量就不能再考虑合矢量.⑤矢量的合成分解,一定要认真作图.在用平行四边形定则时,分矢量和合矢量要画成带箭头的实线,平行四边形的另外两个边必须画成虚线.各个矢量的大小和方向3.根据力的平行四边形定则可得出以下几个结论:①共点的两个力(F1、F2)的合力(F)的大小,与它们的夹角(θ)有关;θ越大,合力越小;θ越小,合力越大.F1与F2同向时合力最大;F1与F2反向时合力最小,合力的取值范围是:_____________≤F≤________________.②合力可能比分力大,也可能比分力小,也可能等于某一分力.③共点的三个力,如果任意两个力的合力最小值小于或等于第三个力,那么这三个共点力的合力可能等于零.(3)三角形定则与多边形定则4、两个共点力的合成总结(1)两个分力在一条直线上且同向时,它们的合力大小为两力之和,方向同两力方向。
第三讲 力的合成与分解知识点一:力的合成合力与分力:如果一个力作用在物体上,它产生的效果跟几个力共同作用在物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,而那几个力叫做这个力的分力 力的合成:求几个已知力的合力叫做力的合成①共点力:几个力如果都作用在物体的同一点上,或者它们的作用线相交于同一点,这几个力叫共点力 ②平行四边形定则:根据两个分力的大小和方向,用力的图示法,从力的作用点起,按同一标度作出两个分力 F 1、F 2,以F 1、F 2为邻边作平行四边形,它的对角线就表示合力的大小及方向③矢量三角形法则:将两分力F 1、F 2首尾相接(有箭头的叫尾,无箭头的叫首),由F 1的首端指向F 2的尾端 的有向线段即为合力F 的大小及方向二力合成:2121F FF F F +≤≤-合,θ越大,F 合越小 ①当︒=0θ时,即两个力的方向一致,21F F F +=合,为最大②当︒=180θ时,即二力方向相反,21-F F F =合,为最小,且方向与较大的力的方向一致③当︒=90θ时,2221F F F +=合,12tan F F =θ④当︒=120θ,且F 1=F 2时,F 合=F 1=F 2,合力的方向在两分力的夹角平分线上 题型一、概念理解1. 关于两个大小不变的共点力与其合力的关系,下列说法正确的是( )A 合力大小随两力夹角增大而增大B 合力的大小一定大于分力中最大者C 两个分力夹角小于180°时,合力大小随夹角减小而增大D 合力的大小不能小于分力中最小者 2、 关于共点力,下列说法中不正确的是( )A 作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,这两个力是共点力B 作用在一个物体上的两个力,如果是一对平衡力,则这两个力是共点力C 作用在一个物体上的几个力,如果它们的作用点在同一点上,则这几个力是共点力D 作用在一个物体上的几个力,如果它们力的作用线汇交于同一点,则这几个力是共点力 3、 关于两个分力F 1、F 2与它们的合力F ,下列说法中正确的是( )A 合力F 的作用效果一定与F 1 , F 2共同作用产生的效果相同B F 1、 F 2一定是同种性质的力C F 1、 F 2 不一定是同一个物体受的力D F 1、F 2与F 是物体同时受到的三个力 4、 关于合力与其两个分力的关系,下列说法正确的是( )A 合力的大小一定大于小的分力,小于大的分力B 合力的大小随分力夹角的增大而增大C 合力的大小一定大于任何一个分力D 合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力题型二、力的合成1. 如下图所示,F 1、F 2、F 3恰好构成封闭的直角三角形,这三个力的合力最大的是( )2. 作图求下图所示各种情况下三个力的合力大小( )3. 如图所示,重为100N 的物体在水平向左的力F =20N 作用下,以初速度v 0沿水平面向右滑行。
力的合成和分解的计算力的合成和分解是力学中常见的基础概念,它们在解决力的平衡和运动问题中起到重要的作用。
本文将针对力的合成和分解的计算方法进行详细介绍。
一、力的合成计算力的合成是指将多个力按照一定的方法合成为一个力的过程。
常见的合成方法有几何法和分解法。
在进行合成计算时,我们需要知道每个力的大小和方向。
以几何法为例,假设已知两个力F1和F2,它们的大小分别为F1和F2,方向分别为α1和α2(α表示与某一参考方向的夹角),则它们的合力F的大小可以按照以下公式计算:F = √(F1^2 + F2^2+ 2F1F2cos(α1-α2))其中,cos(α1-α2)表示两个力之间的夹角余弦值。
此外,合力的方向可以通过以下公式计算:tanθ = (F2sinα2 + F1sin(α1-α2))/(F2cosα2 + F1cos(α1-α2))其中,θ表示合力与参考方向的夹角。
二、力的分解计算力的分解是指将一个力拆分为多个分力的过程。
常见的分解方法有几何法和分解法。
以几何法为例,假设已知一个力F,我们需要将其分解为两个分力F1和F2,使得F1与某一参考方向夹角为α1,F2与某一参考方向夹角为α2。
分力的大小和方向可以通过以下公式计算:F1 = Fcosα1F2 = Fcosα2其中,α1和α2可以根据问题给出或通过其他已知条件计算得到。
三、力的合成和分解计算实例下面通过一个实例来说明力的合成和分解的计算方法。
假设有两个力F1和F2,它们的大小分别为10N和15N,夹角为30度。
我们需要计算它们的合力大小和方向。
根据合成计算公式,我们可以得到:F = √(10^2 + 15^2 + 2*10*15cos30°) ≈ 23.51N根据方向计算公式,我们可以得到:tanθ = (15*sin30° + 10*sin(-30°))/(15*cos30° + 10*cos(-30°)) ≈ 0.268θ ≈ 15.19°因此,合力的大小约为23.51N,与参考方向夹角约为15.19°。
力的合成和力的分解定律力的合成和力的分解定律是物理学中的重要概念,主要涉及力的合成、力的分解和力的平行四边形法则。
一、力的合成力的合成是指多个力共同作用于一个物体时,可以将其看作一个总力的作用。
根据平行四边形法则,多个力的合力等于这些力的矢量和。
即在力的图示中,将各个力的箭头首尾相接,形成一个闭合的矢量图形,这个图形对角线所表示的力就是多个力的合力。
二、力的分解力的分解是指一个力作用于一个物体时,可以将其分解为多个分力的作用。
根据平行四边形法则,一个力可以被分解为两个分力,这两个分力分别与原力构成两个力的矢量和。
在力的图示中,将原力的箭头分别与两个分力的箭头首尾相接,形成一个闭合的矢量图形,这个图形对角线所表示的力就是原力。
三、力的平行四边形法则力的平行四边形法则是描述力的合成和分解的基本规律。
根据该法则,多个力共同作用于一个物体时,它们的合力等于这些力的矢量和。
同样地,一个力可以被分解为两个分力,这两个分力的合力等于原力。
在力的图示中,力的合成和分解都遵循平行四边形法则,即各个力的箭头首尾相接,形成一个闭合的矢量图形,这个图形对角线所表示的力就是合力或分力。
力的合成和力的分解定律在实际生活中有广泛的应用,如物理学中的力学问题、工程设计、体育竞技等。
通过力的合成和分解,可以简化复杂力的计算,便于分析和解决问题。
综上所述,力的合成和力的分解定律是物理学中的重要概念,掌握这些知识有助于更好地理解和解决力学问题。
习题及方法:1.习题:两个力F1和F2,F1 = 5N,F2 = 10N,它们之间的夹角为60度,求这两个力的合力。
解题方法:根据力的合成,将两个力的矢量和画在一个坐标系中,将F1和F2按照夹角60度画出矢量图,然后用平行四边形法则求出合力。
答案:合力F = √(F1² + F2² + 2F1F2cos60°) = √(5² + 10² + 2510*0.5) = 15N。
力的合成与分解的基本原理力是物体之间相互作用的结果,它可以通过合成与分解的方式进行研究与分析。
本文将介绍力的合成与分解的基本原理,并探讨在物体平衡条件下的应用。
一、力的合成原理力的合成是指将多个力按照一定的几何关系合并成一个等效力的过程。
根据力的合成原理,可以将多个力合成为一个等效力,其大小和方向可由向量相加的方法得到。
在平面方向上,两个力F1和F2的合力F可以通过平行四边形法则求得。
首先,将F1和F2的起点相连,形成一个平行四边形;然后,通过平行四边形的对角线得到合力F的大小和方向。
图示如下:[插入示意图]在空间方向上,两个力F1和F2的合力F可以通过三角形法则求得。
首先,将F1和F2的起点相连,形成一个三角形;然后,通过三角形的第三边得到合力F的大小和方向。
图示如下:[插入示意图]对于多个力的合成,可以按照以上原理进行重复操作,直至得到最终的合力。
二、力的分解原理力的分解是指将一个力分解成多个力的过程。
根据力的分解原理,可以将一个力分解为多个垂直于彼此的分力,其大小和方向可由向量减法的方法得到。
在平面方向上,力F可以被分解为与坐标轴平行的两个分力F1和F2。
可以根据三角函数将力F分解为F1和F2的过程如下:F1 = F * cosθF2 = F * sinθ在空间方向上,力F可以被分解为与三个坐标轴正交的三个分力F1、F2和F3。
可以利用向量减法将力F分解为F1、F2和F3的过程如下:F1 = F * cosαF2 = F * cosβF3 = F * cosγ三、力的合成与分解在物体平衡条件下的应用在物体平衡条件下,合力与分力之间存在着特定的关系。
根据力的平衡条件,物体在平衡状态下合力为零,即所有的合力相互抵消。
利用力的合成与分解原理,可以确定物体各个方向上的分力,并进一步分析物体的平衡条件。
例如,在一个平面上有多个施加在物体上的力,通过合成这些力可以得到合力,若合力不为零,则物体将产生加速度;而若合力为零,则物体处于平衡状态。
F 1F2 FOF1F2FO力的合成和分解解题技巧一.知识清单:1.力的合成(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)。
力的平行四边形定则是运用“等效”观点,通过实验总结出来的共点力的合成法则,它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。
(2)平行四边形定则可简化成三角形定则。
由三角形定则还可以得到一个有用的推论:如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形,则这n个力的合力为零。
(3)共点的两个力合力的大小范围是|F1-F2| ≤F合≤F1+F2(4)共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零。
2.力的分解(1)力的分解遵循平行四边形法则,力的分解相当于已知对角线求邻边。
(2)两个力的合力惟一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果来分解。
(3)几种有条件的力的分解①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯一解。
②已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,有唯一解。
③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不惟一。
④已知一个分力的大小和另一个分力的方向,求这个分力的方向和另一个分力的大小时,其分解方法可能惟一,也可能不惟一。
(4)用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:①当已知合力F的大小、方向及一个分力F1的方向时,另一个分力F2取最小值的条件是两分力垂直。
如图所示,F2的最小值为:F2min=F sinα②当已知合力F的方向及一个分力F1的大小、方向时,另一个分力F2取最小值的条件是:所求分力F 2与合力F 垂直,如图所示,F 2的最小值为:F 2min =F 1sin α③当已知合力F 的大小及一个分力F 1的大小时,另一个分力F 2取最小值的条件是:已知大小的分力F 1与合力F 同方向,F 2的最小值为|F -F 1|(5)正交分解法:把一个力分解成两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法。
3.4力的合成1.合力与分力(1)定义:一个力产生的效果跟原来几个力的共同效果,这个力就叫做那几个力的,原来的几个力叫做。
(2)关系:合力与分力之间是“”关系。
2.力的合成(1)定义:求几个力的的过程叫做力的合成。
力的合成实际上就是要找一个力去代替几个已知的力,而不改变其作用效果,即合力和分力可以。
(2)平行四边形定则:两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作,这两个邻边之间的对角线就代表,这个法则叫做平行四边形定则。
关键一点:(1)合力与分力满足平行四边形定则而不是算术法则,故合力可以大于、等于或小于分力。
(2)不仅力的合成遵循平行四边形定则,一切矢量的运算都遵循这个定则。
3.合力与分力的关系1、两个力在同一直线上:两个力同向时,两个力的合力等于两个力的‗‗‗‗‗‗‗‗,即‗‗‗‗‗‗‗‗‗,方向与‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗。
两个力反向时,两个力的合力等于两个力的‗‗‗‗‗‗‗‗,即‗‗‗‗‗‗‗‗,方向与大的力同向。
2、两分力大小一定时,夹角θ越大,合力就越小,夹角θ越小,合力越大。
(1)当θ=0°时,(两个分力方向相同)合力最大,F =‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗(合力与分力同向)(2)当θ=180°时(两个分力方向相反)合力最小,F=‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗(合力与分力中较大的力同向)(3)合力的取值范围,‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗‗。
3、合力可能大于某一分力,可能等于某一分力,也可能小于某一分力。
4、合力不变的情况下,夹角越大,两个等值分力的大小越大。
5、两个力夹角θ一定,F1大小不变,增大F2,其合力F怎样变化?①当θ≤90°时,F合变大。
②当θ>90°时,F合先变小后变大。
4.多力合成的方法先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,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。
第二章力的平衡§2力的合成与分解【知识梳理】一、力的合成1.两个力共同作用在一个物体上,它们的作用效果可以用一个力替代,用来等效替代两个力的这个力叫做那两个力的,依据两个力各自的大小、方向,运用一定的法则,求出能等效替代它们的一个力的方法叫做。
答案:合力,力的合成。
2.已知作用在某物体上的两个力,以表示这两个力的线段为做出平行四边形,则平行四边形的对角线表示,测出或算出对角线的长度,就是,测出或算出对角线与表示其中的某一个力的线段的夹角,可表示。
答案:邻边,合力,合力的大小,合力的方向。
3.两个大小分别为F1、F2的力,当它两方向间的夹角为0o时,合力的大小为F= ;当它两方向间的夹角为180o时,合力的大小为F= ;当它两方向间的夹角大于0o小于180o时,由三角形三边关系可知,合力大小的取值范围为 <F< 。
概括以上结论,两力的大小与其合力的大小满足关系:≤F≤。
答案:,;,。
4.两个力的合力的大小,可以等于两力中的某个力,可以两力中的某个力,可以两力中的某个力。
答案:大于,小于。
二、力的分解5.作用在一个物体上的一个力的作用效果,可以用作用在该物体上的两个力等效替代,等效替代某个力的两个力,叫做该力的,被等效替代的做;已知一个力的大小及方向,求出等效替代该力的两个力的大小及方向,叫做。
答案:分力,合力;力的分解。
6.已知一个力,求它的两个分力,运用的法则是。
以要分解的这个力为对角线,做出平行四边形,则平行四边形的表示两个分力。
一般来说,运用平行四边形定则,可将一个力分解为无数对分力,但若已知两分力的或其中一个分力的,力的分解的结果是唯一的。
答案:平行三边形法则,邻边,方向,大小及方向7.将一个力分解为两个分力,分力可以大于合力,可以合力,可以合力。
将大小为F的一个力运用平行四边形定则分解为大小分别为F1、F2的两个力,则它们的大小之间满足关系:≤F≤。
答案:等于,小于;,三探究力的合成规律1. 在做《探究共点力合成的规律》的实验时,需要的器材有:方木板、白纸、细绳套两个,三角板、刻度尺、图钉几个,还需要。
FF 1F 2F力的合成和分解一、力的合成1.一个力产生的效果如果能跟原来几个力共同产生的 ,这个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力.求几个力的合力叫 .合力和分力的关系:等效..替代关系,并不同时作用于物体上,所以不能把合力和分力同时当成物体受的力。
2.共点力:几个力如果都作用在物体的 ,或者它们的 相交于同一点,这几个力叫做共点力.3.力的合成:已知分力求合力的过程。
在一条直线上的两个力F 1、F 2的合成:两个力的方向相同时,合力大小为 ,合力方向 两个力的方向相反时,合力大小为 ,合力方向 4.力的平行四边形定则:求两个互成角度的共点力的合力,可以用表示这两个力的线段为作 , 就表示合力的大小和方向,这就是力的平行四边形定则.5.三角形定则:把两个矢量首尾相接,从而求出合矢量的方法.由三角形定则还可以得到一个有用的推论:如果n 个力首尾相接组成一个封闭多边形,则这n 个力的合力为零。
6.两个力的合力:当F 1与F 2同向时,合力最大,F max = F 1+F 2 合力方向与这两个力的方向相同。
当F 1与F 2反向时,合力最小,F min = |F 1-F 2| 合力方向与较大的那个力方向相同。
范围: |F 1-F 2| ≤ F 合≤ F 1+F 2合力大小与二分力间的夹角的关系:两个大小一定的分力F 1、F 2,合力随它们间夹角的增大而减小。
合力大小与分力大小之间的关系:合力可能大于两分力,也可能小于两分力,也可能比一个大比另一个小,也可能等于两分力。
7.两个以上力的合成先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,以此类推,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。
8.三个共点力的合成范围①最大值:三个力同向时,其合力最大,为F max =F 1+F 2+F 3.②最小值:先找任意两个力的合力范围,若第三个力在此范围内,则F min =0;如果不在,则合力的最小值为F min =F 1-|F 2+F 3|(F 1为三个力中最大的力).9. (1)矢量:既有大小又有方向的量.相加时遵从平行四边形定则.(2)标量:只有大小没有方向的量.求和时按代数法则相加.【例1】物体受到互相垂直的两个力F 1、F 2的作用,若两力大小分别为53N 、5 N ,求这两个力的合力.【例2】物体受到大小相等的两个拉力的作用,每个拉力都是2N,两个力的夹角为α,求这两个力的合力大小。
3.4力的合成
【教学目标】
1.知识与技能
(1)能从力的作用的等效性来理解合力及力的合成。
(2)能通过实验探究求合力的方法:平行四边形定则,并知道这是矢量运算的普遍法则。
(3)知道合力的大小和分力间夹角的关系。
2.过程与方法
(1)初步体会“等效代替”的物理思想方法。
(2)尝试应用探究实验的方法研究共点力合成的平行四边形定则。
3.情感、态度与价值观
(1)通过小组协作完成实验探究和实验结果的分析与互评,激发团队协作精神和实事求是的科学态度。
(2)在实验的过程中,培养动手操作能力、物理思维能力和科学态度,掌握正确的方法,结果要符合实验数据,培养学生实事求是的求实精神。
【重点难点】
1.教学重点
理解合力与分力的关系;平行四边形定则。
2.教学难点
合力的大小与分力间夹角的关系;由代数的“求和”到矢量的“合成”的“数”、“形”观念的建立。
【教学过程】
如下图所示,一个人用力F可以把一筒水慢慢地提起,图乙是两个人分别用F1、F2两个力把同样的一筒水慢慢地提起。
那么力F的作用效果与F1、F2的共同作用的效果如何?
生:效果是一样的。
师:这就是等效思想的应用。
物理中如果一个力F能代替其他两个力F1与F2的共同效果,力F就叫做F1与F2的合力。
如果我们要求F1和F2的合力,
就叫力的合成。
板书合力、分力以及力的合成概念
一、几个基本概念
1、合力和分力
如果几个力同时作用时产生的作用效果与某一个力单独作用的效果相同,则这一个力就称为那几个力的合力,那几个力称为这一个力的分力。
2、力的合成:
求几个力的合力的过程
等效代替
分力
合力
二、探究求合力的方法
1、问题
那么,分力和合力之间存在怎样的关系呢?力的合成又遵循什么规律?
2、力的合成规律
①方向在同一直线上的几个力的合成运算
同向相加
使用直接加减的方法
反向相减
②互成角度的力求合力——平行四边形定则
求两个力的合力时,可分别用表示这两个力的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,这叫做力的平行四边形定则。
学生讨论:如何解三角形
补充介绍:余弦定律
3、合力与分力间夹角θ关系
=F1+F2 合力方向与两个力的方向相同①θ=0°时,即F1、F2共线同方向:F
合
②θ=180°时,即F1、F2共线反方向:
F合=|F1-F2|合力方向与分力F1、F2中较大的方向相同。
随F1和F2的夹角增大而减小
③夹角θ越大,合力就越小:F
合
≤ F1+F2
④合力的取值范围:|F1-F2|≤F
合
⑤F
可能大于、等于、小于F1、F2
合
4、多个力的合成
先求F1和F2的合力F4,再求F4与F3的合力F
合
5、作图时的注意事项:
1、合力、分力要共点,实线、虚线要分清
2、合力、分力的标度要相同,作图要准确
3、对角线要找准
4、力的箭头别忘画
三、共点力和非共点力
1、共点力:几个力如果都作用在物体的同一点上,或者他们的作用线相交于同
一点上,这几个力叫:共点力
2、非共点力:力不但没有作用在同一点上,它们的延长线也不能相交于一点。
注:力的合成的平行四边形法则,只适用于共点力。