力的合成--丁新
力的合成ppt课件
3.实验思路
(1)合力F的确定:一个力F可以使汇力圆环与平板上的定位圆重合,两个 力F1、F2共同作用,也能使汇力圆环与平板上的定位圆重合,则F的作用效 果与F1和F2共同作用效果相同,则F是F1和F2的合力。 (2)合力F与分力F1、F2的关系:作出力F1、F2及F的图示,观察三个力所构
类型 两分力 相互垂直
两分力等大, 夹角为 θ
作图
合力的计算
大小:
F= F21+F22
方向:tan θ=FF12
大小:F=2F1cos
θ 2
(当 θ=120°时,F1=F2=F)
方向:F 与 F1 的夹角为2θ
多力合成的方法:逐次合成法 F123
F1234 F12
F2
F3 F1
先求出任意两个力的合力,再
1.(合力和分力的关系)(多选)对作用在同一物体上大小不等的两个力进 行合成,则( CD )
A.合力一定大于每个分力 B.合力可能同时垂直于两个分力 C.合力的方向可能与一个分力的方向相反 D.两个大小不变的分力的夹角在0°到180°之间变化时,夹角越小,合 力越大
3.(二力的合成)(2023·广东广州高一期中)两个力大小相等,当它们夹
当两分力的大小不变,夹角越大,合力怎样变化?
F1
F1
F
F1 F1 F2
F1 F2 F F1 F2
当两分力F1、F2大小一定,夹角θ从0°增大到180°,合力大小随夹 角θ的增大而减小。
合力一定,两等大分力随它们之间的夹角变化而如何变化? 合力不变,分力随分力的夹角增大而增大
合力与分力间的关系
三角形定则
合矢量
把两个矢量首尾相接从而 求出合矢量的方法叫做三 角形定则
新课标下《力的合成》的教学反思
新课标下《力的合成》的教学反思1. 引言1.1 引言在新课标下,《力的合成》这一教学内容,为学生提供了丰富的学习机会,使他们可以深入理解力的合成原理和应用。
本篇文章将对新课标下《力的合成》的教学进行反思和探讨,从教学内容的分析、教学方法的探讨、学生学习主体性的培养、教学资源的优化利用和实施课标的考量等方面展开探讨。
通过对这些方面的深入分析,旨在提高教学质量,激发学生学习的主动性,促进知识的消化和运用。
引言部分将从新课标下《力的合成》的意义和重要性入手,以及教师对于新教学内容的准备和思考,引出本文的主要内容和目的。
力的合成作为物理学中的重要知识点,对于学生的科学素养和综合能力的提升具有重要意义。
本文将从多个角度出发,对于如何有效教学力的合成进行深入的探讨和反思。
2. 正文2.1 教学内容的分析在新课标下的《力的合成》教学中,教学内容的分析至关重要。
首先要明确力的合成是指两个力合成一个力的过程,是力的基本运算规律之一。
在教学内容设计中,应该首先介绍力的概念和基本性质,让学生理解力的作用、方向和大小等基本概念。
接着要引入力的合成的概念,让学生了解两个力的合成方向和大小的计算方法。
通过具体的例题演练,引导学生掌握力的合成的基本技巧。
在教学内容的分析中,还应该注重引导学生深入理解力的合成在实际问题中的应用。
可以通过生活中的实例或者工程实践案例来阐述力的合成在力学问题中的重要性。
也可以引导学生思考力的合成在日常生活中的应用,从而提高学生对力学原理的认识和理解。
教学内容的分析要求教师结合学生的实际情况和认知水平,设计生动有趣的教学内容,引导学生主动学习,提高他们对力学知识的掌握和理解水平。
通过科学合理的内容设计,可以更好地提高教学效果,激发学生学习的热情,培养他们的学习兴趣和学习能力。
2.2 教学方法的探讨教学方法的探讨部分主要是通过构建合适的教学情境和设计生动的教学活动来激发学生的学习兴趣和提高他们的学习效果。
2024届高考一轮复习物理教案(新教材鲁科版):力的合成与分解
第3讲力的合成与分解目标要求 1.会应用平行四边形定则及三角形定则求合力.2.能利用效果分解法和正交分解法计算分力.3.知道“活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”的区别.考点一共点力的合成1.合力与分力(1)定义: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,这个力叫作那几个力的合力,那几个力叫作这个力的分力.(2)关系:合力与分力是等效替代关系.2.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表示合力的大小和方向.如图甲所示,F1、F2为分力,F为合力.②三角形定则:把两个矢量的首尾顺次连接起来,第一个矢量的起点到第二个矢量的终点的有向线段为合矢量.如图乙所示,F1、F2为分力,F为合力.1.合力和分力可以同时作用在一个物体上.(×)2.两个力的合力一定比其分力大.(×)3.当一个分力增大时,合力一定增大.(×)1.求合力的方法作图法作出力的图示,结合平行四边形定则,用刻度尺量出表示合力的线段的长度,再结合标度算出合力大小.计算法根据平行四边形定则作出力的示意图,然后利用勾股定理、三角函数、正弦定理等求出合力.2.合力范围的确定(1)两个共点力的合力大小的范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2.①两个力的大小不变时,其合力随夹角的增大而减小.②当两个力反向时,合力最小,为|F1-F2|;当两个力同向时,合力最大,为F1+F2.(2)三个共点力的合力大小的范围①最大值:三个力同向时,其合力最大,为F max=F1+F2+F3.②最小值:如果一个力的大小处于另外两个力的合力大小范围内,则其合力的最小值为零,即F min=0;如果不处于,则合力的最小值等于最大的一个力减去另外两个力的大小之和,即F min=F1-(F2+F3)(F1为三个力中最大的力).考向1合力大小的范围例1(多选)两个共点力F1、F2大小不同,夹角为α(0<α<π),它们的合力大小为F,则() A.F1、F2同时增加10 N,F也增加10 NB.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍C.F1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变D.若F1、F2都增大,但F不一定增大答案BD解析F1、F2同时增加10 N,根据平行四边形定则合成之后,合力的大小增加不一定是10 N,故A错误;根据平行四边形定则,F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍,故B正确;F1增加10 N,F2减少10 N,F可能变大或变小,也可能不变,故C错误;若F1、F2都增大,根据平行四边形定则可知F不一定增大,故D正确.考向2作图法求合力例2 一物体受到三个共面共点力F 1、F 2、F 3的作用,三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等),则下列说法正确的是( )A .三力的合力有最大值F 1+F 2+F 3,方向不确定B .三力的合力有唯一值3F 3,方向与F 3同向C .三力的合力有唯一值2F 3,方向与F 3同向D .由题给条件无法求合力大小 答案 B解析 先以力F 1和F 2为邻边作平行四边形,其合力与F 3共线,大小F 12=2F 3,如图所示,F 12再与第三个力F 3合成求合力F 合,可得F 合=3F 3,故选B.考向3 解析法求合力例3 射箭是奥运会上一个观赏性很强的运动项目,中国队有较强的实力.如图甲所示,射箭时,刚释放的瞬间若弓弦的拉力为100 N ,对箭产生的作用力为120 N ,其弓弦的拉力如图乙中F 1和F 2所示,对箭产生的作用力如图乙中F 所示,则弓弦的夹角α应为(cos 53°=0.6)( )A .53°B .127°C .143°D .106° 答案 D解析 弓弦拉力的合成如图所示,由于F 1=F 2,由几何关系得2F 1cos α2=F ,有cos α2=F 2F 1=120 N 2×100 N=0.6,所以α2=53°,即α=106°,故D 正确.考点二力的分解的两种常用方法1.力的分解是力的合成的逆运算,遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则.2.分解方法(1)按力产生的效果分解;(2)正交分解.如图,将结点O的受力进行分解.1.合力与它的分力的作用对象为同一个物体.(√)2.在进行力的合成与分解时,都能应用平行四边形定则或三角形定则.(√) 3.2 N的力能够分解成6 N和3 N的两个分力.(×)1.力的效果分解法(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向.(2)再根据两个分力方向画出平行四边形.(3)最后由几何知识求出两个分力的大小和方向.2.力的正交分解法(1)建立坐标轴的原则:在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(使尽量多的力分布在坐标轴上);在动力学中,往往以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系. (2)多个力求合力的方法:把各力向相互垂直的x 轴、y 轴分解.x 轴上的合力F x =F x 1+F x 2+F x 3+… y 轴上的合力F y =F y 1+F y 2+F y 3+… 合力大小F =F x 2+F y 2若合力方向与x 轴夹角为θ,则tan θ=F y F x .考向1 按照力的效果分解力例4 (多选)(2023·福建泉州市模拟)如图,用两根长度相同的轻绳OA 、OB 将一重物悬挂在水平天花板上,O 为结点.若将轻绳OB 的B 端沿天花板缓慢移动到B ′点,则在此过程中,轻绳OA 、OB ( )A .拉力都缓慢增大B .拉力都缓慢减小C .对O 点拉力的合力保持不变D .对O 点拉力的合力缓慢增大 答案 AC解析 轻绳OA 、OB 对O 点拉力的合力大小等于重物的重力大小,保持不变,将重物重力沿着OA 、OB 两绳方向分解,设拉力与竖直方向间的夹角为α,得到2F cos α=mg ,逐渐增大两绳之间的夹角,即α变大,两绳对重物的拉力F 增大,故选A 、C.考向2 力的正交分解法例5 (2022·辽宁卷·4)如图所示,蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上,并处于静止状态.蛛丝OM 、ON 与竖直方向夹角分别为α、β(α>β).用F 1、F 2分别表示OM 、ON 的拉力,则( )A .F 1的竖直分力大于F 2的竖直分力B .F 1的竖直分力等于F 2的竖直分力C .F 1的水平分力大于F 2的水平分力D .F 1的水平分力等于F 2的水平分力 答案 D解析 对结点O 受力分析可得,水平方向有F 1x =F 2x ,即F 1的水平分力等于F 2的水平分力,选项C 错误,D 正确;F 1y =F 1x tan α,F 2y =F 2xtan β,因为α>β,故F 1y <F 2y ,选项A 、B 错误. 考点三 “活结”与“死结”、“动杆”与“定杆”1.活结:当绳绕过光滑的滑轮或挂钩时,绳上的力是相等的,即滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,如图甲,滑轮B 两侧绳的拉力大小相等.2.死结:若结点不是滑轮,而是固定点时,称为“死结”结点,则两侧绳上的弹力大小不一定相等,如图乙,结点B 两侧绳的拉力大小不相等.3.动杆:若轻杆用光滑的转轴或铰链连接,当杆平衡时,杆所受到的弹力方向一定沿着杆,否则杆会转动.如图乙所示,若C 为转轴,则轻杆在缓慢转动中,弹力方向始终沿杆的方向. 4.定杆:若轻杆被固定,不发生转动,则杆受到的弹力方向不一定沿杆的方向,如图甲所示.考向1 细绳上“死结”与“活结”模型例6 如图,A 、B 两物体通过两个质量不计的光滑滑轮悬挂起来,处于静止状态.现将绳子一端从P 点缓慢移到Q 点,系统仍然平衡,以下说法正确的是( )A.夹角θ将变小B.夹角θ将变大C.物体B位置将变高D.绳子张力将增大答案 C解析因为绳子张力始终与物体B的重力平衡,所以绳子张力不变,因为物体A的重力不变,所以绳子与水平方向的夹角不变,因为绳子一端从P点缓慢移到Q点,所以物体A会下落,物体B位置会升高,故选C.例7如图所示,用两根能承受的最大拉力相等、长度不等的细绳AO、BO(AO>BO)悬挂一个中空铁球,当向球内不断注入铁砂时,则()A.绳AO先被拉断B.绳BO先被拉断C.绳AO、BO同时被拉断D.条件不足,无法判断答案 B解析依据力的作用效果将铁球对结点O的拉力分解如图所示.据图可知F B>F A,又因为两绳承受的最大拉力相等,故当向球内不断注入铁砂时,BO绳先断,选项B正确.考向2“动杆”与“定杆”模型例8如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的光滑定滑轮挂住一个质量为m1的物体,∠ACB=30°;图乙所示的轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向成30°角,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为m2的物体,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A .图甲中BC 对滑轮的作用力大小为m 1g2B .图乙中HG 杆受到绳的作用力大小为m 2gC .细绳AC 段的拉力F AC 与细绳EG 段的拉力F EG 的大小之比为1∶1D .细绳AC 段的拉力F AC 与细绳EG 段的拉力F EG 的大小之比为m 1∶2m 2 答案 D解析 题图甲中是一根绳跨过光滑定滑轮,绳中的弹力大小相等,两段绳的拉力大小都是m 1g ,互成120°角,则合力的大小是m 1g ,方向与竖直方向成60°角斜向左下方,故BC 对滑轮的作用力大小也是m 1g ,方向与竖直方向成60°角斜向右上方,A 选项错误;题图乙中HG 杆受到绳的作用力大小为3m 2g ,B 选项错误;题图乙中F EG sin 30°=m 2g ,得F EG =2m 2g ,则F AC F EG =m 12m 2,C 选项错误,D 选项正确. 课时精练1.三个共点力大小分别是F 1、F 2、F 3,关于它们合力F 的大小,下列说法正确的是( ) A .F 大小的取值范围一定是0≤F ≤F 1+F 2+F 3 B .F 至少比F 1、F 2、F 3中的某一个力大C .若F 1∶F 2∶F 3=3∶6∶8,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零D .若F 1∶F 2∶F 3=3∶6∶2,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零 答案 C解析 三个大小分别是F 1、F 2、F 3的共点力合成后的最大值一定等于F 1+F 2+F 3,但最小值不一定等于零,只有当某一个力的大小在另外两个力的合力范围内时,这三个力的合力才可能为零,选项A 错误;合力可能比三个力都大,也可能比三个力都小,选项B 错误;合力能够为零的条件是三个力的矢量箭头能组成首尾相接的三角形,任意两个力的和必须大于第三个力,选项D 错误,C 正确.2.用两根等长轻绳将木板挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千.某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持两绳等长且悬点不变.木板静止时,F1表示木板所受合力的大小,F2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后()A.F1不变,F2变大B.F1不变,F2变小C.F1变大,F2变大D.F1变小,F2变小答案 A解析由于木板始终处于静止状态,因此维修前、后合力F1都是零,保持不变,两轻绳各剪去一段后,长度变短,悬挂木板时,轻绳与竖直方向的夹角变大,根据力的合成知,合力不变,两分力夹角变大时,两分力变大,故A正确,B、C、D错误.3.(多选)为使舰载机在几秒内迅速停在航母上,需要利用阻拦索将舰载机拦停(如图甲),此过程可简化为如图乙所示模型,设航母甲板为一平面,阻拦索两端固定,并始终与航母甲板平行.舰载机从正中央钩住阻拦索,实现减速.阻拦索为弹性装置,刚刚接触阻拦索就处于绷紧状态,下列说法正确的是()A.舰载机落在航母上钩住阻拦索时,只受重力、阻拦索的弹力和航母甲板的摩擦力三个力作用B.舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中,阻拦索对飞机的弹力在变大C.当阻拦索被拉至夹角为120°时,设阻拦索的张力为F,则阻拦索对舰载机的弹力大小为F D.舰载机钩住阻拦索继续向前运动的过程中,舰载机所受摩擦力一直在变大答案BC解析舰载机受重力、阻拦索的弹力、航母施加的摩擦力与支持力四个力作用,故A错误;阻拦索的长度变长,张力变大,对飞机作用的是阻拦索上两个分力的合力,夹角变小,合力变大,故B正确;如图,阻拦索的张力夹角为120°时,F合=F,故C正确;由滑动摩擦力f滑=μN=μmg,故舰载机所受摩擦力不变,故D错误.4.(2023·江苏镇江市高三检测)如图所示一个“Y”形弹弓,两相同的橡皮条一端固定在弹弓上,另一端连接轻质裹片.若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k,发射弹丸时每根橡皮条的伸长量为L,橡皮条之间夹角为60°,则发射瞬间裹片对弹丸的作用力大小为()A.3kL B.23kL C.kL D.2kL答案 A解析每根橡皮条产生的弹力大小为F=kL,夹角为60°,则合力大小为F合=2F cos 30°=3 kL,故选A.5.如图所示,有5个力作用于同一点O,表示这5个力的有向线段恰好构成一个正六边形的两邻边和三条对角线,已知F1=10 N,则这5个力的合力大小为()A.50 N B.30 NC.20 N D.10 N答案 B解析利用三角形定则可知,F2和F4的合力等于F1,F5和F3的合力也等于F1,所以这5个力的合力大小为3F1=30 N,故选B.6.(2023·山西吕梁市模拟)如图所示,四根等长的细绳一端分别系于水桶上关于桶面圆心对称的两点,另一端被两人用同样大小的力F1、F2提起,使桶在空中处于静止状态,其中F1、F2与细绳之间的夹角均为θ,相邻两细绳之间的夹角均为α,不计绳的质量,下列说法正确的是()A.保持θ角不变,逐渐缓慢增大α角,则桶所受合力逐渐增大B.保持θ角不变,逐渐缓慢增大α角,则细绳上的拉力逐渐增大C.若仅使细绳变长,则细绳上的拉力变大D.若仅使细绳变长,则F1变大答案 B解析保持θ角不变,逐渐增大α角,由于桶的重力不变,则F1、F2会变大,由F1=2T cos θ可知,绳上的拉力逐渐增大,但桶处于平衡状态,所受合力为零,选项A错误,B正确;保持α角不变,则F1、F2大小不变,若仅使绳变长,则θ角变小,由F1=2T cos θ可知,绳上的拉力变小,选项C、D错误.7.(2023·浙江嘉兴市模拟)如图所示,某物体同时受到共面的三个共点力作用,坐标纸小方格边长的长度对应1 N大小的力.甲、乙、丙、丁四种情况中,关于三共点力的合力大小,下列说法正确的是()A.甲图最小B.乙图为8 NC.丙图为5 N D.丁图为1 N答案 D解析由题图可知,F甲=2 N,方向竖直向上;F乙=80 N,方向斜向右下;F丙=20 N,方向斜向左上;F丁=1 N,方向竖直向上;则丁图的合力最小,为1 N,故选D.8.有一种多功能“人”字形折叠梯,其顶部用活页连在一起,在两梯中间某相对的位置用一轻绳系住,如图所示,可以通过调节绳子的长度来改变两梯的夹角θ.一质量为m的人站在梯子顶部,若梯子的质量及梯子与水平地面间的摩擦不计,整个装置处于静止状态,则()A.θ角越大,梯子对水平地面的作用力越大B.θ角越大,梯子对水平地面的作用力越小C.θ角越大,绳子的拉力越大D.θ角越大,人对梯子的压力越大答案 C解析对人和梯子整体进行分析,有mg=N,根据牛顿第三定律可知,梯子对水平地面的作用力与水平地面对梯子的支持力等大,与θ角无关,故A、B错误;对一侧的梯子受力分析,受到人的沿梯子向下的作用力,地面的竖直向上的支持力(不变),绳子的水平方向的拉力,如图,T=N tan θ2,F人=Ncosθ2,可知θ角越大,绳子的拉力越大,故C正确;对人受力分析,梯子对人的支持力大小等于人的重力,梯子对人的支持力与人对梯子的压力是相互作用力,大小与θ角无关,故D错误.9.(2023·福建省福州第一中学高三月考)如图为一小型起重机,A、B为光滑轻质滑轮,C为电动机.物体P和A、B、C之间用不可伸长的轻质细绳连接,滑轮A的轴固定在水平伸缩杆上并可以水平移动,滑轮B固定在竖直伸缩杆上并可以竖直移动.当物体P静止时()A.滑轮A的轴所受压力可能沿水平方向B.滑轮A的轴所受压力一定大于物体P的重力C.当只将滑轮A向右移动时,A的轴所受压力变大D.当只将滑轮B向上移动时,A的轴所受压力变大答案 C解析滑轮A的轴所受压力为BA方向的拉力和物体P重力的合力,BA方向的拉力与物体P 的重力大小相等,设两力方向的夹角为θ,其变化范围为90°<θ<180°,根据力的合成法则可知,滑轮A的轴所受压力不可能沿水平方向,θ的大小不确定,滑轮A的轴所受压力可能大于物体P的重力,也可能小于或等于物体P的重力,故A、B错误;当只将滑轮A向右移动时,θ变小,两绳的合力变大,A的轴所受压力变大,故C正确;当只将滑轮B向上移动时,θ变大,两绳的合力变小,A的轴所受压力变小,故D错误.10.(多选)(2023·广东省模拟)如图,家用小型起重机拉起重物的绳子一端固定在起重机斜臂顶端,另一端跨过动滑轮A和定滑轮B之后与电动机相连.起重机正将重为G的重物匀速竖直上拉,忽略绳子与滑轮的摩擦以及绳子和动滑轮A的重力,∠ABC=60°,则()A.绳子对定滑轮B的作用力方向竖直向下B.绳子对定滑轮B的作用力方向与BA成30°角斜向下C.绳子对定滑轮B的作用力大小等于GD.绳子对定滑轮B的作用力大小等于3 2G答案BD解析绳子对定滑轮B的作用力为BA和BC两段绳子弹力的合力,方向不可能竖直向下,故A错误;重物匀速运动,则任意段绳子的弹力等于重力的一半,即G2.由平行四边形定则可知,合力方向沿∠ABC的角平分线,与BA夹角为30°斜向下,大小为3G2,故B、D正确,C错误.11.如图所示是扩张机的原理示意图,A、B为活动铰链,C为固定铰链,在A处作用一水平力F,B就以比F大得多的压力向上顶物体D,已知图中2l=1.0 m,b=0.05 m,F=400 N,B与左侧竖直墙壁接触,接触面光滑,铰链和杆受到的重力不计,求:(1)扩张机AB 杆的弹力大小(用含α的三角函数表示); (2)D 受到向上顶的力的大小. 答案 (1)200cos αN (2)2 000 N解析 (1)将力F 按作用效果沿AB 和AC 两个方向进行分解,如图甲所示,且F 1=F 2,则有2F 1cos α=F ,则扩张机AB 杆的弹力大小为F 1=F 2cos α=200cos αN(2)再将F 1按作用效果分解为N 和N ′,如图乙所示,则有N =F 1sin α,联立得N =F tan α2,根据几何知识可知tan α=lb=10,则N =5F =2 000 N.12.(2023·福建建瓯市芝华中学模拟)如图所示为一固定在水平桌面上的V 形槽的截面图,AB 、BC 面与水平桌面间的夹角分别为30°和60°.一正方体木块放在槽内,木块与AB 、BC 面间的动摩擦因数相同,现用垂直于纸面向外的力F 拉木块,木块恰好能沿槽做匀速直线运动.木块的质量为m ,重力加速度为g .木块与AB 、BC 面间的动摩擦因数大小为( )A.2F mg ()3+1B.Fmg ()3+1 C.2F mg ()3-1D.Fmg ()3-1答案 A解析 将木块重力按照实际作用效果分解,如图所示,F 1=mg sin 60°=32mg ,F 2=mg sin 30°=12mg , 滑动摩擦力为f =μ(F 1+F 2),木块做匀速直线运动,即f =F ,联立解得木块与AB 、BC 面间的动摩擦因数大小为μ=2F mg()3+1,故选A.。
高一物理力的合成和分解
高一物理力的合成和分解1、力的合成利用一个力(合力)产生的效果跟几个力(分力)共同作用产生的效果相同,而做的一种等效替代。
力的合成必须遵循物体的同一性和力的同时性。
2、(1)合力和分力:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力。
合力与分力的关系是等效替代关系,即一个力若分解为两个分力,在分析和计算时,考虑了两个分力的作用,就不可考虑这个力的作用效果了;反过来,若考虑了合力的效果,也就不能再去重复考虑各个分力的效果。
3、(2)共点力:物体同时受几个力作用,如果这些力的作用线交于一点,这几个力叫共点力。
如图(a)所示,为一金属杆置于光滑的半球形碗中。
杆受重力及A、B两点的支持力三个力的作用;N1作用线过球心,N2作用线垂直于杆,当杆在作用线共面的三个非平行力作用下处于平衡状态时,这三力的作用线必汇于一点,所以重力G的作用线必过N1、N2的交点0;图(b)为竖直墙面上挂一光滑球,它受三个力:重力、墙面弹力和悬线拉力,由于球光滑,它们的作用线必过球心。
(3)4、力的合成定则:a、平行四边形定则:求共点力F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的线段为邻边作平行四边形,它的对角线即表示合力的大小和方向,如图a。
b、三角形定则:求F1、F2的合力,可以把表示F1、F2的有向线段首尾相接,从F1的起点指向F2的末端的有向线段就表示合力F的大小和方向,如图b。
5、力的分解(1)在分解某个力时,要根据这个力产生的实际效果或按问题的需要进行分解;(2)有确定解的条件:①已知合力和两个分力的方向,求两个分力的大小.(有唯一解)②已知合力和一个分力的大小与方向,求另一个分力的大小和方向.(有一组解或两组解)③已知合力、一个分力F1的大小与另一分力F2的方向,求F1的方向和F2的大小.(有两个或唯一解)(3)力的正交分解:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法。
力的合成说课稿
力的合成说课稿一、说教材本文《力的合成》是高中物理中的重要一课,它位于力学部分的核心位置。
在这一章节中,力的合成不仅是解决力学问题的基础,也是后续学习牛顿运动定律、功与能量等概念的基础。
本节课主要围绕力的合成原理进行讲解,通过引入向量合成的方法,让学生理解并掌握力的合成规律,从而在实际问题中能够灵活运用。
(1)作用与地位力的合成在物理学中具有举足轻重的地位。
它是连接力学基础与实际应用的桥梁,对于培养学生的逻辑思维能力和解决实际问题的能力具有重要意义。
通过学习力的合成,学生可以更好地理解物体在受到多个力作用时的运动状态,为后续学习打下坚实基础。
(2)主要内容本文主要内容包括:1. 合力的概念:什么是合力,为什么需要合力;2. 力的合成方法:平行四边形法则,三角形法则;3. 合力的大小与方向:如何计算合力的大小和方向;4. 应用实例:分析实际问题中力的合成,解决简单力学问题。
二、说教学目标学习本课后,学生应达到以下教学目标:1. 知识与技能:a. 理解合力的概念,掌握力的合成方法;b. 能够运用力的合成解决简单力学问题;c. 了解合力在实际生活中的应用。
2. 过程与方法:a. 通过实例分析,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力;b. 培养学生的逻辑思维能力,提高物理学科素养。
3. 情感态度与价值观:a. 培养学生对物理学科的兴趣,激发学生的求知欲;b. 增强学生合作意识,培养团队精神。
三、说教学重难点(1)重点:1. 合力的概念及其计算方法;2. 力的合成在实际问题中的应用。
(2)难点:1. 理解并掌握力的合成方法,尤其是平行四边形法则和三角形法则;2. 解决实际问题中力的合成,尤其是力的方向和大小的计算。
在教学过程中,要注意引导学生掌握力的合成规律,并能够灵活运用到实际问题中。
同时,针对学生的个体差异,进行有针对性的辅导,确保学生能够突破教学难点。
四、说教法在本节课的教学中,我将采用以下几种教学方法,旨在提高学生的学习兴趣,增强课堂互动,并促进学生深入理解力的合成原理。
牛顿第二定律课件--丁新
所以速度还没有变化,物体仍然是静止的.
要点2 方法
应用牛顿第二定律解题的常用
1.合成法
(1)方法:若物体只受两个力作用时,应用平 行四边形定则求这两个力的合力,再由牛顿 第二定律求出物体的加速度的大小及方 向.加速度的方向就是物体所受合外力的方 向,
2、正交分解法求多个力的合力
• 若物体受到三个或三个以上的力, 求合力可以通过正交分解法。 y
特别提醒:(1)力与加速度为因果关系,力是 因,加速度是果,力与加速度无先后关系. F (2)关系式 m= 可以计算物体的质量, 但物体 a 的质量与合外力及加速度无关.
下列对牛顿第二定律的表达式 F= ma 及其变形公式的理解,正确的是( ) A.由 F=ma 可知,物体所受的合外力与物 体的质量成正比,与物体的加速度成反比 F B.由 m= 可知,物体的质量与其所受的合 a 外力成正比,与其运动的加速度成反比 F C.由 a= 可知,物体的加速度与其所受的 m 合外力成正比,与其质量成反比
第三节
牛顿第二定律
目标导航
学习目标:1.理解牛顿第二定律,知道牛顿第 二定律表达式的确切含义. 2.了解国际单位制中力的单位“牛顿”是怎 样定义的.
3.掌握牛顿第二定律并能进行有关计算.
重点难点:1.牛顿第二定律内容的理解. 2.应用牛顿第二定律解决动力学问题.
新知初探自主学习
一、牛顿第二定律
1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用
F2y
F2
F1
F2x F3
x
y F合y
F合 F合x X
1、建立直角坐标系x,y轴 2、将各力分解到x,y轴上 3、分别求x,y轴上的合力 F合x, F合y 4、将x,y轴上得合力合成,得到合力 F合
高一物理《力的合成与分解》习题与详解总结
高一物理《力的合成与分解》专题辅导知识要点梳理知识点一——合力与分力、共点力1、合力与分力几个力共同作用的效果与某一个力单独作用的效果相同,则这一个力就叫做那几个力的合力。
那几个力称为这一个力的分力2、共点力如果几个力同时作用在物体上的同一点或者它们的作用线相交于同一点,我们就把这几个力叫做共点力。
知识点二——力的合成1、同一直线上两个力的合成若两个力同方向, F =F1 +F2,方向与分力的方向相同若两个力反方向,,方向与分力大的方向相同2、不在同一直线上两个力的合成,满足平行四边形定则若两个分力大小分别为F1、F2,夹角为,则两个力合力的大小讨论:a.当θ=00时,F =F1 +F2b. 当θ=1800时,c. 当θ=900时,d. 当θ=1200时,且F1 =F2时,F = F1 =F2e.当θ在00∽1800内变化时,当θ增大时,F随之减小,θ减小时,F随之增大知识点三——力的分解1、求一个已知力的分力叫做力的分解。
力的分解是力的合成的逆运算。
力的分解同样也遵守平行四边形定则。
2、把一个力分解成两个分力,仅是一种等效替代关系,不能认为这两个分力有两个施力物体。
同时分力的作用点也一定要和已知力的作用点相同。
3、力的分解时,应该根据力的实际效果来确定它的分力,因为分力与合力只有在相同作用效果的前提下才能够相互代替。
因此力的分解的关键是找出力的作用效果。
常见的几种情况分析如下:(1)斜面上的物体的重力一方面使物体沿斜面下滑,另一方面使物体紧压斜面,因此重力一般分解为沿斜面向下和垂直于斜面向下的两个力F1、F2,如图所示。
(2)地面上物体受斜向上的拉力F,拉力F一方面使物体沿水平地面前进,另一方面向上提物体,因此拉力F可分解为水平向前的力F1和竖直向上的力F2,如图所示。
(3)用绳子挂在墙上的篮球受到的重力G产生了两个效果,一个效果将绳子拉紧,另一个效果使球压墙,所以球的重力G可分解为斜向下拉绳子的力F1和水平压墙的力F2,如图所示。
高中物理必修一第三章 相互作用——力 力的合成和分解
行四边形定则。
C
B
A
(1)矢量:既有大小,也有方向,相加遵从平行四边形定则。
(2)标量:只有大小,没有方向,相加遵从算数运算法则。
力的合成
讨 论 : 两个 分 力
图例
最大
F2
F1
F
F2
θ
大 小 不 变, 改 变
F
θ
F
θ=0°
F=F1+F2
0°< θ < 90°
F1+F2> F> 12 + 22
θ=90°
F= 12 + 22
90°< θ < 180°
|F1-F2|<F< 12 + 22
θ=180°
F=|F1-F2|
F1
分 力 的 夹角 , 合
F2
F
θ
力的变化。
F1
F
F2
θ
F1
最小
F2
F
F1
力的分解
力的分解也是遵从平行四边形定则的。
5. 要使得测量尽可能地精确,需要注意哪些实验操作细节?
演示实验
记录效果
记录方向
F1
F1
读数
读数
读数
F实际
F理论
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
回顾实验
1. 如何保证用两个弹簧秤和一个弹簧秤拉动橡皮筋的力是等效的?
2. 弹簧秤、细绳、橡皮条是否必须与木板平行 ?
3. 两个分力的大小是用绳长表示吗?
4. 如何减小本实验的偶然误差?
叫作那几个力的合力。假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相
《力的合成实验》课件
根据实验需求选择合适材质的细线, 确保在受力时不易断裂或滑动。
重物
提供重力
重物在实验中提供重力,使物体 在力的作用下产生加速度或位移
。
选择合适的重量
根据实验需求选择合适重量的重 物,确保能够产生明显的实验效
果。
注意安全
在悬挂重物时,要注意安全问题 ,避免重物掉落或砸伤实验人员
。
03
实验步骤
准备阶段
吊车和起重机
02
吊车和起重机通过钢索和滑轮组实现力的合成,将人力转化为
更大的提升力。
帆船运动
03
帆船通过调整帆面角度,利用风力和船体之间的相互作用力实
现航行。
力的合成在工程领域的应用
01
桥梁和建筑结构
桥梁和建筑结构需要精确的力的合成计算,以确保结构的稳定性和安全
性。
02
机械设计和制造
机械设计和制造过程中需要考虑到各种力的合成效应,以确保机器的正
理解测力计和滑轮在实验中的作用,掌握 测力计和滑轮的组合使用方法。
掌握实验操作流程
01
02
03
实验前的准备
了解实验所需的器材和工 具,检查实验装置是否完 好,确保实验的安全性。
实验操作步骤
掌握实验的操作流程,包 括安装滑轮、调整测力计 、施加力、记录数据等步 骤。
实验数据处理
掌握实验数据的处理方法 ,包括数据的读取、记录 、计算和分析,以便得出 正确的结论。
注意个人防护
在进行实验时,应佩戴合适的防护眼镜、手套等个人防护用品, 以防止意外伤害。
意外情况的应急处理措施
触电应急处理
若发生触电情况,应立即切断电源,用绝缘物体将电线拨开,并拨 打急救电话。
《力的合成》教学设计5篇
《力的合成》教学设计《力的合成》教学设计5篇《力的合成》教学设计1指导思想与理论依据本节教学根据课程的三维目标要求,突出培养学生实验探究能力,把本节课设计为实验探究式教学方式。
在完成认知的过程中,通过提水桶实例感悟身边的物理学,通过实验探究发展学生的好奇心与求知欲,培养科学探索兴趣,培养勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神。
教学背景(一)本节教材分析在学生了解力的概念和常见力的基础上,研究多个力的合力问题,它是前几节内容的深化,依据等效思想给出合力与分力概念,并通过实验探究推理归纳出矢量运算普遍遵守的法则——平行四边形定则,使学生对矢量和标量认识得以完善。
矢量运算始终贯穿在高中物理知识内容的全过程中,具有基础性和预备性为以后学习速度、加速度、位移、动量等矢量运算奠定了基础因此,本节内容具有承上启下的作用(二)学情分析本节教学设计面对普通班高中学生,此层次学生认识兴趣极低,基本上没有学习动机。
他们在初中物理中,学习了同一直线上力的合成,“代数和”的运算在学生头脑中已成定势,通过实验探究感知力的合成定则,力争突破原有思维定势。
(三)教学方法实验探索法、归纳分析法(四)教学资源多媒体课件、电脑及投影仪、方木板1块、弹簧秤2个、橡皮筋1条,20 cm细线1条(两端打好套)、白纸1张、图钉几个、三角板一对、刻度尺(学生探究实验用),杠铃片,绳子(演示实验用)教学流程:1、复习初中同一直线上两个力的合成。
2、生活中并不都是同一直线上两个力合成,提水桶的实例引入新课,由提水桶实例感悟分力合力,提出探究问题3、学生猜想并设计探究实验4、实验探究力的合成方法5、得出四边形定则,图示法的应用6、探究合力大小与分力关系7、共点力概念及说明能形成共点力的条件8、学习效果反馈(课后作业完成情况)教学目标:一、知识与技能1、感悟合力与分力,领会等效替代思想2、学会设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结出共点力合成定则。
高考物理课程复习:力的合成和分解
考点二
力的分解的两种常用方法[自主探究]
1.力的分解的四种情况
(1)已知合力和两个分力的方向求两个分力的大小,有唯一解。
(2)已知合力和一个分力(大小、方向)求另一个分力(大小、方向),有唯一
解。
(3)已知合力和两分力的大小求两分力的方向
①F>F1+F2,无解;
②F=F1+F2,有唯一解,F1和F2跟F同向;
C.水平向右缓慢移动的过程中,细线的拉力减小
D.水平向左缓慢移动的过程中,细线的拉力减小
答案 D
解析 如图所示,开始时两个绳子是对称的,与竖
直方向夹角相等,左手不动,右手竖直向下或向
上缓慢移动的过程中,两手之间的水平距离L不
变,假设绳子的长度为x,则xsin θ=L,绳子一端在
上下移动的时候,绳子的长度不变,两杆之间的
渐分开双手。通过刻度尺读出细绳刚断时双手的距离为d,由此计算细绳
能承受的最大力,并说出计算依据。(动手做此实验时,请注意安全)
答案
2 2 - 2
解析 细线中间挂重物的点受力分析如图所示。两个力
的合力不变,始终等于mg,且夹角在逐渐变大,故两个力
逐渐变大。当绳子端点的距离为d来自,绳子断裂,两侧绳平面内的三个力同时作用于物体的同一点,三个力的大小分别为2 N、2 N、
3 N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是(
)
A.物体所受静摩擦力可能为2 N
B.物体所受静摩擦力可能为4 N
C.物体可能仍保持静止
D.物体一定被拉动
答案 ABC
解析 两个2 N的力的合力范围为0~4 N,与3 N的力合成,则三力的合力范围
(8)力是矢量,相加时可以用算术加法直接求和。( × )
力的合成和分解练习题及答案
32222215)35(++F F 3353②当已知合力F 的方向及一个分力F 1的大小、方向时,另一个分力F 2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。
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。
用正交分解法求合力的步骤:用正交分解法求合力的步骤:①首先建立平面直角坐标系,并确定正方向①首先建立平面直角坐标系,并确定正方向②把各个力向x 轴、y 轴上投影,但应注意的是:与确定的正方向相同的力为正,与确定的正方向相反的为负,这样,就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向反的为负,这样,就用正、负号表示了被正交分解的力的分力的方向③求在x 轴上的各分力的代数和F x 合和在y 轴上的各分力的代数和F y 合④求合力的大小④求合力的大小 22)()(合合y x F F F +=合力的方向:tan α=合合合x y F F (α为合力F 与x 轴的夹角)轴的夹角)【例5】质量为m 的木块在推力F 作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为µ,那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪个? A .µmg B.µ(mg+Fsin mg+Fsinθθ) C.µ(mg+Fsin mg+Fsinθθ) D.F cos θ B、D答案是正确的.B、D答案是正确的.小结:(1)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。
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。
力的合成说课稿5篇
力的合成说课稿5篇力的合成说课稿1一、说教材1:教材的地位《力的合成》是高中物理新教材第一册(必修)第一章第五节。
在此之前,学生已学习了力的基本概念,力的图示和重力、弹力、摩擦力这三种基本性质力,这为过渡到本节的学习起着铺垫作用。
本节内容是力的合成部分,是前几节内容的深化,依据等效思想总结出矢量运算普遍遵守的法则——平行四边形定则,同时,矢量运算始终贯穿于高中物理知识内容的全过程,具有基础性和预备性。
为以后学习速度、加速度、位移、动量等矢量运算奠定了基础。
所以本节具有承上启下的作用。
2:教学目标根据上述教材结构与内容分析,考虑到学生已有的认知结构心理特征,制定如下教学目标:(1)基础知识目标:能从力的作用效果上理解合力和分力的概念;知道合力大小与分力大小之间的关系;知道合力的大小与两分力间夹角的关系;知道矢量,标量的概念,知道它们有不同的运算规则;掌握力的平行四边形定则,会用作图法求共点力的合力,会用直角三角形知识计算合力;进一步了解物理学的常用研究方法之一——等效法。
(2)能力训练目标:培养学生动手能力,物理思维能力。
(3)德育目标:在实验的过程中,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。
3:教学重点、难点本着课程标准,在吃透教材基础上,我确立了如下的教学重点,难点:重点:(1)理解合力与分力的关系;(2)力的平行四边形定则。
通过加强图解法和计算法的练习突出重点。
难点:合力的大小与分力间夹角的关系。
通过实验突破难点。
二、说教法和学法指导在整个教学过程中我主要采用了情景激学法、比较法、目标导学法、实验探究法、分组讨论法及总结归纳等六种方法。
对于学法指导主要是提供学生观察、思考、及尝试表达的机会。
三、说教学过程(一)引入新课(举例)一个人用力F可以把一桶水慢慢地提起,两个人分别用F1、F2两个力把同样的一桶水慢慢地提起.那么力F的作用效果与F1,F2的共同作用的效果如何?学生:效果是一样的。
丁新用力的分解学案
3.5 力的分解导学案【学习目标】:1.知道什么是力的分解,了解力的分解的一般方法.2.知道平行四边形定则和三角形定则都是矢量运算法则.3.能用平行四边形定则和三角形定则进行矢量运算.【自主学习】1、求一个实际的力的分力就叫做力的。
3、力的分解是力的合成的,力的分解也遵循。
力的合成与分解互为逆过程,都应用了“”思想。
该力作为平行四边形的,两个分力作为平行四边形的。
4、如果没有限制,同一个力可以分解成分力。
在实际分解中,我们根据原则进行分解。
5、既有,又有,并且相加时遵从平行四边形法的物理量称作矢量。
除力外,如位移、、等也是矢量。
6、三角形法则:两个分矢量,剩余的就是合矢量,它恰与两分矢量的线段构成一个三角形,这个方法称为三角形法则,它是平行四边形法则的简化。
【合作探究】一、有条件的力的分解(作图)(1)已知某分力的大小与方向结论:有组分力(2)已知两分力的方向(互成角度)结论:有组分力(3)已知其中一个分力F1的方向跟F成600角,当另一个分力F2有最小值时,F1的大小为_______,F2的大小为_______(作图求解)二、实际分解(1)实际分解的原则:按力实际的效果去分解(2)力F有怎么样的实际效果:FF1FFθ①: ②:(3)方法:根据力的作用效果,确定两个分力的方向,运用平行四边形定则,确定分力的大小。
(注意:分力不是物体实际受到的力)若F=100N, θ=300,求两分力的大小例:下列图中物体A 的重力产生哪些实际效果,如何分解,求分力的大小已知: G=100N α=300【达标检测】1.将一个8N 的力分解成两个分力,下列各组值不可能的有( ) A. 1N 和10N B. 10N 和10N C. 10N 和5N D. 20N 和20N 2.关于力的分解,下列说法中不正确的是( )A .一个力可以分解成两个比它大的分力B .一个力可分解成两个大小跟它相等的力C .如果一个力和它的一个分力的大小方向确定,那么另一个分力就是唯一的D.如果一个力以及它的一个分力的大小和另一个分力的方向确定,这两个分力就完全确定了3、如图所示,将光滑斜面上的物体的重力mg 分解为F 1、F 2两个力,下列结论正确的是:( )A .F 1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F 2是物体对斜面的正压 力 B.物体受mg 、N 、F 1、F 2四个力作用 C.物体只受重力mg 和弹力N 的作用、 D.力N 、F 1、F 2三个力的作用效果跟mg 、N 两个力的作用效果相同4、在我们把衣服上的拉链拉开的时候,我们可以看到有一个三角形的物体在两链中间运动,使很难直接分开的拉链很容易的被拉开.关于其中的物理原理以下说法正确的是( ) A .在拉开拉链的时候,三角形的物体增大了分开两拉链的力 B .拉开拉链的时候,三角形的物体只是为了将拉链分开,并没有增大拉力 C .拉开拉链时,三角形的物体增大了分开拉链的力,但合上拉链时减小了合上的力αOAD.以上说法都不正确。
力的合成和分解实验完整版
力的合成和分解实验实验目的:验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。
实验原理:一个力F的作用效果与两个共点力F1和F2的共点作用效果都是把橡皮筋拉伸到某点,所以F为F1和F2的合力。
做出F的图示,再根据平行四边形定则做出F1和F2的合力Fˊ的图示,比较Fˊ和F是否大小相等,方向相同。
实验仪器:方木板、橡皮筋、细绳套、工字钉。
剪刀、弹簧测力计)2只、铅笔、刻度尺、量角器、白纸、注意)同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:弹簧测力计应与板面平行。
将两只弹簧测力计钩好后对拉,若两只弹簧测力计在拉的过程中读数相同,则可以,若不同,应更换弹簧测力计,直到相同为止;实验内容:(1)白纸用图钉固定在方木板上;橡皮筋一端用图钉固定在白纸上,另一端拴上两根细绳套。
(2)用两只测力计沿不同方向拉细绳套,记下橡皮筋伸长到的位置O,在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮筋形变不超过弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差。
两只测力计的方向及读数F1、F2,做出两个力的图示,以两个力为临边做平行四边形,对角线即为理论上的合力Fˊ,量出它的大小。
)画力的图示时,应选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,减少确定弹簧方向时的偶然误差,但也不要太大而画出纸外;要严格按力的图示要求和几何作图法作图。
(3)只用一只测力计钩住细绳套,将橡皮筋拉到O,记下测力计方向及读数F,做出它的图示。
4)在同一次实验中,橡皮筋拉长后的节点O位置一定要相同。
(3)比较Fˊ与F的大小与方向。
(4)改变两个力F1、F2的大小和夹角,重复实验两次。
实验结论:在误差允许范围内,证明了平行四边形定则成立。
注意事项:。
(2)(3(1.我们这次做的实验是力的合成与分解。
实验所需要的器材有:方木板、白纸、橡皮筋、细绳套2根、弹簧测力计2只、刻度尺、铅笔、工字钉若干个。
2.接下来我们对弹簧测力计进行选取。
将两只已调零的弹簧测力计钩好后对拉,若两只弹簧测力计在拉的过程中读数相同,则符合要求,若不同,则改换其他弹簧测力计,直到相同为止。
力的合成与分解趣味历史与实际应用
力的合成与分解趣味历史与实际应用力的合成与分解是物理学中的重要概念,它们不仅具有趣味的历史背景,还有许多实际应用。
本文将介绍力的合成与分解的定义、原理和相关实例,帮助读者更好地理解和应用这一概念。
一、力的合成力的合成是指将两个或更多个力合并为一个力的过程。
它最早由瑞士物理学家蒲丽乌斯·威廉(Jacob Bernoulli)于18世纪提出。
威廉发现,当两个力作用在同一个物体上时,它们可以合并成一个合力,该合力的大小和方向决定于作用力的大小和方向。
在实际应用中,力的合成常常通过向量图示进行表示。
以两个力为例,我们可以将这两个力的向量按照一定的比例和方向画在一个坐标系中,连接两个向量的首尾即可得到合力的向量。
这种图示方法直观而简单,能帮助我们理解并计算力的合成。
实际生活中有很多力的合成的例子。
比如,当我们划船时,划船人向后用力,船水向前推动。
这里,划船人施加的力和水对船的阻力可以看作是两个合成力,它们共同决定了船的运动方向和速度。
二、力的分解力的分解是指将一个力拆分为两个或更多个分力的过程。
这个概念最早由英国科学家威廉·弗理德曼(William Frend)于18世纪提出。
弗理德曼发现,一个力可以沿着不同的方向被分解为多个力,这些力的合成等效于原始力。
与力的合成相反,力的分解通过向量图示进行。
我们可以将原始力的向量在坐标系中进行分解,拆分为多个力的向量。
这种图示方法可以帮助我们直观地理解力的分解过程。
实际生活中,力的分解有很多应用。
比如,当我们施加一个向下的力来将一本书放在斜面上保持平衡时,这个力可以被分解为两个分力,一个垂直于斜面的力使书保持贴在斜面上,另一个平行于斜面的力使书不往下滑动。
这种力的分解可以帮助我们更好地理解物体在斜面上的平衡和滑动状态。
三、力的合成与分解的实际应用力的合成与分解在实际应用中有许多重要的作用。
以下是几个例子:1.航空航天工程在航空航天工程中,力的合成与分解是必不可少的。
《力的合成》说课稿
《力的合成》说课稿大家好,我今天说课的题目是,这节课是人教版物理必修一第三章第四节的内容,我说课的内容包含下面四个方面,教材学情方面:学生在初中已学过“沿同一直线作用的两个力的合力”的求法,在第一章也已初步接触到位移的矢量合成,本节将进一步介绍矢量运算普遍遵守的法则“平行四边形定则”,这是矢量运算的基本法则,同样是高中物理的基石。
在物理学体系中占有至关重要的地位和作用。
从新旧教材对比看:新旧教材对合力分力的概念的呈现做法是相同的,。
通过橡皮筋的形变量相同说明F 和F1、F2共同作用的效果相同,给出力F等于F1和F2的合力,F1和F2是F的分力,旧教材紧接着就得出了这样一个结论“合力F的大小和方向可以用对角线OC表示出来。
”显然旧教材更重视知识结论的的得出,而新教材在得到合力、分力的结论后则给出“我们要探究的是:合力F和分力F1、F2有什么关系?”从这点看出新教材更注重知识的形成过程。
这是新旧教材在教学理念上的一个突出的变化,鉴于以上的教学情分析和新旧教材在教学理念上的这种变化,我设计了以下的三维目标知识与技能过程与方法情感态度与价值观目标总结出本节课的教与学的重点、难点,重点,不再是力的合成的结论而是学习科学的探究方法,体验科学探究过程,改变学生的学习方式。
难点,探究过程的设计,以及课堂教学设计中的时间安排与预设目标的达成之间的矛盾我来解释一下,这节课既要给学生大量探究的时间,教师又要引导学生,使探究的过程自然而又合理,课堂40分钟的时间是有限的,而教学目标能否在有限的时间内达成这就是这节课教学的一个难点针对以上三维目标和重难点的分析,我设计了如下的的教学设计和流程科学始于好奇,发现始于观察。
观察是人们认识世界的开始。
在教学的开始能够创设一个良好的教学情景,可以引导学生观察,并从现象中获得感性的认识,从而激发学生探究热情。
我是这样设计的:展示两幅图片一个力可以悬挂一盏灯,杭州湾大桥则是由无数个力撑起的。
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思考: 两次提水的过程,作用效果是否相同?
学生施加的力是否相同?
两次提水的过程中,作用效果相同,几位同学 施加的力的大小不相同。
现象二
使弹簧产生相同的形变效果。
现象三:拉抻弹簧
问题:以上这些现象有什么共同的特点呢?
(二)新课教学
这些实例说明一个力作用 的效果与两个(或多个)力共 同用力作用而产生的效果相同。 物理学 我们叫 等效, 可以叫 效替代 中 它 也 等
敬请各位老师 批评指正
过 程 与 方 法
三、教学目标
• 在“探究求合力的方法”的实验过程 中,体会合作、交流、互助的意义,体 验成功的喜悦。 •在应用力的合成的知识解释生活中实 例的过程中,体会物理与生活的密切关 系。
情 感 态 度 与 价 值 观
(一)新课导入
生活中常见到这样的事例:一桶水可以由两个 人提,也可以由一个人提。
首先独立设计,然后小组交换意见,形成小 组的设计方案。 学生自告奋勇代表本组同学到 讲台展示方案;下面的学生观察,找出操作同学 的不妥之处。补充与完善各组的方案。
指导学生正确设计实验
• 实验目的 要做什么?要研究合力是否为互成角度的 两个分力组成的平行四边形的对角线。 • 实验原理 怎么做,为什么要这样做?用橡皮筋的形 变效果找两个力的合力。 • 实验过程中加强教师巡视指导。
学生可能猜想:F>F1+F2 (实验 ② 中两弹簧秤
究竟哪种猜想是正确的?
学生通过模拟提水的实验,养成有根据的进行科 学猜想与假设的习惯。并通过猜想引出下面的探究 实验。
设计实验:探究求合力的方法
即探究力的合成遵循的规律
思考
①在这个实验中合力与分力等效的标志是什么? ②合力、分力的关系与合力的图示、分力的图示 之间的关系怎样? ③实验应记录些什么?
45 2 60 2 N 75 N
F 2 60 tan 1.33 , 53 F1 45
思考:
合力与分力的夹角的关系
• ①两个力F1、F2的合力F的大小和方向随着F1、F2的夹角变化
而如何变化?
• ②什么情况下合力最大?最大值为多大? 什么情况下合力最小?最小值为多大? • ③合力F是否总大于原来两个力F1、F2?
(1) 合力大小的取值范围是: 0≤F≤12N. (2) 合力大小的取值范围是 : 1N≤F≤15N
学生自评
回顾这节课学到了哪些新知识?获得了 哪些处理问题的方法?有哪些成功的体验和 失败的教训?
课堂小结:先进行学习效果测验,为学生自我 评价本节学习情况提供依据,再让学生自己总结课 堂内容,畅谈收获与体会,培养学生概括总结能力, 从而构建学生自己的知识框架 。
F1
F2
F
结论:矢量既有大小又有方向,当它们的方向互 成某一角度时,合力大小不再等于两分力大小之 和。 即 F≠F1+F2
根据模拟实验的结果,猜想分力与合力可能 存在什么关系 ?
夹角大于120 °) ;F<F1+F2 (实验 ② 中两弹簧秤 夹角小于120 °);F≠F1+F2 (实验 ② 中两弹簧秤 夹角有大于120 °也有小于120 °的,做了多次;最 直观经验 )。
二、共点力
如果一个物体受两个或多个力 作用,这些力都作用在物体上的同一 点,或者虽不作用在同一点上,但它 们的延长线相交于同一点,这几个力 叫做共点力。
F1
ห้องสมุดไป่ตู้F2
非共点力
F1 F2
注:力的合成的平行四边形法则, 只适用于共点力
(三)课堂小结
学习效果检测
☆关于合力与分力关系的理解 1.两个共点力F1、F2的合力为F,下列说法中正确的是 A.合力F一定大于任一个分力 B.合力的大小既可等于F1,也可等于F2
合 力
如果一个力产生的作用效果跟几个力产生的效 果相同,这个力就叫做那几个力的合力。组成合力 的每一个力叫分力。
力的合成
求几个力的合力的过程叫做力的合成。
合成即求和
请学生利用两个弹簧秤、钩码、细绳,模拟提水过程,看 两个力的代数和与一个力是否相等。
1.①用两只弹簧秤通过两个细绳差 不多竖直的提起一个钩码,读数; ②让两个提钩码的弹簧秤有一定 的夹角,读数。 2.用一个弹簧秤提起钩码,读数。
思考:F1、F2大小一定,夹角增大,合力如何变化?
合力什么时候最大,什么时候最小?合力的范围如何?
自制教具
解释生活中的现象
合力与分力间夹角θ关系:
①θ=0°时,即F1、F2共线同方向: F合=F1+F2 合力方向与两个力的方向相同 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。 ③夹角θ越大,合力就越小: F合随F1和F2的夹角增大而减小 ④合力的取值范围:|F1-F2| ≤ F合≤ F1+F2
这两个力的合力F 的大小和方向能否用其 它的方法求?如何求?
计算法,方法拓展,开阔同学解题思路。
解:
作图法:
15N
F2
F
选择适当标度,做出力的平行四边形。
用刻度尺量出对角线的长度。
53º
O
根据比例关系求出合力的大小是75 N。
F1
用量角器量出合力与F1的夹角是53°。 计算法:
F F12 F22
(三)课堂小结
1.互成角度的二力合成,不是简单的利用代数方法相 加减,而是遵守平行四边形定则,即合力的大小不仅 取决于两个分力的大小,而且取决于两个分力的夹角。
2.对平行四边形定则的认识,是通过实验归纳来完成 的,实验归纳的步骤是:提出问题、设计实验、进行 实验、数据分析、多次实验、归纳总结、得出结论。
方 案 一
方 案 二
结论:
两个力合成时,以表示这两个力的线 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。 这个法则叫做平行四边形定则。
F2
F合
F1
力F1=45 N,方向水平向右,力F2=60 N, 方向竖直向上。求这两个力合力的大小和方向。
作图法,引导学生规范作图,培养学生科学严谨 的作图习惯 。
C.合力F有可能小于任一个分力
D.合力F的大小随F1、F2间的夹角增大而减小 ☆关于合力的大小范围 2.两个共点力的合力最大为15N,最小为5N,则这两个力的 大小分别为 ____N和____ N 。
3.已知有两组力,每组力中三个力的大小分别为: (1)4N、3N、5N; (2)8N、4N、3N. 求它们的合力大小的取值范围.
⑤ F合可能大于、等于、小于 F1、F2 思考:合力是否一定比分力大?
力的合成的平行四边形定则是不是在任何情 况下都能用?有没有适用的条件? 阅读书本第63页“共点力” 在阅读的时候注意这样几个问题: ①什么样的力是共点力?
②你认为掌握共点力概念时应该注意什么问题?
③力的合成的平行四边形定则有没有适用条件, 如果有,适用条件是什么? 教材共点力的内容,文字说明详细,定义 明确,且有图片分析,适合学生自学,这样设计 有利于培养学生自学分析能力。
(四)布置作业
作业: 课后完成教材“问题与练习”第2、3题。
要求学生课下观察生活中哪些物体受到多个 力的可以用一个替代的,并思索实际上人们 为什么不用一个力来替代这些力?
六、板书设计
§3.4力的合成
1.合力 2.力的合成 (1)平行四边形定 则 (2)合力与分力的 夹角的关系 3.共点力 作用于同一点, 或延长线相交于同一 点。
3.4力的合成
知 识 与 技 能
•理解力的合成、合力与分力的概念。 •理解力的平行四边形定则。 •会用作图法求解两个共点力的合力,并能判断 其合力随夹角的变化情况。
•在学习合力、分力、力的合成等知识的过程中, 学习“等效替代”的方法。 •在“探究求合力的方法”的实验过程中,初步 学会“科学猜想、设计实验、分析验证、归纳总 结”的科学探究方法,提高动手操作能力和观察 分析能力。