高中物理人教版必修一第三章教案：3.4 力的合成

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《红对勾》高中物理(人教)必修一配套课件：3-4力的合成

答案：D
第三章课时 4
红对勾系列丛书
3．如图1所示，两个共点力F1、F2的大小一定，夹角θ是变化的，在θ角从0°逐渐增大到180°的过程中，合力F的大小变化情况为( )
图1
第三章课时 4
A．逐渐增加到最大 B．从最大逐渐减小到零 C．从最大逐渐减小到最小 D．先增大后减小答案：C
红对勾系列丛书第三章课时 4
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4．下列说法中错误的是( )
A．力的合成遵循平行四边形定则
B．一切矢量的合成都遵循平行四边形定则
C．以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线都是它们的合力
D．与两个分力共点的那一条对角线所表示的力是它们的合力
答案：C
第三章课时 4
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5．有两个大小恒定的力，作用在这一点上，当两力同向时，合力为A，反向时合力为B，当两力相互垂直时，其合力大小为( )
答案：把两手臂的拉力看成两个分力，它们的合力应平衡身体的重力．当合力大小一定时，两分力的夹角越大，要求每个分力也越大，所以双臂张开时觉得手臂用力较大．
第三章课时 4
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10．(12分)在蒸汽机发明以前，大运河中逆水行船经常用纤夫来拉船，其情景如图2所示，假设河两岸每边10个人，每个人沿绳方向的拉力为1000 N，绳与河岸方向的夹角为30°，求船受到的拉力为多少？
第三章课时 4
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2．关于两个大小一定的力的合力，以下说法中正确的是( )
A．合力总大于原来的任意一个力 B．合力至少比原来的一个力大 C．合力的大小不可能等于任一个分力 D．合力的大小介于二力之和与二力之差的绝对值之间
第三章课时 4
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3.4 力的合成与分解 (教学设计)—-高一上学期物理人教版(2019)必修第一册

3.4 《力的合成和分解》教学设计一、教材分析学生在初中已经接触过求沿同一直线作用的两个力的合力的方法，在第一章也初步接触过位移的矢量合成，本节的内容进一步介绍矢量运算的普遍法则——平行四边形定则。

教科书首先结合提水桶、吊灯悬吊在天花板上等实例，根据等效思想提出合力与分力的概念；然后提出力的合成和分解的探究问题，并设计实验进行探究，得出力的合成和分解所遵从的法则——平行四边形定则；最后，从物理量运算的角度，提升对矢量和标量的认识。

二、学情分析对于本章来说，把牛顿第三定律由原来在牛顿运动定律之后，提前放入本章，这就为解答共点力平衡问题的受力分析奠定了必要的知识基础。

为此，本章在重力、弹力、摩擦力的后面，增加“牛顿第三定律”一节课文，并在该节课文中，专门设立了一个“物体受力的初步分析”小标题，为分析“共点力的平衡”问题设下伏笔。

在这一节中，把力的合成和分解设计为一节课，其教学目标很明确，只要求学生会用等效替换的方法根据平行四边形定则进行力的合成和分解的运算，并不要求学生解答具体实际情境中的受力问题，而把这些问题放在“共点力的平衡”中去解决，这有利于帮助教师理解和规范力的合成和分解的教学目标。

三、教学建议平行四边形定则是本节的重点和难点。

这个定则是矢量运算普遍遵从的法则，对后续学习具有重要影响，因此本节内容是整个高中物理的重要内容，是物理知识体系中有方法、可迁移、应用广泛的内容，因此平行四边形定则是学习的重点。

矢量运算的法则完全不同于算术运算法则，从思维方式上看对学生来说具有较大的跨度，因此平行四边形定则是学生学习的难点。

四、教学目标和教学重难点1、教学目标(1)、知道合力与分力的概念，体会等效替换的思想。

(2)、通过实验探究，得出力的合成和分解遵从的法则——平行四边形定则。

(3)、会利用作图和三角函数知识求解合力或者分力。

(4)、知道矢量相加遵从平行四边形定则，标量相加遵从算术法则。

能区别矢量和标量。

高一物理(人教版)必修一第三章第四节《力的合成》(教学设计)

4力的合成教学设计表
课题
力的合成
课时
1课时
版本
人教版
课型
新授课
学习者分析
学生第一次接触到矢量运算，而数学还没讲到向量的知识，本堂课的重点和难点是要让学生对矢量的运算法则有感性的认识，并学会探究一般事物规律的方法。在学习这节课之前，学生已经了解位移、速度、加速度、力等矢量概念，对矢量有初步的认识，知道矢量是既有大小又有方向的物理量，但对矢量性还没有真正意义上的理解，尚未涉及到矢量的运算。本节课将通过师生共同参与的方式，通过实验探究法让学生理解矢量的运算法则——平行四边形定则，并学会简单的运用平行四边形定则处理问题。
教学目标
1、知识与技能
（1）掌握合力与分力的概念以及合力、分力的等效性原理和共点力概念。
（2）掌握矢量运算的平行四边形定则，知道它是力的合成的基本规律。
（3）会用作图法求解两个共点力的合力。
2、过程与方法
（1）能够通过自主实验探究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）通过探究事物规律的一般方法，让学生学会从生活中发现问题、提出猜想、设计实验、寻找规律，培养学生的观察能力、实验设计及操作能力、对物理现象的归纳总结的能力，从而有效的提升学生科学素养。
三、合力与分力大小关系
|F1-F2|≤F≤F1+F2
四、共点力
1.教师：通过引入《曹冲称象》的故事，引导学生得出大象和石头的作用效果相同。
学生：（1）思考曹冲利用什么原理和方法？
（2）学生自己做实验来体会、加深对等效替代的理解。先让两位同学共同单手提水桶，回答出有何感受？再让一位同学单手提水桶，回答有何感受？
投影实验器材、操作步骤及注意事项。
播放实验演示视频

安徽省铜陵县第三中学高中物理《3.4力的合成》说课稿新人教版必修1

《力的合成》说课稿各位评委、各位老师：大家好！我是来自铜陵市第三中学的参赛选手查旸，今天，我说课的内容是《力的合成》。

《力的合成》是高中物理人教版必修一第三章《相互作用》第4节的内容。

下面我将从教材分析、教学对象分析、教学方法分析、教学手段分析、教学过程简述以及教学反思这六个方面阐述我的教学设计。

教材分析：（1）课程标准分析：本节课的内容标准是通过实验理解力的合成，是探究矢量运算的普遍法则──平行四边形定则。

这个定则是矢量运算的工具，掌握好这个定则是学好高中物理的基础．本章是高中力学的基础知识，如何从代数运算过渡到矢量运算是本节的难点。

同时，平行四边形定则的探究过程，对培养学生科学的探究精神也有很重要的作用。

（2）教材的体系与结构分析：教科书用简单的语言和一幅卡通图引入了合力和分力的概念及等效替代的物理思想。

通过生活中的实例“提水”说明合力与分力是等效替代的关系。

比较直观，学生也容易接受。

将求合力的方法──平行四边形定则，由旧教材的验证实验改成新教材的探究实验，说明新教材更注重知识的形成过程。

（3）教材的地位与作用分析：教材中对于“平行四边形定则”的得出是希望学生自己动手设计出实验方案，以探究的方式去寻找分力与其合力的关系，最终发现结论。

让学生在探究过程中掌握知识，培养能力，领悟科学研究的魅力，并学会互相交流合作。

（4）教学目标分析：通过本节课的教学使学生能从力作用的等效性来理解合力和分力的概念，初步体会等效替代的物理思想。

能通过实验探究求合力的方法——力的平行四边形定则，并指导它是矢量运算的普遍规则。

会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。

知道合力的大小和分力夹角的关系。

能应用力的合成知识分析日常生活中的有关问题，有将物理知识应用于生活和生产实践的意识。

（5）教学重点、难点分析：本节课教学过程中要渗透“等效替代”的物理思想，促使学生对力的平行四边形定则的发现与深刻的理解这是本节教学的重点。

高中物理人教版必修一 3.4力的合成教学设计、教案

4．力的合成一、知识结构二、教学目标1.知道合力、分力以及力的合成的概念。

2.理解平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则，会用平行四边形定则求合力，知道分力与合力间的大小关系。

(重点)3.知道共点力的概念，会用作图法、计算法求合力。

(难点)三、新知全解知识点一合力与分力1．合力和分力的概念：当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，原来的几个力叫作分力．2．合力与分力的性质：合力与分力是作用效果上的一种等效替代关系．3．力的合成：求几个力的合力的过程叫作力的合成．等效法就是在特定的某种意义上，在保证效果相同的前提下，将陌生的、复杂的、难处理的问题转化成熟悉的、容易的、易处理的问题的一种方法．知识点二力的合成1．定义：求几个力的合力的过程．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．3．合力的大小：两个力合成时，两个分力间的夹角越大，合力就越小，合力的大小范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2.4．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.把橡皮筋结点E拉到同一个位置O，可以用两串钩码拉，也可以用一串钩码拉，它们的作用效果是一样的．F为合力，F1、F2为分力．思考如图所示，假如这桶水的重量是200 N，两个孩子合力的大小一定也是200 N.现在的问题是：如果两个孩子用力的大小分别是F1和F2，F1和F2两个数值相加正好等于200 N吗？提示：两个孩子用力的大小F1和F2两个数值相加不一定等于200 N，这是因为力是矢量，力的合成满足矢量合成的平行四边形定则，而不是代数相加．知识点三共点力1．定义：一个物体受到几个外力的作用，如果这几个力有共同的作用点或者这几个力的作用线交于一点，这几个外力称为共点力．2．共点力的合成：遵守平行四边形定则．四、核心知识汇总核心一合力与分力的关系1．只有同一个物体所受的力才能合成．不同性质的力也可以合成．2．两个共点力的合成最大F1、F2同向F合＝F1＋F2最小F1、F2反向F合＝|F1－F2|范围|F1－F2|≤F合≤F1＋F2合力F与夹角θ的关系θ越大，F越小例1关于合力与其两个分力的关系，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．合力的大小随两分力夹角的增大而增大C．合力的大小一定大于任意一个分力D．合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力【解析】根据平行四边形定则可知：两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力，如图甲；不一定小于大的分力，如图乙；合力的大小也不随夹角的增大而增大，如图丙；并且也不一定大于任意一个分力．【答案】 D(1)合力可能比两分力都大．(2)合力可能比两分力都小．(3)合力与分力可能等大．训练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那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解析：合力与分力是等效替代的关系，即合力的作用效果与几个分力的共同作用效果相同，合力的作用效果可以替代这几个分力的作用效果，但不能认为合力与分力同时作用在物体上，A、C正确，B错误；力是矢量，所以求合力时遵循平行四边形定则，D正确．答案：ACD核心二求合力的方法1．求合力的方法(1)作图法：根据平行四边形定则作图求合力．(2)计算法：根据平行四边形定则及数学知识求合力．2．几种特殊情况的二力合成情景图示合力的大小合力的方向两力共线(θ＝0°或180°)F＝F1＋F2或F＝|F1－F2|F与较大的分力同向两力垂直(θ＝90°)F＝F21＋F22tanφ＝F2F1φ为F与F1的夹角两力等大F1＝F2F＝2F1cosθ2φ＝θ2φ为F与F1的夹角两力等大，夹角为120°(F1＝F2，θ＝120°)F＝F1＝F2φ＝60°φ为F与F1的夹角(1)“作图法”便于理解矢量的概念，形象直观，但不够精确，会出现误差．(2)“计算法”是先根据平行四边形定则作出力的合成的示意图，然后利用数学知识求出合力，作图时，可通过添加辅助线得到一些特殊的三角形，如直角三角形、等边三角形、等腰三角形等，这样便于计算．作图法求解的注意事项作图法依据：平行四边形定则注：①标度要合适，便于测量线段的长度；②标明实线和虚线要求：严格按力的图示画法作图分力：四边形的两边合力：四边形的对角线例2杨浦大桥是继南浦大桥之后又一座跨越黄浦江的我国自行设计建造的双塔双索面叠合梁斜拉桥，如图所示．挺拔高耸的208米主塔似一把剑直刺苍穹，塔的两侧32对钢索连接主梁，呈扇面展开，如巨型琴弦，正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲．假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，每根钢索中的拉力是3×104 N，那么它们对塔柱形成的合力为多少？方向如何？【解题指导】把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力，以它们为邻边画出一个平行四边形，其对角线就表示它们的合力．由对称性可知，合力方向一定沿塔柱竖直向下．【解析】方法一(作图法)如图甲所示，自O 点引两条有向线段OA 和OB ，它们跟竖直方向的夹角都为30°.取单位长度为1×104 N ，则OA 和OB 的长度都是3个单位长度．量得对角线OC 长为5.2个单位长度，所以合力的大小F ＝5.2×1×104 N ＝5.2×104 N.方法二(计算法)根据这个平行四边形是一个菱形的特点，如图乙所示，连接AB ，交OC 于D ，则AB 与OC 互相垂直平分，即AB 垂直于OC ，且AD ＝DB ，OD ＝12OC .考虑直角三角形AOD ，其∠AOD ＝30°，而OD ＝12OC ，则有F ＝2F 1cos30°＝2×3×104×32 N≈5.2×104 N. 【答案】 5.2×104 N 竖直向下训练2 物体受两个大小都等于10 N 的拉力作用，且这两个拉力间的夹角为90°，求这两个力的合力的大小和方向．解析：方法一：(作图法)：选取1 cm 表示5 N ，作出两个力的图示，再以这两力的图示为邻边作平行四边形，如图所示．用刻度尺量出对角线的长度约为2.8 cm ，则合力大小为F ＝2.81×5 N ＝14.0N ．用量角器测出合力F 的方向与F 1夹角为45°.方法二：(计算法)：作出力的合成的平行四边形示意图如图所示．则该平行四边形为正方形，由几何知识得合力F ＝2F 1＝10 2 N≈14.0 N ，合力F 的方向与F 1夹角为45°.答案：14.0 N方向与F1夹角为45°核心三实验：探究求合力的方法1．实验原理使某个力F′的作用效果与F1、F2的共同作用效果都是使橡皮条伸长到同一点，所以F′为F1、F2的合力，作出F的图示，再根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示，比较F、F′，分析在实验误差允许的范围内两者是否大小相等、方向相同．2．探究过程(如下图所示)(1)在水平放置的长木板上用图钉固定一张白纸，在白纸上用图钉固定一根橡皮条．(2)在橡皮条的另一端连接两根带绳套的细绳，用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，记下结点的位置O、弹簧测力计的示数和方向，即两个分力F1、F2的大小和方向．(3)只用一个弹簧测力计拉绳套，将结点拉到O点，记下此时拉力F′的大小和方向．(4)选定标度，作出力F1、F2和F′的图示．(5)以F1、F2为邻边作平行四边形，并作出对角线F.(6)比较F与F′是否重合．实验结论：在实验误差允许的范围内，两个力的合力为以这两分力为邻边作出的平行四边形的对角线．3．注意事项：(1)实验过程中要注意使弹簧测力计与木板平面平行．(2)选用的橡皮筋应富有弹性，同一实验中橡皮筋拉长后的结点的位置必须保持不变．(3)在橡皮筋形变不超过弹性限度的条件下，拉力尽量大一些，以减小实验误差．(4)严格按照力的图示要求和几何作图法作出合力．实验中的“记录”与“注意”(1)用两个弹簧测力计拉橡皮条时的“三记录”：记录两弹簧测力计示数、两细绳方向和结点O的位置．(2)用一个弹簧测力计拉橡皮条的“二记录”：记录弹簧测力计示数和细绳方向．(3)两次操作中的“一注意”：结点O的位置必须在同一位置．例3某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A 为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB与OC为带有绳套的两细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．(1)如果没有操作失误，图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．(2)合力与分力的作用效果相同，这里作用效果是指________．A．弹簧测力计的弹簧被拉长B．固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C．细绳套受拉力产生形变D．使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度(3)有关此实验，下列叙述正确的是________．A．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮条的拉力大B．橡皮条的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C．两次拉橡皮条时，需将橡皮条结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D．若只增大某一个弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮条结点位置不变，只需调整另一个弹簧测力计拉力的大小即可【解析】(1)一个弹簧测力计拉橡皮条至O点的拉力一定沿AO方向；而根据平行四边形定则作出的合力，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′.(2)合力与分力之间是等效替代关系，所以在实验中的作用效果相同是指橡皮条的伸长量相同且伸长到同一位置，故选D.【答案】(1)F′(2)D(3)AC训练3在探究求合力的方法实验中，某实验小组采用了如图所示的实验装置．实验中，把橡皮条的一端固定在板上的G点，橡皮条的另一端拴上两条细绳套，将木板竖直固定好，在两条细绳套上分别挂上适当的钩码，互成角度拉橡皮条使之伸长，将结点拉到某一位置O，此时需要记下结点的位置O以及①___________________________________________________________________ _____和②____________________.再用一条细绳套挂上适当的钩码把橡皮条拉长，使结点也到达同一个位置O，再次记录③________________________和④____________________.实验时，用两个力拉橡皮条和用一个力拉橡皮条都使之伸长且使结点到达同一个位置O的目的是⑤________________________.解析：本实验采用等效替代法，实验过程应记录拉力的大小与方向，实验中，把橡皮条的一端固定在板上的G点，橡皮条的另一端拴上两条细绳套，将木板竖直固定好，在两条细绳套上分别挂上适当的钩码，互成角度拉橡皮条使之伸长，将结点拉到某一位置O，此时需要记下结点的位置O以及两细绳的方向和两组钩码的个数．再用一条细绳套挂上适当的钩码把橡皮条拉长，使结点也到达同一个位置O，再次记录该细绳的方向和钩码的个数．实验时，用两个力拉橡皮条和用一个力拉橡皮条都使之伸长且使结点到达同一个位置O的目的是两次拉到同样的位置O，橡皮条的伸长量相同，两次作用效果相同，这样一组钩码单独拉时的力，就是两组钩码共同拉时拉力的合力．答案：①两细绳的方向②两组钩码的个数③该细绳的方向④钩码的个数⑤两次拉到同样的位置O，橡皮条的伸长量相同，两次作用效果相同，这样一组钩码单独拉时的力，就是两组钩码共同拉时拉力的合力核心四多个力的合成1．合成方法：多个力的合成的基本方法仍是平行四边形定则．具体做法是先任选两个分力求出它们的合力，用求得的结果再与第三个分力求合力，直到将所有分力的合力求完．2．三个力合力范围的确定：(1)最大值：三个力方向均相同时，三力合力最大，F m＝F1＋F2＋F3.(2)最小值：①若一个力在另外两个力的和与差之间，即|F1－F2|≤F3≤F1＋F2，则它们的合力的最小值为零．②若一个力不在另外两个力的和与差之间，则它们的合力的最小值等于三个力中最大的力减去另外两个力．例4大小分别为5 N、7 N和9 N的三个力合成，其合力F的大小的范围是()A．2 N≤F≤20 N B．3 N≤F≤21 NC．0≤F≤20 N D．0≤F≤21 N≤12 N，三个【解析】大小为5 N和7 N的两个力的合力的范围是2 N≤F合两个力的合成，因9 N在此范围，故当力的合成就变成了大小为9 N的力与F合F合与9 N的力大小相等，方向相反时，三力的合力为零．三力同向时合力最大，其值为21 N，所以D项正确．【答案】 D判断三个力的合力能否为零，首先，判断其中两个力的合力范围是关键．训练4(多选)物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是()A．3 N4 N8 N B．5 N2 N3 NC．1 N5 N10 N D．10 N10 N10 N解析：三个力合成，若前两个力的合力可与第三个力大小相等，方向相反，就可以使这三个力的合力为零，只要使第三个力在其他两个力的合力范围之内，就可能使合力为零，即第三个力F3满足：||F1|－|F2||≤F3≤|F1|＋|F2|.所以选项A、C 符合题意．答案：AC五、随堂练习及真题讲解1．下列关于合力与分力之间的关系的说法正确的是()A．合力就是分力的代数和B．合力总比某一分力大C．分力与合力的方向总是不一致的D．合力的大小可能等于某一分力的大小解析：合力是分力的矢量和，而不是代数和，所以A项错误；合力的大小介于两分力代数和与两分力代数差的绝对值之间，因此B项错误，D项正确；当两分力方向相同时，合力与分力方向相同，C项错误.答案：D2．在图中两个体重相同的小孩静止坐在秋千上，两秋千的绳子是一样的．下面的斜述正确的是()A．甲中绳子容易断B．乙中绳子容易断C．甲、乙中绳子一样容易断D．不确定答案：B3．有三个力：F1＝3 N，F2＝5 N，F3＝9 N，则()A．F1可能是F2和F3的合力B．F2可能是F1和F3的合力C．F3可能是F1和F2的合力D．上述结论均不正确解析：F1＝3 N、F2＝5 N，两个力的合力范围为2～8 N，F3＝9 N不在两个力的合力范围内，所以三个力的合力不为零．故三个力中任何一个力都不可能是另外两个力的合力，故A、B、C错误，D正确．故选D.答案：D4．(多选)小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是()A．当θ＝120°时，F＝GB．不管θ为何值时，都有F＝G 2C．当θ＝0°时，F＝G 2D．θ越大，则F越小解析：由力的合成可知，在两分力相等，θ＝120°时，F合＝F＝G；θ＝0°时，F ＝12F 合＝G 2，故选项A 、C 正确，B 错误．在合力一定时，分力间的夹角θ越大，则分力越大，故选项D 错误．答案：AC5．图甲为“探究求合力的方法”的实验装置．(1)(多选)下列说法中正确的是________A ．在测量同一组数据F 1、F 2和合力F 的过程中，橡皮条结点O 的位置不能变化B ．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C ．F 1、F 2和合力F 的大小都不能超过弹簧测力计的量程D ．为减小测量误差，F 1、F 2方向间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为________ N. 解析：(1)在同一组数据中，只有当橡皮条节点O 的位置不发生变化时，两个力的作用效果和一个力的作用效果才相同，才可以验证平行四边形定则，故A 正确；弹簧测力计拉细线时，方向不一定向下，只要把O 点拉到同一位置即可，故B 错误；根据弹簧测力计的使用原则可知，在测力时不能超过弹簧测力计的量程，故C 正确；F 1、F 2方向间夹角为90°，并不能减小误差，故D 错误．(2)弹簧测力计的指针指示要估读到下一位，故拉力F 的大小为4.00 N.答案：(1)AC (2)4.001290°时，合力大小为20 N ，那么当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为( )A ．40 NB ．10 2 NC ．20 2 ND ．10 3 N解析：选B.设F 1＝F 2＝F 0，当它们的夹角为90°时，如图甲所示，根据平行四边形定则知其合力为2F 0，即2F 0＝20 N ，故F 0＝10 2 N ．当夹角为120°时，如图乙所示，同样根据平行四边形定则，其合力与F 0大小相等．6、(2019·湖北宜昌高一期末)有三个共点力F1、F2、F3作用于某一点，其合力为零．已知F3＝5 N，现保持其余二个力大小和方向不变，只将F3的方向沿逆时针方向绕作用点转动90°，则这三个力的合力大小变为()A．5 2 N B．5 NC．10 N D．仍为零解析：选A.因F3＝5 N，故F1与F2的合力也为5 N，方向与F3的方向相反；转动F3后，F1与F2的合力不变，则将F1与F2的合力与转后的F3合成，合力为5 2 N，故选A.7、(2019·武汉高一检测)如图所示，AB是半圆的直径，O为圆心，P点是圆上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3.若F2的大小已知，则这三个力的合力大小为()A．F2B．2F2C．3F2D．4F2解析：选C.由几何知识知，力F1与F3垂直，以F1、F3为邻边作平行四边形．如图所示，则F1、F3的合力为PC代表的线段，由于PC＝2PO，即PC代表的力的大小等于2F2，故三个力的合力大小为3F2，C正确．。

(新教材)统编人教版高中物理必修1第三章第4节《力的合成和分解》优质说课稿

（新教材）统编人教版高中物理必修一第三章第4节《力的合成和分
解》优质说课稿
今天我说课的内容是统编人教版高中物理必修一第三章第4节《力的合成和分解》。

第三章主要讲述相互作用——力，以相互作用与**定律为学习主题。

自然界的物体不是孤立存在的，它们之间具有多种多样的相互作用。

正是由于这些相互作用，物体在形状、**状态等许多方面会发生变化。

如何来研究这些相互作用呢?在力学中，物体间的相互作用抽象为一个概念——力。

在研究物体做机械**时，最常见的力有重力、弹力和摩擦力，本章研究这几种常见力的特点和规律。

通过本章学习，培养学生**与相互作用观念、建构模型的意识和能力、一定的科学探究的意识、能力和科学态度与责任，从而让学生具有物理学科的核心素养。

本章共有五节内容，本节是第四节，探究力的合成和分解。

承载着实现全章教学目标的任务。

为了更好地教学，下面我将从课程标准、教材分析、教学目标和学科核心素养、教学重难点、教学方法、学情分析、教学过程等方面进行说课。

一、说课程标准。

普通高中物理课程标准（2017版2020年修订）【内容要求】：“1.2.2 通过实验，了解力的合成与分解，知道矢量和标量。

”
二、教材分析。

本节是第三章《相互作用——力》的第四节。

本节探究力的合成和分解。

从共点力的概念切入，继而通过例子阐述合力和分力的概念。

接下来通过实验讲述力的合成和分解。

最后教材讲解矢量和标量。

教材。

高中物理人教版必修1 3.4力的合成教案 Word版含解析

归纳：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。
与其他小组的结论进行对比，看结论是否相同？
例：力F1=45N，方向水平向右，力F2=60N，方向竖直向上。求这两个力的合力的大小和方向。（作图法和计算法）
4.共点力的概念，以及求共点力合力的运算法则
问：分力与合力是等效替代的关系，那么在力的合成中，什么力是客观存在的？什么力是假想的力？是用分力替代合力，还是用合力替代分力？
分力是客观存在的，合力是假想的力，是用合力替代分力。
3.探究求合力的方法
模型建立：一个弹簧秤可以将钩码吊起，用两个弹簧秤也可以将钩码吊起，实现作用效果相同。
设计实验需要考虑的问题：
3.演示实验：用两个弹簧秤提起一个重物，观察两个分力的代数和并非合力，并从分力和合力的等效替代关系角度，来探究求合力的运算法则---平行四边形定则。并说明平行四边形定则适用于所有矢量的合成。
4.归纳探究过程中，研究的均为共点力的合成，故要强调力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力。
5.组织学生讨论合力与分力夹角关系。
教学过程（设计）
学生安排
备注
1.合力和分力的概念
举生活中一个力的作用效果与两个或者更多力的作用效果相同的事例。利用等效思想提出合力和分力的概念。
事例：一个成年人或者两个孩子都可以将一桶水提起至同一位置。
几个力共同的作用效果和一个力的作用效果相同，则这一个力就是那几个力的合力，那几个力就是这个力的分力。
问：合力与分力概念的提出体现了什么物理思想？合力与分力是否同时作用在物体上的？
注：合力与分力是等效替代的关系，并不是同时作用在物体上的。
平行四边形定则适用于所有矢量的计算。

人教版高中物理必修第1册第3章 4 力的合成和分解

合力与分力 1 ．共点力：作用在物体的 ___同__一__点___ 或者作用线的延长线 _交__于__一__点____的一组力． 2．合力与分力：当物体受到几个力的共同作用时，可以用一个力代替它们，这个力产生的效果跟原来几个力的___作__用__效__果___相同，那么这个力就叫做那几个力的 ___合__力___ ，原来的几个力叫做这个力的 ___分__力___．
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第三章相互作用——力
矢量和标量 1．矢量：既有大小，又有方向，合成时遵守_平__行__四__边__形__定__则___或 _矢__量__三__角__形__定__则___的物理量． 2．标量：只有大小，没有方向，求和时按照___算__术__法__则___运算的物理量．
5．力的分解依据：一个力可以分解为两个力，如果没有限制，一个力可以分解为__无__数____对大小、方向不同的分力．
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第三章相互作用——力
某同学在单杠上做引体向上，在图中的四个选项中双臂用力最小的是( )
合力与分力
如图所示，一个成年人或两个孩子均能提起相同质量的一桶水，那么该成年人用的力与两个孩子用的力作用效果是否相同？二者能否等效替换？
【答案】效果相同，能等效替换．
第三章相互作用——力
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3.4力的合成和分解— 【新教材】人教版(2019)高中物理必修第一册教案

3.4力的合成和分解〖详细教材分析〗力的合成与分解是互为逆过程,我们研究的是力的等效关系,依据此思想总结出力的平行四边形定则。

教学中应让学生体会运用“等效”思想研究问题是物理学研究中的一种重要方法。

它具有承上启下的作用。

教学设计应注重学生知识的形成过程和对知识的真正理解。

学生在初中已经接触过求沿同一直线作用的两个力的合力的方法,在第一章也已经接触到位移的矢量合成。

本节内容进一步学习矢量运算的普遍法则——平行四边形定则。

〖教学目标与核心素养〗物理观念:能够从力的作用效果理解合力、分力、力的合成和力的分解。

科学思维:理解平行四边形运算法则和特点,掌握平行四边形法则,知道它是矢量合成的普遍规律,知道矢量与标量运算法则是不同的。

科学探究:通过演示实验引出合力和分力的概念,了解物理学常用的方法一—等效替代法。

科学态度与责任:通过力的合成和分解的学习,感受对立统一的观点在物理学中的意义;通过实验培养良好的观察习惯和严谨求实的科学精神。

〖教学重点与难点〗重点:1、合力与分力的关系。

2、平行四边形定则及应用。

难点:实验探究方案的设计与实验。

〖教学方法〗教师启发引导教学与学生小组合作探究法相结合,并辅以问题法、演示法、举例法等〖教学准备〗弹簧测力计、细绳、三角板、直尺、橡皮筋、多媒体课件等。

〖教学过程〗一、新课引入通过多媒体课件动图展示:蜘蛛织网。

如果蜘蛛网上的一根丝断了,网会倒向哪边?我们可以把蜘蛛网的受力图简化成,课本的图形式。

即一个静止的物体,在某平面上受到5个力作用,你能判断它将向哪个方向运动吗?如果我们把F5去掉后,也就是蜘蛛网这根断了,我们很容易判断,它会向相反方向跑去。

也就是说F5等于其他力的加。

如果我们能找到一种方法,即“用一个力的单独作用替代两个力的共同作用,而效果不变”,上述问题就迎刃而解了。

你觉得这个力和被替代的两个力会有怎样的关系呢?教学设计说明:借助生活常识动图,创设问题情境,激发探究动机,引导学生发现问题。

人教版高中物理必修一第三章第4课《力的合成》课件(共25张)

F1 F2
F=F1+F2=6N
两个分力同向相加
（2）两个力方向相反
（F1=2N,F2=4N）
Байду номын сангаас
F1
F2
F=F2F1=2N
两个分力反向相减
情景: 一条直线上的力的合成
F 一个力作用
二力同向
F2 F1 F=F1 + F2
二力反向
F2 F1 F=F1 - F2
2.不共线：
如果力F1.F2不在同一直线上，它们的合力大小还是相加减吗?
F1=10.0 N O
2N F合=12.8 N
F2=6.8 N
3.结论： F1
F合
O· F2
实验表明: 互成角度的两个力（F1和F2）合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，两邻边之间的对角线就表示合力（F）的大小和方向。这就是平行四边形定则。
例1: 力F1=60N,方向水平向右，力F2=60N，方向竖直向上，这两个力均作用在同一物体的同
已知分力
求解
力的合成遵循
平行四边形定则
合力
以两个共点力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
课堂练习
1、下列哪组力的合力可能为0（ D ）
A、3N 8N
B、10N 12N
C、40N 20N
D.10N 10N
2.两个力：3N、4N的合力范围为（） 1N 7N
3.三个力：3N、4N、5N的合力范围为（）
一点上，求: 这两个力的合力F的大小和方向.
解: (1)作图法:
F F2
-
-
O） F1
20N
-
(2)计算法:

高中物理必修一教案-3.4 力的合成6-人教版

《3.4、力的合成》教材分析：一、教材内容分析本节是人教版高一物理第三章第4节内容，这一章学生学习了重力基本相互、弹力、摩擦力，学生已初步具备对简单受力物体的受力分析后，要分析物体受几个力共同作用下的运动状态就需要学习本节知识《力的合成》，学生在初中只学习了简单的共线二力合成，忽然接触到本节的不共线二力合成时要由平行四边形定则进行合成。

合成方式比较抽象，给学生的学习造成一定的困难为了锻炼学生的协作能力、动手能力和思考问题能力，本节课还要学生共同参与的实验。

然而力的合成又是力的分解、力的正交分解及牛顿第二定律等知识的基础，所以一定要在本节知识上下足功夫，让学生把知识掌握牢固。

二、教学对象分析：学生刚从初中进入高中，其学习方法还停留在初中的知识主要靠记忆的学习方式，所以在这一时期我们的教学不仅仅是知识的传授，还要注意教会学生学习物理的学习方法和培养学生学习物理的兴趣。

三、教学环境分析：在教室里安装了投影仪设备都可以用，由于本节的演示实验可以用探究性实验也可以是验证性实验，但考虑到本堂课容量很大，既要考虑节约时间还要便于操作，所以采取用验证性方式进行。

但实验要求学生参与还要让每一个学生看清实验的每一个细节。

“一支粉笔加张嘴”的常规教学方式很难讲给学生讲明白，但如果加入多媒体讲解本节知识，引入两个力的合成动画课件，把合成时的规律及合力与分力间关系非常直观的展现出来，把实验过程投影出来，使学生理解实验原理；再在读数时直接用展示台上的摄像头拍摄全过程，以便于每一个学生都能清楚的看到实验的全过程。

学生认为难以理解比较抽象的地方理解起来就变得很简单了。

在画平行四边形求合力时，学生要犯很多细小错误，在上课时一一纠正几乎不可能，所以要用到展示台投影把学生练习时的典型错误投影出来统一纠正。

这样操作可以达到面批面改和让学生共同参与纠错的双重作用。

学习三维目标1、知识与技能（1）能从力的作用效果等效性来理解合力与分力的概念。

3.4力的合成优秀教案优秀教学设计高中物理必修一·第三章：相互作用 (6)

3.4力的合成本节课在整个中学物理中的作用和地位是重要的。

因为力的合成是解决力学的基础和工具；“平行四边形定则” 则始终贯穿在物理知识内容的全过程中，具有基础性和预备性，为速度、加速度、位移、动量、电场、磁场等矢量运算奠定了基础。

1. 教学目标。

由以上的教学目的决定了本节课的教学要求：这节课不全是让学生知道试验的结论，重点是学生通过实验探究得出“平行四边形定则”的过程。

把验证性实验改为探究性实验，让学生变被动地接受知识为主动探索新知识，积极参与教学过程的每个环节，从而引导学生手脑并用，分析与综合相结合，以提高探索研究及创新的意识和能力。

2、教学重点和难点。

矢量概念是高中物理教学中引进的重要概念之一，是初中知识的扩展和深化，在初中物理中，学生只学习了同一直线上力的合成。

“代数和”的运算在头脑中已成定势，造成学生思维断层，如何突破思维定势，是本节课成败的关键。

因此对平行四边形定则的探索、应用是教材的重点也是教材的难点。

所以在教学的过程中无论是课堂讲解，还是实验的设计操作、习题练习、课后作业等，都应围绕平行四边形定则展开。

另外在作用效果相同的基础上理解合力与分力的关系，学生由于缺乏较多的感性认识，对此还是比较生疏，不容易理解，所以也是教材的一个难点。

3．教法设计。

等效替代的思想是高中物理重要的思想方法之一，为以后的学习做好方法铺垫。

我设计本节课从生活实践出发，总结出等效替代的关系，结合初中学习的电阻和重心的概念，让学生对合力与分力具有清晰的认识。

矢量合成是重点也是难点，要让学生心悦诚服地接受平行四边形定则，增加学生的感性认识，发展学生的感知能力，就要让学生亲自实验探索，这是实践出真知的要求，也是突破重点和难点的关键。

针对此因素本节课应选择实验法进行教学，这是教材内容和认识规律的客观要求。

在教学方法的实施过程中，要引导学生做到动手操作，记录数据和方法，画出两个分力的图示、合力的图示，比较得出结论。

培养学生的实验能力和严谨认真团结协作的科学态度，有效地为突破教材重点、难点服务。

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力的合成
三、巩固练习
板书设计
一、基础知识复习 1、基本概念 2、公式学节
二、方法与规律应用 1、基本概念应用 2、
教环
学生学习活动的过程与内容（按环节设计自学、讨论、实践、探索、训练等内容）
教师导向激励示范等内容（精讲、启发、联系渗透等）
一.力的合成的概念引入：举例说明：两个小朋友共提一桶水，一个大人用一只手也可提起这桶水。所以，从力的作用效果上看，当一个物体同时受到几个力的共同作用时，常常可以用一个力来代替这几个力的效果，这个力叫做那几个力的合力，那几个实际存在的力叫做分力。求几个力的合力的过程即求合力的方法，叫做力的合成。二.力的合成的平行四边形定则的研究性学生实验【学生探究性实验】探究求合力的方法注意点：①实验中如何比较分力和合力的效果的？（把橡皮条上的结点拉到同一位置，因此，要确定结点的位置） ②拉力的方向是沿着拉线方向的，因此要把拉线的方向描在木板的白纸上。 ③怎样表示分力的大小和方向、合力的大小和方向？（用力的图示，要注意什么？） ④用虚线把合力的箭头端分别与两个分力的箭头端连接，你能得出什么启发？第 1 页
第 2 页
课堂训练：
1．关于力的合成的平行四边形定则，以下说法中正确的是( ) A．力的合成的平行四边形定则只适用于共点力 B．以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线所表示的力都是它们的合力 C．以两个分力为邻边的平行四边形中，较长的那条对角线所表示的力才是它们的合力 D．以两个分力为邻边的平行四边形中，与两个分力共点的那条对角线所表示的力才是它们的合力 2．作用在同一物体上的两个力分别为 5N 和 4N，则它们的合力不可能为( ) A．9N B．5N C．2N D．10N 3．关于大小不变的两个共点力 F1、F2 的合力 F，下列说法正确的是( ) A．合力 F 一定大于任一分力 B．合力 F 可能小于任一分力 C．合力 F 的大小可能等于 F1 或 F2 的大小 D．合力 F 的大小随 F1、F2 间夹角增大而增大 4．两个共点力的大小都是 50N，如果要使它们的合力也是 50N，那么它们之间的夹角应为( ) 0 0 0 0 A．30 B．45 C．60 D．120 5．物体受到两个方向相反的力的作用，两力 F1 和 F2 的大小分别为 5N、10N．现保持 F1 不变，将 F2 从 10N 逐渐减小到 0．在此过程中，它们的合力大小变化情况是( ) A．逐渐变小 B．逐渐变大 C．先变小，后变大 D．先变大，后变小 6．如图所示，一木块放在水平面上，在水平方向共受到三个力，即 F1=10N、F2=2N 和摩擦力作用，木块处于静止状态．若撤去力 F1，且保持 F2 不变，则木块在水平方向受到的合力为( ) A．10N，方向向左 B．6N，方向向右 C．2N，方向向左 D．0 7．如图所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力都是 1500N，夹角是 60°试用作图法求这两个拉力的合力．
11．如图所示，绳子上端固定于 A 点，下端挂一个重 80N 的重物，B 是光滑的定滑轮，试求绳对定滑轮的作用力的大小和方向．
12．六个共点力的大小分别为 F、2F、3F、4F、5F、6F，相邻两力问的夹角 r 均为 60°，如图所示．试确定它们的合力的大小和方向．
【本节总结】 ①合力和分力是相对而言的，求几个力的合力叫力的合成 ②力的合成遵循平行四边形定则 ③合力与分力的大小和方向的辨析 ④共点力的概念作布业置课堂作业下节课预习内容课后作业
教后感
领导查阅
第 4 页
பைடு நூலகம்
【结论】①两个力合成时，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。
F1
F

F1 F2 F2 F1
F

F2 F2
F
F1
F
F2
F1
F
【思考与讨论】两个力 F1 、 F2 的合力 F 的大小和方向随着 F1 、 F2 的夹角而变化。 ① 两个力的大小不变，其夹角由 0 向 180 变化，则其合力的大小如何变化？ ② 两个力的合力总比其中的分力大？ ③两个力的夹角不变，让其中一个力不变，而另一个力变大，合力必然增大吗？ 2.三个以上的共点力的合成：原则上，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。但很多情况下，力的合 F3 成也有技巧。 F3
课
题
§3.5
力的合成
教学模式
自主练习→小组讨论→讲练结合
教学目标（认识技能情感）实施策略教具
1．知识与技能：①力的合成的概念；②探究求合力的方法；③力的合成的平行四边形定则；④共点力的概念。 2．过程与方法：①力的合成是“等效替代”的思维方法；②通过实验探究得出力的合成的平行四边形定则；③平行四边形定则可简化为三角形法则。 3．情感态度与价值观： “不管白猫黑猫，抓住耗子就是好猫” ，我们之所以进行力的合成与分解的研究正是从力的作用效果出发，这是一种重要的思维方法。抓住力作用效果可以“等效替代”这一思想贯穿本节课的教学；另外，从生活实际出发，通过实验探究来得出力的合成的平行四边形定则是体现过程与方法的重要教学环节。讲义 §3.5
8．如图所示，电线杆 BD 重 800N，水平电线 AB 的拉力为 600N，牵引索 BC 的拉力为 1000N．电线和牵引索对电线杆的共同作用恰好不会引起竖直电线杆发生偏斜，试用作图法求出电线和牵引索对电线杆拉力的合力大小．电线杆对地面的压力有多大?
9．试用计算法求解上题．
第 3 页
10．有两个大小相等的共点力 F1 和 F2，当它们间的夹角为 90°时，合力的大小为 F．那么，当它们间的夹角为 120°时，合力变为多大?
F3
F1 F1
F1
F2
F2
F2
3.共点力的概念：如果一个物体受到两个或更多的力的作用，有些情况下这些力共同作用于同一点上，或者虽不作用于同一点，但它们的延长线交于一点，这样的一组力叫共点力。 ①力的合成的平行四边形定则只适用于共点力 ②物体受几个力作用而处于平衡状态，则这几个力一定是共点力。 ③共点力平衡的条件：几个力共点，且合力为零。