2021届教科版物理必修第一册教案+学案：3.4 力的合成-学案(有答案)

力的合成
【学习目标】
1．从力的作用效果出发理解合力和分力的概念。

2．掌握力的平行四边形定则，知道它是矢量合成的普遍规律；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。

3．知道合力的大小与分力之间夹角的关系。

4．初步了解物理学研究方法——等效法。

【学习重难点】
学习重点：
1．掌握力的平行四边形定则。

2．探究共点力合成的规律。

学习难点：
运用平行四边形定则，会用直角三角形知识计算合力。

【学习过程】
一、几个力可用一个力来替代
（一）自学教材。

1．合力与分力。

如果力F 的作用效果与力1F 和2F 共同作用的效果____________，我们就称F 为1F 和2F 的____________，1F 和2F 为F 的____________。

2．力的合成。

（1）定义：求几个力的____________的过程。

（2）实质：力的合成是一种________________的方法，即用一个力去替代几个共同作用的力，替代后产生的作用效果与原来相同。

3．共点力。

作用于物体上同一点，或者力的____________相交于同一点的几个力。

（二）重点诠释。

1．合力与分力的等效性。

合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，它们在效果上可以相互替代。

2．合力与分力的同体性。

用于求合力的各个分力必须是作用在同一物体上的力，作用在不同物体上的力是不能求合力的，求得的合力也作用在分力作用的物体上。

3．合力与分力的瞬时性。

各个分力与合力具有瞬时对应关系，某个分力变化了，合力也同时发生变化。

（三）典题强化。

1．关于几个力与其合力，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力的平行四边形定则 二、实验：探究共点力合成的规律
（一）自学教材。

1．实验目的：
_________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________
2．实验原理：
_________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________
3．实验器材：
白纸、木板、橡皮筋、细绳、刻度尺、弹簧测力计、铅笔、滑轮（若干）、图钉（若干）。

4．实验步骤：
（1）在水平放置的图板上固定一张白纸，将橡皮筋的一端固定在图板上的K 点处，橡皮筋的自然长度为KE ，如图2－5－1（a ）所示。

（2）让橡皮筋在互成120°的两个弹簧测力计的共同作用下沿KE 方向由E 点伸长至O 点，此时弹簧测力计的示数分别为1F 和2F ，做出F 1和2F 的图示，如图（b ）所示。

撤去1F 和2F ，用
所示，在同一张纸上作出F的图示。

F
1
1．两种特殊情况下合力的计算方法。

2．力的三角形作图法。

三角形定则：在求共点力的合成时，有时为了方便，往往使用三角形定则，而不是使用平行四边形定则。

例如，将如图2－5－4甲中的两个力1F 和2F 用平行四边形定则合成为合力F 时，将1F 始端平移到2F 的末端形成图乙，这样1F 和2F 与合力F 围成一个闭合的三角形。

图2－5－4
三角形定则是平行四边形定则的延伸和推广。

在实际应用中有着特殊的作用，比如求极值、判断三力是否构成合力、分力关系等。

（三）典题强化。

如图2－5－5所示，物体受到大小相等的两个拉力的作用，每个拉力均为200 N ，二力之间的夹角为60 ，求这两个拉力的合力。

【参考答案】
【学习过程】
一、（三）1．解析：选ACD。

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共同作用时的作用效果相同，合力的作用效果可以替代这几个分力的作用效果，不能认为合力与分力同时作用在物体上，所以A、C正确，B不正确；求合力应遵循力的平行四边形定则，所以D正确。

二、（三）典题强化。

解析：选A。

当两个力同向时，合力最大，
max1214 N
F F F
=+=；当
两个力反向时，合力最小，
min212 N
F F F
=-=，故选项A对。