高一物理必修一(3.4力的合成)

高一物理必修1
第三章相互作用
第四节力的合成
课型：新授课
教学目标：
1.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。

和探究求合力的方法——力的平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍规则。

2.会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力，并且知道合力的大小和分力夹角的关系。

3.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。

教学重点：
求合力的方法和合力的计算。

教学难点：
等效替代的物理思想。

教学过程：
一、导入新课，板书课题
同学们，我们经常看到一个力的作用效果与两个力或者是多个力作用效果相同，在力学中我们对这个现象称之为力的合成与分解。

这节我们先来学习力的合成。

二、出示目标、自学指导
1、学习目标
1.理解合力和分力的概念，初步体会等效替代的物理思想。

2.熟练掌握求合力的方法——力的平行四边形定则。

会用作图法和直角三角形的知识求共点力的合力。

3.清楚合力的大小和分力夹角的关系。

2、自学指导。

①阅读课本61页力的合成第一段内容，知道什么是合力，什么是分力，并理解它们的概念。

②阅读课本62页力的合成部分，什么是力的合成？通过思考与讨论，尝试简单推测合力和分力的大小关系。

阅读试验——探究求合力的方法，总结出力的合成所遵循的运算法则——平行四边形定则。

③看课本63页例题，学会如何使用平行四边形定则求合力。

④阅读课本63页共点力部分，理解什么是共点力，明确力的合成的平行四边形定则，只适用于共点力。

三、尝试自学、独立思考。

1、学生认真读书、独立思考、解决问题，找出自己疑难问题并作出标记。

2、提问检测：
让学生回答自学指导中的问题，纠错，更正。

四、反馈质疑，精讲点拨
①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的几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。

②求几个力的合力的过程叫做力的合成。

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。

③作图求解两个分力的合力：选择标度→画共起点的两个分力→以这两个力的线段为邻边作平行四边形→两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。

④如果一个物体受到两个或更多力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但他们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。

书面检测：
第二层级主题1.2.3
⑤主题1
(1)F 的作用效果与水桶的重力平衡，F 1、F 2共同作用的效果也与水桶的重力
平衡。

从这个角度来说,F 与F 1、F 2是一种等效关系，可以等效替换。

(2)第一次测量时弹簧秤的示数并不等于第二次测量时两弹簧秤示数之和,即合力和分力在效果上是等效的，但合力大小并不一定等于两分力的大小之和。

⑥主题2
(1)实验中，两次将弹簧的结点拉到同一位置O 处，即两次使橡皮筋的形变情况相同，我们就认为F 1、F 2与合力F 的作用效果是相同的。

(2)实验中要记录的数据有:O 点的位置、弹簧测力计每次的示数、对应细绳的方向。

要想把力直观形象地表示出来需要作出三个力的图示。

(3)作图如图乙所示,用虚线把合力F 的箭头分别
与两个分力F1、F2的箭头连接后，可以看出两个分力
F1、F2的图示与虚线组成的四边形接近平行四边形，
而合力F 的图示刚好就是这个平行四边形的一条对角
线,其他同学的实验虽然力的大小、方向都不同，但作
图结果在误差允许的范围内都组成了一个平行四边
形。

可以得出结论:两个力合成时,以两个力的图示为
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。

⑦主题3
(1)相互垂直的两个力(︒=90α)的合成：2221F F F +=合,合F 与F 的夹角正切值1
2tan F F =β，如图乙所示。

(2)两个大小相等的力的合成：平行四边形为菱形，利用其对角线互相垂直平分的特点可解得2cos 2αF F =合，合F 与每一个分力的夹角为2
α，如图丙所示，若︒=120α，则F F F =︒=2
120cos 2合，即合力大小等于分力大小。

(3)双臂平行时省力。

根据平行四边形定则可知，合力一定(与人的重力大小相等,方向相反)时,两臂分力的大小随双臂间夹角的增大而增大，当双臂平行时,夹角最小，两臂用力最小。

合力大小范围：2121F F F F F +≤≤-合,最小值为零。

合力可以大于等于分力中的任何一个力，也可以小于两分力中任何一个力。

三个力求合力，一般先求其中两个力的合力，再将这个合力和第三个力进行合成，得到最终的合力。

常用方法：公式法、正交分解法等。

五、课堂总结，延伸升华
合力分力概念：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的几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。

力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成。

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，这个法则叫做平行四边形定则。

作图求解两个分力的合力：选择标度→画共起点的两个分力→以这两个力的线段为邻边作平行四边形→两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。

共点力：如果一个物体受到两个或更多力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但他们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。

六、知识整理，当堂记忆
合力分力概念：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的几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。

力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成。

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，这个法则叫做平行四边形定则。

作图求解两个分力的合力：选择标度→画共起点的两个分力→以这两个力的线段为邻边作平行四边形→两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。

共点力：如果一个物体受到两个或更多力的作用，有些情况下这些力共同作用在同一点上，或者虽不作用在同一点上，但他们的延长线交于一点，这样的一组力叫做共点力。

七、板书设计。

3.4 力的合成
1.合力分力概念：
2.力的合成：
平行四边形定则：
3.作图求解两个分力的合力：
4.共点力：
八、当堂训练，分层优化。

课本64页1-4
第三层级技能应用与拓展 1-4题
前二十名同学加做技能应用与拓展拓展一。