第三章力的合成与分解

博师教育授课教案表学生姓名：授课教师：授课科目：学生年级：课时：上课时间：年月日:至:教学课题力的合成与分解教学目标1、能从力的作用效果理解合力和分力的概念2、能区别矢量和标量，知道三角形定则。3、理解力的分解和分力的概念，强化“等效替代”的思想。学习重难点1、平行四边形定则及其应用2、三角形定则及其应用3、分力与合力的等效替代关系4、根据力的实际作用效果进行力的分解复习与答疑教学内容3.4力的合成导学案【导学目标】1、能从力的作用效果理解合力和分力的概念。2、知道合力的大小与分力间夹角的关系。3、掌握力的平行四边形定则，知道它是矢量合成的普遍规则。会用作图法和平行四边形定则知识计算合力。【导学重点】：平行四边形定则。【导学难点】：平行四边形定则的应用。【导研】任务一：合力和分力1、如果一个力和几个力的相同，那么叫合力。2、叫分力。【例题1】一个物体受到几个力（分力）作用的同时，还受到合力的作用吗？【导练1-1】关于分力和合力，以下说法不正确的是：A、合力的大小，小于任何一个分力是可能的；B、合力可能是几个力的代数和C、合力的大小一定大于任何一个分力；D、一个力如果能完全代替其它几个力的作用效果，则这个力就是其它几个力的合力；任务二：合力的确定方法（1）图解法如图所示，有大小不变的两个力F1=40N和F2=30N，当它们之间的夹角分别为30°、60°、90°、120°、150°时，用作图法求这两个力的合力。AOF2F130°60°OF2F1F1OF290°（2）计算法（我们主要会计算一些规则平行四边形的合力）A．相互垂直的两个力的合成，如上题图C所示，则由勾股定理得（完成计算部分）合力2221FFFB．大小相等，夹角为120o两个力的合力，如图合力和分力的关系（合力把四边形分成两个等边三角形）21FFF（3）讨论（对比图解法练习中合力的变化比较，回答以下问题）A．合力一定大于分力吗？B．合力至少比其中一个分力大吗？（4）合力大小范围的确定A．怎样可以使大小不变的两个分力合力最大？画出图示B．怎样可以使大小不变的两个分力合力最小？画出图示C．两个大小不变的分力的合力范围为【例题2】同一平面内三个共点力大小分别是5N、8N、10N，这三个力的合力的最大值__________N，最小值是__________N。（各个力之间的夹角可以改变）【导练2-1】下列四组共点力中，F1和F2合力可能为零的是A．10N、15N、30NB．12N、6N、21NC．8N、17N、25ND．100N、100N、150N【导练2-2】互成角度的两个共点力，有关它们的合力和分力关系的下列说法中，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．【导练2-3】两个力的合力F为50N，其中一个力F1为30N，那么另一力F2的大小可能是：A、10NB、15NC、80ND、85N【例题3】两个大小相等的共点力F1和F2，当它们的夹角为90°时，合力为F。当它们间的夹角为120°时，合力大小为。【导练3-1】有两个互成角度的共点力，夹角为θ，它们的合力F随θ变化的关系如下左图所示，那么这两个力的大小分别是（）A.1N和6NB.3N和4NC.2N和5ND.3.5N和3.5NF1F2FOF2F1120°OF2F1150°任务三：实验探究求合力的方法（参阅教材62页，根据提供的器材，抓住合力和分力效果相同这一关键点，同学们分小组讨论）实验结论：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作邻边，作平行四边形，它的_______就表示合力的_______和_______．这叫做力的平行四边形定则。【例题4】在做“互成角度的两个力的合成”实验中，己准备了如下器材：方木板、白纸、弹簧秤、图钉。要完成该实验，还需要的器材有_____________、_______________、_______________、_______________。【导练4-1】（1）做验证力的平行四边形定则的实验，是在水平放置的木块上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定在板的A点，橡皮条的另一端拴有两细绳套，如图所示，两个测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条使之伸长.到达某一位置O时需记下______________、______________，描下______________，再用一个测力计钩住细绳套把橡皮条拉长，使结点达______________的位置，再记下______________和______________.（2）下图是A、B两位同学在做本实验时得到的结果，可以断定其中______________同学的实验结果比较符合实验事实，理由是______________________________________________.（3）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，两弹簧测力计拉力的图示在图中作出，图中方格每边的长度表示1N，O是橡皮筋的一个端点.用两个直角三角板按照作图法作出合力F的图示.得到合力的大小为______________N.任务四：共点力（同学们自学教材63页有关共点力的知识，完成下列几个问题）1．几个力如果都作用在物体的，或者几个力作用在物体上的不同点，但这几个力的作用线延长后相交于，这几个力就叫共点力，所以，共点力不一定作用在同一点上，如图所示的三个力F1、F2、F3均为共点力。2．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?【例题5】两个共点力F1、F2的合力的最大值为8N，最小值为1N。当F1、F2的夹角为00时，合力大小为N，当F1、F2的夹角为900时，合力大小为N。【导练5-1】物体受几个共点力的作用而处于平衡，若撤去正南方向8牛顿的力，同时又撤去正西方向4牛顿的力和撤去正北方向5牛顿的力，这时物体受到的合力为______牛顿，方向________。【导评】1．平行四边行定则：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表示合力的大小和方向。2．力的分解是力的合成的逆运算。3．合力可以等于分力,也可以小于或大于分力.3．5力的分解【导学目标】1．理解力的分解和分力的概念，强化“等效替代”的思想。2．理解力的分解是力的合成的逆运算。3．初步掌握力的分解要根据实际需要来确定分力的方向。4.能区别矢量和标量，知道三角形定则。5．会用作图法求分力，会用直角三角形的知识计算分力。【导学重难点】重点：1、在具体问题中正确确定力的作用效果，进行力的分解。2、会用平行四边形定则求分力，会用直角三角形知识计算分力。难点：1、分力与合力的等效替代关系。2、根据力的实际作用效果进行力的分解。【自主学习】一、力的分解：1、几个力，如果它们共同产生的效果跟作用在物体上的一个力产生的效果相同，则这几个力就叫做那个力的。(那个力就叫做这几个力的合力)。2、求一个力的叫做力的分解。3、力的分解是力的合成的，同样遵守。4、把一个已知力F作为平行四边形的对角线，那么，与F共点的平行四边形的两个就表示力F的两个分力。在不同情况下，作用在物体上的同一个力，可以产生几个不同的效果，如果没有其他限制，同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力，所以一个已知力要根据力的实际。（课本第64页图3.5—2）二、力的分解的一般原则1、按照力的作用效果分解。2、将一个力沿着互相垂直的两个方向分解，叫正交分解。自主探究1、把一个物体放在倾角为a的斜面上，物体并没有在重力作用下竖直下落。从力的作用效果看，应怎样将重力分解？两个分力的大小与斜面倾角有何关系?2、得出结论，F1和F2的大小都与斜面的倾角关系：3、总结正交分解的一般步骤合作探究1：如图所示，质量为m的光滑小球被竖直挡板挡住而静止在斜面上，求重力mg的分力。合作探究2如图3.5-7，倾角为15。的斜面上放着一个木箱，100Ｎ的拉力Ｆ斜向上啦着木箱，Ｆ与水平方向成４５度角。分别以平行与斜面和垂直斜面的方向为Ｘ轴和Ｙ轴建立坐标系，把Ｆ分解为沿着两个坐标轴的分力，试在图中做出FX和FY,并计算他们的大小三．一个力按要求分解，解的情况（学生了解即可）1、已知合力与一个分力的方向，求另一个分力,2、已知合力与一个分力的大小，求另一个分力四、矢量相加的法则1、平行四边形定则：是矢量运算的普片适用的法则，矢量与标量的区别在于运算的法则不同。（1）、矢量：既有大小，又有方向，相加时遵守或三角形定则的物理量。（2）、标量：只有大小，没有方向，求和时按照相加的物理量。2、三角形定则：根据平行四边形定则，我们可以进一步将其简化，于是得到三角形定则。总结：矢量加法运算遵守例如等都遵循矢量运算合作探究31、如果三个力的矢量线段恰好能顺次连接构成一个闭合的三角形，则它们的合力是多少？2、一个小球在一秒内在水平方向上向右发生4m的位移，同在这一秒内他下落了5m。作图表示这个小球的位移方向，计算小球的位移大小五．课堂小结（学生自己总结本节课重点）六．复习巩固1.关于力的分解，下列说法中正确的是()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2.为了行车方便与安全，高大的桥要造很长的引桥，如图3—5—6其主要目的是()A．减小过桥车辆受到的摩擦力B．减小过桥车辆的重力C．减小过桥车辆对引桥面的压力D．减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力3、用两根轻质的绳子AB和BC吊一个0.5kg的灯如果BC绳处于平，AB绳与水平夹角为60°，求绳AB和BC所受的拉力。（g＝9.8N/kg）4、如图所示，AO、BO两根绳系住电灯，AO绳与顶板间的夹角为450，绳BO与顶板间的夹角为300，绳BO对灯的拉力为F=20N，请将此拉力沿水平和竖直方向进行正交分解，并求两分力。确认签字：＿＿＿＿学生签字：＿＿＿＿FF1F2F1FF2OA450300B