高中物理 3.4 力的合成学案新人教版必修2.doc

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1、3.4力的合成【学习目标】1．利用实验归纳法，得出互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则，并能初步运用平行四边形定则求合力。2．培养动手操作能力、物理思维能力和科学态度。【学习重点、难点】通过探索性实验，归纳出互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则。【教学器材】教师用器材：平行四边形定则实验器、钩码(12个)、细线若干、弹簧秤(3只)、橡皮筋(3条)、方木板(1块)、平行四边形定则演示器(2个)、投影(1套)、微机(1套)、三角板(2个)。学生用器材30套，每套包括：方木板(1块)、弹簧秤(2个)、橡皮筋(1条)、8开白纸(1张)、50cm细线(1根)、图钉(1个)、有刻度的三角板(

2、2个)、记号笔(1支)、大铁夹(1个)。【方法指导】自主探究、交流讨论、自主归纳【自主探究】[复习与提问]提问：已知同一直线上的两个力F1、F2的大小分别为2N、3N，如果F1、F2的方向相同，那以它们的合力大小是多少？合力沿什么方向？进一步提问：如果F1、F2的方向相反，那么它们的合力大小是多少？合力沿什么方向？在现实生活中，有这样的例子：两位同学沿不同方向共同用力提住一袋土石，解放军战士一人也能提住同一袋土石。[演示1]将橡皮筋一端固定在M点，用互成角度的两个力F1、F2共同作用，将橡皮筋的另一端拉到O点；如果我们只用一个力，也可以将橡皮筋的另一端拉到O点。如图1、图2所示。一个力F

3、产生的效果，与两个力F1、F2共同作用产生的效果相同，这个力F就叫做那两个力F1、F2的合力，而那两个力F1、F2就叫这个力F的分力。求F1、F2两个力的合力F，也叫做二力的合成。那么，互成角度的两个力的合力跟两个力的哪些因素有关呢？提问：互成角度的两个力的合力与分力的大小、方向是否有关？如果有关，又有什么样的关系？我们通过实验来研究这个问题。首先，应该确定两个分力的大小、方向；再确定合力的大小、方向；然后才能研究合力与两个分力的大小、方向的关系。提问：怎样确定两个分力F1、F2的大小、方向？提问：怎样确定合力F的大小、方向呢？注意：拉动橡皮筋时，要使两只弹簧秤与木板平面平行。我们确定了

4、两个分力以及它们的合力的大小、方向。为了弄清楚两个力的合力与分力的大小、方向的关系，我们可以用力的图示法形象地将分力和合力的大小、方向表示出来。[数据处理]1)请同学们用力的图示法将自己测量的分力和合力分别表示出来。提问：分力的大小分别等于多少？合力的大小等于多少？提问：由此看来，互成角度的两个力的合成，不能简单地利用代数方法相加减。那么合力与分力的大小、方向究竟有什么关系呢？O、A、C、B的位置关系有什么特点？O、A、C、B好像是一个平行四边形的四个顶点。OC好像是这个平行四边形的对角线。2)用两个三角板，以表示两个分力的有向线段OA、OB为邻边，用虚线作平行四边形OACB。(利用两个

5、三角板作平行四边形。)3)比较平行四边形的对角线和合力，发现对角线与合力很接近。4)结论：对角线的长度、方向，跟合力的大小、方向一致，即对角线与合力重合，即对角线就表示F1、F2的合力。[小结](1)互成角度的两个力的合成，不是简单地利用代数方法相加减，而是遵循平行四边形定则。即合力F的大小不仅取决于两个分力F1、F2的大小，而且取决于两个分力的夹角。合力F与两个分力F1、F2的夹角的关系；思考：如果两个分力的大小分别为F1、F2，两个分力之间的夹角为θ，当θ=0°时，它们的合力等于多少？当θ=180°时，它们的合力又等于多少？(2)对平行四边形定则的认识，是通过实验归纳法来完成的。实验

6、归纳法的步骤是：提出问题→设计实验、进行实验、获取数据、进行数据分析→多次实验、归纳、总结→得出结论。[例题解析]1．有两个大小相等的共点力Fl和F2，当它们间的夹角为90°时合力为F，则当它们夹角为120°时，合力的大小为________．2．在研究两个共点力合成的实验中得到如图3－4－9所示的合力F与两个分力的夹角的关系图，问：图3－4－9　　（1）两个分力的大小各是多少?　　（2）合力的变化范围是多少?3．已知三个力Fl＝20N，F2＝30N，F3＝40N，作用在物体同一点上，它们之间的夹角为120°，求合力的大小和方向．[当堂反馈]1．关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列

7、说法正确的是　A．合力大小随着两力夹角的增大而增大　B．合力大小一定大于分力中最大者　C．两分力夹角小于180°时，合力随夹角的减小而增大　D．合力不能小于分力中最小者　E．合力F一定大于任一个分力　F．合力的大小可能等于F1也可能等于F2　G．合力有可能小于任一个分力2．两个共点力，一个是40N，另一个未知，合力大小是100N，则另一个力可能是　　A．20N　　　　　　　　　　　　B．40N　C．80N　　　　　　　　　　　　D．