高三物理必修一第3章導(dǎo)學(xué)案 3.4《力的合成》（人教版）

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111 3.4 力的合成 學(xué)習(xí)目標(biāo) 知識(shí)與技能 1．理解合力、分力、力的合成、共點(diǎn)力的概念． 2．掌握平行四邊形定則，會(huì)用平行四邊形定則求合力． 3．理解力的合成本質(zhì)上是從作用效果相等的角度進(jìn)行力的相互替代． 過程與方法 1．通過學(xué)習(xí)合力和分力的概念，了解物理學(xué)常用的方法——等效替代法． 2．通過實(shí)驗(yàn)探究方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施，初步認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義和基本過程，并進(jìn)行初步的探究． 3．在自主找規(guī)律的過程中體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂趣．實(shí)驗(yàn)結(jié)果在誤差范圍內(nèi)是準(zhǔn)確的． 情感態(tài)度與價(jià)值觀 1．培養(yǎng)自己善于交流的合作精神，在交流合作中發(fā)展能力，并形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和學(xué)習(xí)方法． 2．通過力的等效替代，使學(xué)生領(lǐng)略跨學(xué)科知識(shí)結(jié)合的奇妙，同時(shí)領(lǐng)會(huì)科學(xué)探究中嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的精神和態(tài)度 課前預(yù)習(xí) 1.力的合成 如果一個(gè)力的作用效果與另外幾個(gè)力的共同作用效果相同，那么這個(gè)力與另外幾個(gè)力可以相互替代，這個(gè)力稱為另外幾個(gè)力的________ ． 2.平行四邊形定則 以表示兩個(gè)分力的線段為鄰邊作一個(gè)平行四邊形，則這個(gè)平行四邊形中表示兩分力的線段所夾的________表示合力的大小和方向． 3.共點(diǎn)力 如果一個(gè)物體受到兩個(gè)或更多個(gè)力的作用，有些情況下這些力共同作用在________上，或者雖然不是作用于同一個(gè)點(diǎn)上，但是________________，這樣的一組力叫做共點(diǎn)力． 預(yù)習(xí)評(píng)價(jià) 1．什么叫矢量?矢量運(yùn)算遵循什么規(guī)則? 2．什么叫標(biāo)量?標(biāo)量運(yùn)算遵循什么規(guī)則? 2．大小不變的F1、F2兩個(gè)共點(diǎn)力，夾角為θ，設(shè)F1與F2的合力大小為F，則下列說法正確的是 [ ] A．F一定比F1、F2中較大的大 B．F不可能比F1、F2中較小的小 C．F可能與F1的大小相等，也可能與F2的大小相等 D．在θ＜180時(shí)，F(xiàn)隨θ減小而增大 3．兩個(gè)共點(diǎn)力，大小都是50N，如果要使這兩個(gè)力的合力也是50N，這兩個(gè)力之間的夾角應(yīng)為[ ] A．30 B．45 C．90 D．120 4．如圖3-4-1所示，F(xiàn)1＝15N、F2＝10N、F3＝30N，同作圖法求出三個(gè)力的合力的大小F＝________N． 圖3-4-1 5．作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)共點(diǎn)力的合力大小隨兩力之間的夾角變化的關(guān)系如圖3-4-2所示，則這兩個(gè)力的大小分別是________N和________N． 圖3-4-2 評(píng)價(jià)等級(jí):【 】 思維點(diǎn)擊 1．力的合成的本質(zhì)就在于保證作用效果相同的前提下，用一個(gè)力的作用代替幾個(gè)力的作用，這個(gè)力就是那幾個(gè)力的“等效力”(合力)．這是一個(gè)等效方法． 2．作用在不同物體上的兩個(gè)力不能進(jìn)行力的合成，因?yàn)樗鼈冎荒軐?duì)各自的物體產(chǎn)生力的效果，而不能產(chǎn)生共同的作用效果．因此不能用一個(gè)力的作用效果代替它們分別產(chǎn)生的作用效果．所以，把作用在不同物體上的力來合成是沒有意義的．只要作用在同一物體上的力，無論力的性質(zhì)如何，都可以合成． 3．因?yàn)閮煞至1、F2的合力大小的取值范圍為F1+F2≥F≥｜F1—F2｜．所以合力可能大于每一個(gè)分力，也可能小于每一個(gè)分力，還可能大于一個(gè)分力而小于另一個(gè)分力． 4．力是矢量，其合成遵循平行四邊形定則．只有當(dāng)兩分力同向時(shí)，合力大小才等于兩分力大小之和． 5．當(dāng)合力一定時(shí)，兩分力隨夾角的增加而增大．所以玩單杠時(shí)，兩分力隨夾角的增大而增大，雙臂夾角越大，越費(fèi)力． 難點(diǎn)突破 關(guān)于合力與分力關(guān)系的理解 1、 兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、的合力為F，下列說法中正確的是[ ] A、合力F有可能小于任一個(gè)分力 B、合力的大小既可等于F1，也可等于F2 C、合力F一定大于任一個(gè)分力 D、合力F的大小隨F1、F2、間的夾角增大而減小 關(guān)于合力的大小范圍 2、兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為F1=15 N、F2、=9 N，他們的合力不可能等于[ ] A、9 N B、25 N C、6 N D、21 N 3、兩個(gè)共點(diǎn)力的合力最大為15N，最小為5N，則這兩個(gè)力的大小分別 為 N和 N 。 合力與分力間夾角的關(guān)系 圖3-4-3 4、如圖3-4-3所示，兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、的大小一定，夾角θ是變化的，合力為F.在θ從0逐漸增大到180的過程中，合力F的大小變化情況是[ ] A、從最小逐漸增大到最大 B、從最大逐漸減小到最零 C、從最大逐漸減小到最小 D、先增大后減小 綜合應(yīng)用 5、如圖3-4-4所示，質(zhì)量為m的長(zhǎng)方形木塊靜止在傾角為的斜面上，斜面對(duì)木塊的支持力和摩擦力的合力方向應(yīng)該是[ ] 圖3-4-4 A、沿斜面向下 B、垂直于斜面向上 C、沿斜面向上 D、豎直向上 方法與技巧展示: 進(jìn)行共點(diǎn)力合成有以下方法： ①作圖法：要選取統(tǒng)一標(biāo)度，嚴(yán)格作出力的圖示及平行四邊形，用統(tǒng)一標(biāo)度去度量作出的平行四邊形的對(duì)角線，求出合力的大小，再量出對(duì)角線與某一分力的夾角，求出合力的方向． ②計(jì)算法：根據(jù)平行四邊形定則作出示意圖，然后利用解三角形的方法作出對(duì)角線，即為合力 自我小結(jié)： 自主評(píng)價(jià) 1.兩個(gè)共點(diǎn)力F1=10N、F2=4N的合力F的取值范圍為______≤F≤______. 2.三個(gè)大小分別為6N、10N、14N的力的合力F取值范圍為______≤F≤______. 圖3-4-5 3.如圖3-4-5所示，在電線桿的兩側(cè)常用鋼絲繩把它固定在地上.如果鋼絲繩與地面的夾角∠A=∠B=60，每條鋼絲繩的拉力都是300N，求兩根鋼絲繩作用在電線桿上的合力. 4. 同一平面上有三個(gè)共點(diǎn)力，F(xiàn)1=30N，F(xiàn)2=10N，F(xiàn)3=20N，F(xiàn)1與F2成120角，F(xiàn)1與F3成75角，F(xiàn)3與F2成165角，求這三個(gè)力合力的大小. 5.若兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的合力為F，則有[ ] (A)合力F一定大于任何一個(gè)分力 (B)合力F的大小可能等于F1，也可能等于F2 (C)合力F有可能小于任何一個(gè)分力 (D)合力F的大小隨F1、F2間夾角的增大而減小 6.某物體在三個(gè)共點(diǎn)力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài).若把其中一個(gè)力F1的方向沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過90，而保持其大小不變，其余兩個(gè)力保持不變，則此時(shí)物體所受的合力大小為[ ] 圖3-4-6 (A)F1 (B) (C)2F1 (D)0 7.從正六邊形ABCDEF的一個(gè)頂點(diǎn)A向其余五個(gè)頂點(diǎn)作用著五個(gè)力F1、F2、F3、F4、F5(圖3-4-6)，已知F1=f，且各個(gè)力的大小跟對(duì)應(yīng)的邊長(zhǎng)成正比，這五個(gè)力的合力大小為_____，方向______. 8.如圖3-4-7所示，用繩AC和BC吊起一個(gè)物體，繩AC與豎直方向的夾角為60，能承受的最大拉力為100N繩BC與豎直方向的夾角為30，能承受的最大拉力為150N.欲使兩繩都不斷，物體的重力不應(yīng)超過多少? 圖3-4-7 111