2014年秋高中物理必修一（新人教版）：第三章第4节力的合成课时学案

第4节 力的合成
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.通过实验探究求合力的方法——力的平行四边形定则，并知道它是矢量运算的普遍规则。
3.会用作图法和直角三角形求共点力的合力或分力。
4.知道合力的大小和分力夹角的关系。
1.当一个物体受到几个力共同作用时，我们 ( http: / / www.21cnjy.com )常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的 相同，这个力就叫做那几个力的 。原来的几个力叫做 。
2.求几个力的合力的过程叫 。力的合成实际上就是要找一个力去替代几个已知的力，而不改变其作用效果。
3.两个力合成时，以表示这两个力的线段为 ( http: / / www.21cnjy.com ) 作 ，这 就表示合力的大小和方向，这个法则叫做平行四边形定则。
4.力是矢量，矢量的合成都遵守 。
5.如果一个物体受到两个或更多力的作用，而 ( http: / / www.21cnjy.com )且这些力都作用在物体的 上，或者虽不作用在同一点，但它们的 交于一点，这样的一组力叫做共点力。力的合成的平行四边形定则，只适用于 。
6.求多个共点力的合力也可 ( http: / / www.21cnjy.com )以应用平行四边形定则：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，直到把所有的力 ，最后得到的结果就是这些力的合力。但要选择合适的顺序来合成。
1.(多选)关于几个力与其合力，下列说法正确的是( )
A.合力的作用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平行四边形定则
2.(多选)关于大小一定的两个共点力的合成，下列说法正确的是( )
A.合力一定大于任意一个分力
B.合力和分力之间关系的确定，引入了“等效替代”的思想
C.合力的大小有可能小于任意一个分力
D.合力的大小随两个力之间的夹角(0°～180°)增大而减小
3.(单选)大小分别为30 N和25 N的两个力，同时作用在一个物体上，两个力的合力 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) 的取值范围为( )
A.5 N B. N C. N D.5 N55 N
4.(多选)关于共点力，下列说法中正确的是( )
A.作用在一个物体上的两个力，如果它们大小相等、方向相反，则这两个力是共点力
B.作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力
C.作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力
D.作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用线交会于同一点，则这几个力是共点力
5.已知=30 N，=40 N，两者之间的夹角为90°，则它们的合力 QUOTE http://www.21cnjy.com/ ( http: / / www.21cnjy.com ) = ，其方向与的夹角约为 。(用图解法与计算法求解)
一、力的合成
1.举出生活中见到的“一个力的作用效果与两个或更多力的作用效果相同”的实例。
2.阅读教材第61~62页“力的合成”，回答什么叫做合力？什么叫做分力？什么叫做力的合成？
3.阅读教材第62页“思考与讨论”，并思考两个力求和(即的合力)是否符合简单的代数运算？然后演示：用一个弹簧测力计称量一个钩码的重量，并记录弹簧测力计的示数F，然后用两个弹簧测力计互成角度地称量同一钩码的重量，并记录弹簧测力计的示数，进一步验证两个力、求和是否等于F？
4.两个互成角度的力合成时不符合简单的代数运算，指导学生阅读教材第62页“实验”，总结探究求合力的步骤、注意问题以及合力的求解方法。
实验步骤：
注意问题：
求合力的方法——平行四边形定则：
例1 力=45 N，方向水平向右。力=60 N，方向竖直向上。通过作图求这两个力的合力F的大小和方向。
5.在例1中如果改变两个力之间的夹角， ( http: / / www.21cnjy.com )将两个力之间的夹角改为60°和120°，则合力分别是多大？(学生作图求解)并由此总结出在两个分力大小不变的情况下，改变两个分力的夹角，合力会怎样变化？
6.合力大小随夹角的变化而变化，分析讨论在什么条件下合力最大、最小？各为多大？由此可知合力范围怎样？
例2 (单选)如图3-4-1为两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图像，则这两个分力大小分别是( )
A.1 N和4 N
B.2 N和3 N
C.1 N和5 N
D.2 N和4 N
例3 (单选)如图3-4-2所示 ( http: / / www.21cnjy.com )，水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，轻绳的一端C固定在墙壁上，另一端D跨过滑轮后悬挂一质量为m=10 kg的重物，∠CBA=30°。则滑轮受到绳子的作用力为( )
A.50 N B. 50 N C.100 N D.100 N
二、共点力
指导学生阅读教材第63页“共点力”内容，并回答以下问题：
(1)什么样的力是共点力？
(2)共点力有什么特点？
(3)力的合成的平行四边形定则的适用条件是什么？
1.(多选)大小分别为30 N和25 N的两个力，同时作用在一个物体上，两个力的合力F的大小可能是( )
A.0 N B.5 N C.40 N D.70 N
2.(单选)如图3-4-3所示，两个共点力、的大小一定，夹角θ是变化的，在θ角从0°逐渐增大到180°的过程中，合力F的大小变化情况为( )
A.逐渐增大到最大
B.从最大逐渐减小到0
C.从最大逐渐减小到最小
D.先增大后减小
3.(单选)两个共点力的大小均等于F，如果它们的合力大小也等于F，则这两个共点力之间的夹角为( )
A.30° B.60° C.90° D.120°
4.假设一座斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，每根钢索中的拉力都是 N，那么它们对塔柱形成的合力有多大？
1.引体向上是体育课上常做的一种体 ( http: / / www.21cnjy.com )育运动，人的双手抓住单杠使身体在空中做上、下运动，可以有效锻炼人的上肢及胸部多处肌肉，很多同学都喜欢这项运动，如图3-4-4所示，在做引体向上运动时，双臂平行时用力大还是双臂张开较大角度时用力大？
2.两人共提一桶水，要想省力，两人拉力间的夹角应大些还是小些，为什么？请用橡皮筋做个简单实验来验证你的结论。
自我检测参考答案
1.ACD 2.BCD 3.D 4.BCD 5.50 N 53°
图3-4-1
图3-4-2
图3-4-3
图3-4-4