3.4力的合成和分解

3.4 力的合成和分解
教学目标：
1.体会等效替代的思想，知道合力与分力的概念
2.通过实验探究得出力的合成和分解遵从的法则——平行四边定则
3.会利用作图和三角函数知识求解合力或分力
4.知道矢量相加遵从平行四边形定则，标量相加遵从算术法则。

能区分标量和矢量。

教学过程：
一．导入
通如图所示，一个静止的物体在某平面上受到5
个力的作用，你能判断它将向哪个方向运动吗？引
导得出问题能否用“一个力的单独作用替代两个力
或多个力的共同作用，而效果不变”，上述问题也就
迎刃而解啦。

我们今天就来学习这个问题。

在讲解合力和分力之前先让学生了解共点力，
同时通过曹冲称象故事让学生先对等效替代有个认
识。

二．力的合成和分解
通过上图引导学生得出有时一个力单独作用与几个力共同作用，其效果相同。

进而得出合力和分力的概念，知道合力和分力之间是一种等效替代的关系。

假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力。

假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力。

三．力的合成
.求几个力的合力的过程叫作力的合成
1.同一直线上力的合成（该内容在初中接触过学生理解起来比较容易）
同向相加 方向相减（方向与较大那个力的方向相同）
2.问题：不在同一直线上的两个力的合成是求和吗
演示实验：
1.让两个有夹角的弹簧测力计一起提起一个物体，读数。

2.用一个弹簧测力计提起同一个物体，读数
结论：当两个力方向互成角度时，合力大小不再等于两分力大小之和。

即 F ≠
F1+F2
等效
实验：探究两个互成角度的力的合成规律
实验器材：
两个弹簧秤、橡皮条、细绳、白板、白板笔、刻度尺等
步骤1：用两个力F1、F2共同作用在橡皮条上，使橡皮条从E点伸长到O点。

记下0点位置及F1、F2的大小和方向
步骤2：只用一个弹簧称将同一个橡皮条从E伸至O点。

记下F的大小和方向。

步骤3：用同一标度，将三个力在同一点用力的图示表示出来，观察它们之间的位置关系。

得出：互成角度的两个力的合成遵循平行四边形定则
作法：用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。

例：某物体受到一个大小为32N的力方向水平向右，还受到另一个大小为44N的力，方向竖直向上。

通过作图法求出这两个力合力的大小和方向。

多个力的合成：逐次合成法
合力与分力间夹角θ关系：
①F1和F2大小不变时，夹角θ越大，合力就越小：F合随F1和F2的夹角增大而减小
②F合可能大于、等于、小于F1、F2
θ＝0°时，即F1、F2共线同方向：F合＝F1＋F2 合力方向与两个力的方向相同
④θ＝180°时，即F1、F2共线反方向：F合＝｜F1－F2｜合力方向与分力F1、F2中较大的方向相同。

⑤合力的取值范围：｜F1－F2｜≤F合≤F1＋F2
四．力的分解
求一个力的分力的过程叫作力的分解
力的分解是力的合成的逆运算
力的分解的方法：平行四边形定则
作法：把已知力F为平行四边形的对角线，那么与力F共点的平行四边形的两个邻边就表示力F的两个分力。

如图所示，如果没有其它限制同一条对角线，可以作
无数个不同的平行四边形。

那如何进行分解——根据具体问题来确定
按效果进行分解：
例：如图根据力的作用效果对物体所受的重力G进行分解，并求出分力的大小。

五．标量和矢量
1.既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量。

如：位移、速度、加速度、力等
2.只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量
如：质量、路程、电流等
课堂小结：。