3.4力的合成与分解 导学案 -2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

衡水街关中学高中部 励志名言……一知半解的人，多不谦虚；见多识广有本领的人，一定谦虚 班级—— 姓名————学号 —— 日期： 月 日 ( 衡水 街关 中学 ) ( 命题人 ) ( ) ( 高一年级物理学案 ) ( 审核人 ) 《3.4力的合成》 学习目标： 知道合力和分力的概念，合力与分力是等效替代关系. 2.知道什么是力的合成和力的分解，知道力的合成和分解遵循的规律——平行四边形定则.会通过实验探究力的平行四边形定则； 3.会用平行四边形定则求分力与合力间的大小关系，学会根据力的效果分解力，会根据不同给定条件分解力。 4. 会用正交分解法求分力 学习重点： 会用平行四边形定则求分力与合力间的大小关系，学会根据力的效果分解力，会根据不同给定条件分解力。 学习难点： 实验探究力的合成和分解遵循的规律——平行四边形定则 学习过程： 一、力的等效 1、情境创设 （1）一桶水，小孩需要二个人才能提起，而大人只需要一个就能很轻松地提起它，就力的作用效果而言，小孩与大人的作用效果是否一样？ （2）马德堡半球实验中两支马队可以把两个空心铜制半球拉开；而用两头大象，也恰能拉开，从力的作用效果而言，八匹马与大象的作用效果是否一样？ 问题导学 （1）假如这桶水的重量是200 N．两个孩子提起这桶水时合力的大小一定也是200 N．现在的问题是：如果两个孩子用力的大小分别是F1和F2，F1和F2两个数值相加正好等于200 N吗？拉的位置不同F1和F2怎样变化。如果一个成年人也提起这一桶水，那么该成年人用的力与两个孩子用的力的作用效果是否相同？二者能否等效替代？ （2）分析两个小朋友的力和2图八匹马的力有什么样共同的特点 2、基本概念 （1）合力与分力 当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的效果跟原来几个力的共同效果 ，这个力叫做那几个力的 ，原来的几个力叫做 。 （2）力的合成与分解 求几个力的合力的过程，叫做 。 求一个力的分力的过程，叫做 。 2、 探究力的合成的方法 ( 1、 同一直线上 的两个力的合力 ) F合 = F合 = 方向： 方向： 结论： 师生探究 2、当两个力不在一条直线上而是互成一定角度时 实验探究 实验目的：探究互成角度的力的合成规律 【实验】问题导引 问题1：怎样保证合力和分力是等效的？ 问题2：力的作用点在哪？ 问题3：力的方向如何确定？ 问题4：力的大小如何确定？ 问题5：怎样画力的图示？ 实验原理和方法： 1、 合力F’的确定：一个力F’的作用效果与两个共点力F1与F2共同作用的效果都是把橡皮条拉伸到某点，则F’为F1和F2的合力。 2、 合力理论值F的确定：根据平行四边形定责作出F1和F2的合力F的图示。 3、 平行四边形定则的验证：在实验误差允许的范围内，比较F’和F是否大小相等，方向相同。 实验器材： 弹簧秤（两只）、橡皮筋、刻度尺、图钉、白纸、方木板、图钉（若干）、铅笔、三角板等 实验步骤 1、仪器的安装：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上，用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端栓上两个细绳套，如图所示 2、操作与记录 （1）用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O（如图所示）。用铅笔描下结点O的位置和两条细绳套的方向，并记录弹簧测力计的读数。 （2）一力拉：只用一个弹簧测力计，通过细绳套把橡皮条的结点拉到与前面相同的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。 （3）改变两弹簧测力计拉力的大小和方向，再重做两次实验。 数据处理 1、用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线