内容正文:
第四节 力的合成
曹冲称象
曹冲生五六岁,智意所及,有若成人之智。时孙权曾致巨象,太祖欲知其斤重,访之群下,咸莫能出其理。冲曰:“置象大船之上,而刻其水痕所至,称物以载之,则校可知矣。”太祖悦,即施行焉。
聪明的曹冲称出了大象的重量,你能说说其中的原理吗?
学生活动:两个女同学共同提起水桶和一男同学单独提起水桶。
问题:
1.两个女同学提起一桶水,对水桶施加了几个力?作用效果是什么?
2.一个男同学提起相同的一桶水,对水桶施加了几个力?作用效果是什么?
3.可以用一个男同学的力来代替两个女同学的力吗?
一、合力与分力
两个弹簧测力计的拉力可由一个弹簧测力计的拉力替代
【演示实验】
产生的效果与 , 共同作用产生的效果相同
称为 , 的合力
, 称为 的合力
一、合力与分力
如果一个力产生的效果与另外几个力共同作用产生的效果相同,那么这个力与另外几个力等效,可以相互替代,这个力就称为另外几个力的合力,另外几个力称为这个力的分力。
等效替代是重要的科学思维方法之一
【思考问题】
合力等于分力的和吗?如何求已知的几个力的合力?
二、力的合成方法
力的合成:求几个力的合力的过程
提出问题:
合力与分力可以相互替代,它们之间存在什么关系?
两个分力在同一条直线上:
方向与任一个力方向都相同
方向与较大的那个力的方向相同
【实验与探究】
探究互成角度的分力的合成方法
【思考问题】
(1)实验中,力的作用效果是什么?如何保证分力 , 产生的效果与合力 产生的效果相同?
(2)如何测量合力 与分力 , 的大小?如何确定合力 与分力 , 的方向?
【实验与探究】
探究互成角度的分力的合成方法
【思考问题】
(2)如何测量合力 与分力 , 的大小?如何确定合力 与分力 , 的方向?
(3)实验过程中需要记录哪些实验数据?
的位置
, , 的方向
, , 的大小
【实验与探究】
探究互成角度的分力的合成方法
思考问题
(4)采用什么方法可以直观地描述出力的大小、方向和作用点?
力的图示
?N
【观察】三个力构成什么样的几何图形?
平行四边形
与 为边, 对角线
平行四边形定则
如果以表示两个分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表示合力的大小和方向。
物体受到两个力的作用时,根据力的平行四边形定则,可以求出这两个力的合力
【思考问题】合力一定大于分力吗?
例题:某人水平扔出一个重力G=0.4N的小球,小球在空中受到方向水平向左的风力F=0.3N的作用,求球所受的合力。
方法一:利用作图法求合力
根据直角三角形的几何关系:
方法二:利用计算法求合力
合力 与 的夹角 的正切值为
得
【讨论与交流】
保持两分力的大小不变,夹角越大,合力怎样变化?
1.一种思想:等效替代。2.一个定则:平行四边形定则。3.一个实验:探究平行四边形定则实验。4.一种方法:作图法。
课堂小结
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