《科学探究：力的合成》力与平衡PPT(第1课时力的合成)

《科学探究：力的合成》力与平衡PPT(第1课时力的合成)

第一部分内容：学习目标

1.知道共点力、力的合成、合力、分力的概念．

2．理解力的平行四边形定则，知道矢量与标量的根本区别．

3．理解合力与分力的关系，掌握求合力的方法.

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科学探究力的合成PPT，第二部分内容：新知探究

一、共点力的合成

1．共点力：如果几个力同时作用在物体上的_________或者它们的作用线相交于_________，这几个力叫共点力．

2．合力：几个共点力共同作用产生的_________可以用一个力代替，则这个力叫做那几个力的_________，那几个力叫这个力的分力．

3．力的合成：求几个力的_________叫做力的合成．

二、平行四边形定则

1．平行四边形定则：以表示互成角度的两共点力的有向线段为_________作平行四边形，则两邻边间的_________所对应的这条有向线段就表示这两个共点力的合力_________和_________．

2．两个以上的力的合成方法：用__________定则求其中两个力的合力，然后用平行四边形定再求这个合力与第三个力的合力，直到把所有外力都合成为止，最后得这些力的合力．

(1)作用在同一物体上的几个力一定是共点力．(　　)

(2)作用在物体上同一点的力才是共点力．(　　)

(3)两个共点力共同作用的效果与其合力作用的效果相同．(　　)

(4)力的合成有时用平行四边形定则，有时用三角形定则，二者是不同的．(　　)

(5)合力比每个分力都要大．(　　)

(6)两分力大小一定，则夹角越大，合力越大．(　　)

(1)“曹冲称象”是大家都很熟悉的一个典故．请思考：

曹冲根据什么判断大象和船上石头的重力相等？其中包含什么思想方法？请你结合生活经验再举一个相似的例子．

(2)合力一定比分力大吗？两个大小一定的力F1和F2，其合力何时最大？何时最小？

提示：(1)在船的吃水线相同的情况下，一头大象的重力与一堆石头的重力相当．其中包含了等效替代的思想方法，即一头大象和一堆石头的作用效果相同．举例：一桶水可以由一个成年人单独提起，也可以由两个小孩共同提起．

(2)不一定．合力可能比分力大，也可能比分力小，还可能合力与分力大小相等；两个力同向的合力最大为F1＋F2，反向时合力最小为|F1－F2|.

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科学探究力的合成PPT，第三部分内容：师生互动

思考下列几种情况下，小车受到的合力．(假设F1>F2)

(1)两个人向反方向拉车

(2)一人推车，一人拉车

(3)两个人互成角度拉车

[要点提示]　(1)F1－F2　(2)F1＋F2

(3)F1－F2≤F≤F1＋F2

【核心深化】

1．合力与分力的“三性”

2．合力与分力的大小关系

两分力大小不变时，合力F随两分力夹角θ的增大而减小，随θ的减小而增大．(0≤θ≤180°)

(1)两分力同向(θ＝0)时，合力最大，F＝F1＋F2，合力与分力同向．

(2)两分力反向(θ＝180°)时，合力最小，F＝|F1－F2|，合力的方向与较大的一个分力的方向相同．

(3)合力的取值范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.

关键能力1　合力与分力的关系

(多选)关于F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是(　　)

A．合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同

B．两力F1、F2一定是同种性质的力

C．两力F1、F2一定是同一个物体受到的力

D．两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力

关键能力2　二力合成的范围

(多选)两个共点力的大小分别为F1＝6 N，F2＝10 N，则它们的合力可能为(　　)

A．3 N　  B．5 N

C．10 N D．20 N

关键能力3　三力合成的范围

有三个力，大小分别为13 N、3 N、29 N．那么这三个力的合力最大值和最小值应该是(　　)

A．29 N，3 N B．45 N，0 N

C．45 N，13 N D．29 N，13 N

力的合成范围分析的三点注意

(1)共点的两个力F1、F2的合力的取值范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2.

(2)三力合成时，若第三个共点力的大小在这一范围内，那么这三个力的合力可以为零．

(3)最小值的计算时，易受思维定式的影响，仍像求最大合力一样，把三个力限定在一条直线上考虑三个共点力的最小合力，从而导致错误．　 

【达标练习】

1．大小分别为5 N、7 N和9 N的三个力合成，其合力F大小的范围为(　　)

A．2 N≤F≤20 N　　B．3 N≤F≤21 N

C．0≤F≤20 N D．0≤F≤21 N

2.如图所示为两个共点力的合力F随两个共点力间的夹角θ变化的图像，则这两个力的大小分别为(　　)

A．1 N和4 N B．2 N和3 N

C．1 N和5 N D．2 N和4 N

求合力的方法

【核心深化】

1．作图法

根据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形，然后用测量工具测量出合力的大小、方向，具体思路如下：

2．计算法

(1)两分力共线时

①若F1、F2两力同向，则合力F＝F1＋F2，方向与两力同向．

②若F1、F2两力反向，则合力F＝|F1－F2|，方向与两力中较大者同向．

(2)两分力不共线时：可以根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图，然后由几何知识求解对角线，即为合力．以下为求合力的三种特殊情况：

关键能力1　两个力的合成

如图所示，两个人共同用力将一个牌匾拉上墙头．其中一人用了450 N的拉力，另一个人用了600 N 的拉力，如果这两个人所用拉力的夹角是90°，求它们的合力．

[思路点拨] 人的拉力是牌匾受到的两个力，明确了它们的大小和方向，可用作图法或计算法求出合力．

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