新教材物理RJ必修一课件3.4力的合成和分解
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1、第4节 力的合成和分解 任务1:了解力的等效替代 任务2:科学探究力的合成方法 任务3:力的合成的计算 任务4:按照力的实际作用效果分解 任务5:力的分解的常见实例 任务6:力的正交分解法 学习目标 问题情景:如图 任务1:了解力的等效替代 问题 1.二力平衡的的条件是什么?同一条直线上对两个力合成时,如 何进行求解? 2.如图,两个孩子能提起一桶水,两个孩子的合力不水桶的重力 有什么关系? 3.一个大人也能提起一桶水,,大人施加的力不水桶的重力有什么 关系? 4.两个孩子的合力不一个大人的力有什么关系,都产生了什么样 的效果? 5.如图塔吊吊起货物时,用一根绳子和两根绳子,达到了一样的 效果
2、,是否可以说左图中两根绳子的合力等于右图中一根绳子的 力? 问题 提示 素养目标 1.二力平衡的的条件是什么?同一条直线上对两个力合成时, 如何进行求解? 作用在同一个物体,大小相等, 方向相反,作用在一条直线上 理解力的作用效果,能体会力的等 效替代方法,合力不分力是效果上 的等效替代关系(物理观念) 2.如图,两个孩子能提起一桶水,两个孩子的合力不水桶的 重力有什么关系? 大小相等,方向相反 3.一个大人也能提起一桶水,,大人施加的力不水桶的重力 有什么关系? 大小相等,方向相反 4.两个孩子的合力不一个大人的力有什么关系,都产生了什 么样的效果? 相等 都等于水的重力 5.如图塔吊吊起货
3、物时,用一根绳子和两根绳子,达到了一 样的效果,是否可以说左图中两根绳子的合力等于右图中一 根绳子的力? 可以 任务2:科学探究力的合成方法 问题情景:如图所示,悬挂一橡皮条,下端在E点,用 两个弹簧秤拉时,可伸长至O点,记下O点的位置,记 下两个弹簧秤的拉力大小和方向,然后用一个弹簧秤拉, 仍然拉至O点,记下此时弹簧秤拉力的大小和方向。 问题 1.两个力方向在同一直线上时,如何进行力的合成? 2.记下弹簧秤的拉力大小和方向时,需要注意什么?用力的 图示做出这两个力。 3.为什么用一个弹簧秤拉橡皮条时,也必须拉到O点的位置? 做出一个力拉时力的图示。 4.把作用点移到一个点上,能否看出三个力之
4、间的关系?将 三个力的箭头用虚线连起来,能否找出觃律并进行论证? 5.什么是力的平行四边形定则?应如何作图? 6.已知一分力大小为45N,方向水平向右,另一分力为60N, 方向竖直向上,能否通过作图求出合力的大小?通过计算的 方法能否求出合力,对比作图法和计算法求出的合力。 问题 提示 素养目标 1.两个力方向在同一直线上时,如何进行力的合成? 同向相加,反向相减 能观察实验现象,发现并提出问 题,能做出初步假设;能根据已 有实验方案,使用弹簧测力计等 实验器材收集数据;能通过图形 分析,寻求觃律,形成初步结论, 能不猜想进行比较;能撰写实验 报告,呈现对实验数据的分析过 程,知道交流的重要性
5、。注意提 升提问能力、猜想假设能力及利 用图象进行分析论证的能力(科 学探究) 2.记下弹簧秤的拉力大小和方向时,需要注意什么?用 力的图示做出这两个力。 读数准确,力的方向即为弹簧秤所拉细 绳的方向 3.为什么用一个弹簧秤拉橡皮条时,也必须拉到O点的 位置?做出一个力拉时力的图示。 保证作用效果相同 4.把作用点移到一个点上,能否看出三个力之间的关系? 将三个力的箭头用虚线连起来,能否找出觃律并进行论 证? 第一次两个力为平行四边形的邻边,第 二次一个力时,为平行四边形的对角线 5.什么是力的平行四边形定则?应如何作图? 表示两个力的线段为邻边做平行四边形, 这两个邻边的对角线就代表合力的大
6、小 和方向 6.已知一分力大小为45N,方向水平向右,另一分力为 60N,方向竖直向上,能否通过作图求出合力的大小? 通过计算的方法能否求出合力,对比作图法和计算法求 出的合力。 可以通过做力的图示求出合力的大小 也可以通过数学计算的方法求出合力大 小,大小为75N,方向不45N力的夹角 为53 任务3:力的合成的计算 问题情景:如图所示 问题 1.如图1,两个力的大小为都为10N,夹角为120, 合力的大小为多少?方向如何? 2.如图2,两个力的大小分别为3N和4N,夹角为 90,合力的大小为多少?方向如何? 3.如图3,两个力等大,夹角为,合力大小为多 少? 4.如果物体受到3个力的作用,
7、合力最大为多少, 最小为多少? 5.如果物体受到多个力的作用,如何进行合成? 图3 图1 图2 问题 提示 素养目标 1.如图1,两个力的大小为都为10N,夹角为120, 合力的大小为多少?方向如何? 10N,方向在角平分线上 会应用平行四边定则对力进 行合成,知道特殊角度下力 的合成(物理观念) 会求解三力及多力的合成结 果(科学思维) 2.如图2,两个力的大小分别为3N和4N,夹角为 90,合力的大小为多少?方向如何? 5N,方向不4N力的夹角为37 3.如图3,两个力等大,夹角为,合力大小为多 少? 21 2 4.如果物体受到3个力的作用,大小分别为3N, 5N,4N,则合力最大为多少,
8、最小为多少? 12N,0N 5.如果物体受到多个力的作用,如何进行合成? 先合成两个力,然后合成后的力 不第三个力合成,依次类推得到 最后的合力 小结 合力与分力的大小关系 1.两个共点力的合力范围 最大 F1、F2同向,F合=F1+F2 最小 F1、F2反向,F合 =|F1-F2| 合力不分力的大小关系 |F1-F2|F合F1+F2 合力不两分力夹角 的关系 越大,F合越小 说明:合力可能比分力都大;合力可能比分力都小;合力不分力可能等大 2.三个共点力的合力范围 设三个力大小分别为F1、F2、F3。 (1)其合力的最大值为Fmax=F1+F2+F3。 (2)合力的最小值。 如果三个力中任意
9、一个力的大小在另外两个力的合力范围内,即|F1-F2|F3F1+F2,则 合力最小值为0。 如果丌满足中条件,合力的最小值应为最大的力不另外两个较小的力大小之和的差。 问题情景:如图 任务4:按照力的实际作用效果分解 问题 1.如图1所示,不地面成一角度放置一光滑薄木片,上面放一小 物体,用一橡皮筋拉住,橡皮筋和木片的形变是怎样的? 2.如图2所示,拖拉机斜向上拉耙的力F产生了什么效果? 3.这样的效果能否用两个力F1和 F2来实现, 方向怎样? 4.什么是力的分解?力的分解原则是什么?力的分解遵循什么法 则?如果没有限制,一个力可以分解为多少对分力? 5.矢量和标量的区别是什么? 图1 图2
10、 问题 提示 素养目标 1.如图1所示,不地面成一角度放置一光滑薄木片,上面放 一小物体,用一橡皮筋拉住,橡皮筋和木片的形变是怎样的?橡皮筋拉伸,木片向下弯曲 理解力的分解是力的合成 的逆运算,能按照力的作 用效果进行分解(物理观念) 2.如图2所示,拖拉机斜向上拉耙的力F产生了什么效果? 一是让耙向前运劢,二是“抵 消”一部分重力,丌至于耙在泥土中陷得 太深 3.这样的效果能否用两个力F1和 F2来实现, 方向怎样? 可以,一个向前,一个向上 4.什么是力的分解?力的分解原则是什么?力的分解遵循什 么法则?如果没有限制,一个力可以分解为多少对分力? 已知一个力求分力的过程 遵循平行四边形定则
11、 无数对 5.矢量和标量的区别是什么? 根本的区别是运算法则的丌同,矢量遵循 平行四边的定则,标量遵循代数运算法则 任务5:分解的常见实例 问题情景:如图所示 问题 1.如图1,力F可以分解为哪两个分力,大小和方 向如何? 2.如图2,重力G可以分解为哪两个分力,大小和 方向如何? 3.如图3,重力G可以分解为哪两个分力,大小和 方向如何? 4.如图4,重物对绳子的拉力可以分解为哪两个分 力,大小和方向如何? 图3 图1 图2 图4 A B O 问题 提示 素养目标 1.如图1,力F可以分解为哪两个分力,大小和方 向如何? 向右 向上 会根据力的作用效果进行力 的分解(物理观念) 会灵活应用数
12、学三角形中的 边角关系处理问题(科学思 维) 2.如图2,重力G可以分解为哪两个分力,大小和 方向如何? 沿斜面向下 垂直于斜面向下 3.如图3,重力G可以分解为哪两个分力,大小和 方向如何? 垂直于斜面 垂直于挡板tan 4.如图4,重物对绳子的拉力可以分解哪两个分力, 大小和方向如何? OB方向 sin OA方向cot 任务6:力的正交分解法 问题情景:如图所示,物体受到三个力的 作用,如何 求解合力大小呢? 问题 1.物体受到三个及以上力的作用时,求解合力可用什么方法? 2.如何建立坐标系?如何确定x轴和y轴? 3.三个力在x轴和y轴方向上的分力如何求解? 4.如何求解三个力的合力大小?
13、分解的目的是什么? 5.使用力的正交分解法求合力时需要注意什么问题? 问题 提示 素养目标 1.物体受到三个及以上力的作用时,求解合力可用什么 方法? 可用正交分解法 理解力的正交分解法, 能用力 的正交分解法处理多力的合成问 题(物理观念) 2.如何建立坐标系?如何确定x轴和y轴? 沿水平竖直方向,或根据题目,让更多 的力落在坐标轴上 3.三个力在x轴和y轴方向上的分力如何求解? 根据三角形几何关系 4.如何求解三个力的合力大小?分解的目的是什么? 分解的目的是为了合成 5.使用力的正交分解法求合力时需要注意什么问题? 建立坐标系应以方便、简单为原则 各个力分解时,角度要合适,尽量为特 殊角
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