力合成物理教案

力的合成物理教案1

學(xué)問(wèn)與技能：

1、熟悉力的作用效果，知道合力與分力都是從力的作用效果來(lái)定義的。

2、通過(guò)試驗(yàn)探究，獲知在同始終線上同方向與反方向上力的合成狀況。

3、在試驗(yàn)探究的過(guò)程中要求同學(xué)經(jīng)受對(duì)圖表的分析獲得結(jié)論的過(guò)程，并能夠在與同學(xué)的溝通爭(zhēng)論中發(fā)覺(jué)新的問(wèn)題。

4、在關(guān)于力的合成的探究試驗(yàn)中，讓同學(xué)經(jīng)受從提出假設(shè)，到驗(yàn)證假設(shè)，直到形成科學(xué)理論的過(guò)程。

過(guò)程與方法：

1、先通過(guò)“帆的合力”、“螞蟻的合力”、“人的合力”等例子展現(xiàn)合力的作用效果；提出合力、分力及力的合成的概念。

2、然后通過(guò)設(shè)置疑問(wèn)“同始終線上二力的合力的大小是怎樣的？”來(lái)綻開(kāi)。為了驗(yàn)證同向和反向上二力合力的大小，設(shè)定了“試驗(yàn)探究”，通過(guò)試驗(yàn)來(lái)得出二力合力的條件。

這樣支配是讓同學(xué)首先對(duì)合力有一個(gè)感性的熟悉，知道力的效果是合力代替的前提，然后通過(guò)簡(jiǎn)潔的狀況來(lái)熟悉合力大小與方向是怎樣確定的。這樣可使同學(xué)“從一般到特別”初步熟悉力的合成。

情感態(tài)度與價(jià)值觀：

1、觀看、試驗(yàn)以及探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)，培育同學(xué)敬重客觀事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

2、通過(guò)探究性物理學(xué)習(xí)活動(dòng)，使同學(xué)獲得勝利的愉悅，樂(lè)于參加物理學(xué)習(xí)活動(dòng)。

教學(xué)重點(diǎn)：

1、讓同學(xué)對(duì)通過(guò)試驗(yàn)探究的參加，熟悉同始終線上二力的合成的狀況。

教學(xué)難點(diǎn)：

1、讓同學(xué)了解等效代替的科學(xué)方法，熟悉等效替代對(duì)物理發(fā)覺(jué)的重要作用。

2、要求同學(xué)能在觀看自然、生活等現(xiàn)象中發(fā)覺(jué)問(wèn)題，勇于探究自然和日常生活中的物理道理。

力的合成物理教案2

一、應(yīng)用解法分析動(dòng)態(tài)問(wèn)題

所謂解法就是通過(guò)平行四邊形的鄰邊和對(duì)角線長(zhǎng)短的關(guān)系或變化狀況，作一些較為簡(jiǎn)單的定性分析，從形上就可以看出結(jié)果，得出結(jié)論.

例1用細(xì)繩AO、BO懸掛一重物，BO水平，O為半圓形支架的圓心，懸點(diǎn)A和B在支架上.懸點(diǎn)A固定不動(dòng)，將懸點(diǎn)B從1所示位置漸漸移到C點(diǎn)的過(guò)程中，試分析OA繩和OB繩中的拉力變化狀況.

[方法歸納]

解決動(dòng)態(tài)問(wèn)題的一般步驟：

(1)進(jìn)行受力分析

對(duì)物體進(jìn)行受力分析，一般狀況下物體只受三個(gè)力：一個(gè)是恒力，大小方向均不變;另外兩個(gè)是變力，一個(gè)是方向不變的力，另一個(gè)是方向轉(zhuǎn)變的力.在這一步驟中要明確這些力.

(2)畫(huà)三力平衡

由三力平衡學(xué)問(wèn)可知，其中兩個(gè)變力的合力必與恒力等大反向，因此先畫(huà)出與恒力等大反向的力，再以此力為對(duì)角線，以兩變力為鄰邊作出平行四邊形.若采納力的分解法，則是將恒力按其作用效果分解，作出平行四邊形.

(3)分析變化狀況

分析方向變化的.力在哪個(gè)空間內(nèi)變化，借助平行四邊形定則，推斷各力變化狀況.

變式訓(xùn)練1如2所示，肯定質(zhì)量的物塊用兩根輕繩懸在空中，其中繩OA固定不動(dòng)，繩OB在豎直平面內(nèi)由水平方向向上轉(zhuǎn)動(dòng)，則在繩OB由水平轉(zhuǎn)至豎直的過(guò)程中，繩OB的張力的大小將()

A.始終變大

B.始終變小

C.先變大后變小

D.先變小后變大

二、力的正交分解法

1.概念：將物體受到的全部力沿已選定的兩個(gè)相互垂直的方向分解的方法，是處理相對(duì)簡(jiǎn)單的多力的合成與分解的常用方法.

2.目的：將力的合成化簡(jiǎn)為同向、反向或垂直方向的分力，便于運(yùn)用一般代數(shù)運(yùn)算公式解決矢量的運(yùn)算，“分解”的目的是為了更好地“合成”.

3.適用狀況：適用于計(jì)算三個(gè)或三個(gè)以上力的合成.

4.步驟

(1)建立坐標(biāo)系：以共點(diǎn)力的作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，直角坐標(biāo)系x軸和y軸的選擇應(yīng)使盡量多的力在坐標(biāo)軸上.

(2)正交分解各力：將每一個(gè)不在坐標(biāo)軸上的力分解到x軸和y軸上，并求出各分力的大小，如3所示.

(3)分別求出x軸、y軸上各分力的矢量和，即：

Fx=F1x+F2x+…

Fy=F1y+F2y+…

(4)求共點(diǎn)力的合力：合力大小F=F2x+F2y，合力的方向與x軸的夾角為α，則tanα=FyFx，即α=arctanFyFx.

4

例2如4所示，在同一平面內(nèi)有三個(gè)共點(diǎn)力，它們之間的夾角都是120°，大小分別為F1=20N，F(xiàn)2=30N，F(xiàn)3=40N，求這三個(gè)力的合力F.

5

變式訓(xùn)練2如5所示，質(zhì)量為m的木塊在推力F的作用下，在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng).已知木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動(dòng)摩擦力為()

A.μmg

B.μ(mg+Fsinθ)

C.μ(mg-Fsinθ)

D.Fcosθ

三、力的分解的實(shí)際應(yīng)用

例3壓榨機(jī)結(jié)構(gòu)如6所示，B為固定鉸鏈，A為活動(dòng)鉸鏈，若在A處施另一水平力F，輕質(zhì)活塞C就以比F大得多的力壓D，若BC間距為2L，AC水平距離為h，C與左壁接觸處光滑，則D所受的壓力為多大?

例4如7所示，是木工用鑿子工作時(shí)的截面示意，三角形ABC為直角三角形，∠C=30°.用大小為F=100N的力垂直作用于MN，MN與AB平行.忽視鑿子的重力，求這時(shí)鑿子推開(kāi)木料AC面和BC面的力分別為多大?

變式訓(xùn)練3光滑小球放在兩板間，如8所示，當(dāng)OA板繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)使θ角變小時(shí)，兩板對(duì)球的壓力FA和FB的變化為()

A.FA變大，F(xiàn)B不變

B.FA和FB都變大

C.FA變大，F(xiàn)B變小

D.FA變小，F(xiàn)B變大

例5如9所示，在C點(diǎn)系住一重物P，細(xì)繩兩端A、B分別固定在墻上，使AC保持水平，BC與水平方向成30°角.已知細(xì)繩最大只能承受200N的拉力，那么C點(diǎn)懸掛物體的重量最

多為多少，這時(shí)細(xì)繩的哪一段即將被拉斷?

參考答案

解題方法探究

例1見(jiàn)解析

解析在支架上選取三個(gè)點(diǎn)B1、B2、B3，當(dāng)懸點(diǎn)B分別移動(dòng)到B1、B2、B3各點(diǎn)時(shí)，AO、BO中的拉力分別為FTA1、FTA2、FTA3、和FTB1、FTB2、FTB3，從中可以直觀地看出，F(xiàn)TA漸漸變小，且方向不變;而FTB先變小，后變大，且方向不斷轉(zhuǎn)變;當(dāng)FTB與FTA垂直時(shí)，F(xiàn)TB最小.

變式訓(xùn)練1D

例2F=103N，方向與x軸負(fù)向的夾角為30°

解析以O(shè)點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系xOy，使Ox方向沿力F1的方向，則F2與y軸正向間夾角α=30°，F(xiàn)3與y軸負(fù)向夾角β=30°，如甲所示.

先把這三個(gè)力分解到x軸和y軸上，再求它們?cè)趚軸、y軸上的分力之和.

Fx=F1x+F2x+F3x

=F1-F2sinα-F3sinβ

=20N-30sin30°N-40sin30°N=-15N

Fy=F1y+F2y+F3y

=0+F2cosα-F3cosβ

=30cos30°N-40cos30°N=-53N

這樣，原來(lái)的三個(gè)力就變成相互垂直的兩個(gè)力，如乙所示，最終的合力為：

F=F2x+F2y=-152+-532N=103N

設(shè)合力F與x軸負(fù)向的夾角為θ，則tanθ=FyFx=-53N-15N=33，所以θ=30°.

變式訓(xùn)練2BD

例3L2hF

解析水平力F有沿AB和AC兩個(gè)效果，作出力F的分解如甲所示，F(xiàn)′=h2+L22hF，由于夾角θ很大，力F產(chǎn)生的沿AB、AC方向的效果力比力F大;而F′又產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，沿水平方向和豎直方向，如乙所示.

甲乙

Fy=Lh2+L2F′=L2hF.

例41003N200N

解析彈力垂直于接觸面，將力F按作用效果進(jìn)行分解如所示，由幾何關(guān)系易得，推開(kāi)AC面的力為F1=F/tan30°=1003N.

推開(kāi)BC面的力為F2=F/sin30°=200N.

變式訓(xùn)練3B[利用三力平衡推斷如下所示.

當(dāng)θ角變小時(shí)，F(xiàn)A、FB分別變?yōu)镕A′、FB′，都變大.]

例5100NBC段先斷

解析方法一力的合成法

依據(jù)一個(gè)物體受三個(gè)力作用處于平衡狀態(tài)，則三個(gè)力的任意兩個(gè)力的合力大小等于第三個(gè)力大小，方向與第三個(gè)力方向相反，在甲中可得出F1和F2的合力F合豎直向上，大小等于F，由三角函數(shù)關(guān)系可得出F合=F1sin30°，F(xiàn)2=F1cos30°，且F合=F=G.

甲

設(shè)F1達(dá)到最大值200N，可得G=100N，F(xiàn)2=173N.

由此可看出BC繩的張力達(dá)到最大時(shí)，AC繩的張力還沒(méi)有達(dá)到最大值，在該條件下，BC段繩子即將斷裂.

設(shè)F2達(dá)到最大值200N，可得G=115.5N，F(xiàn)1=231N>200N.

由此可看出AC繩的張力達(dá)到最大時(shí)，BC繩的張力已經(jīng)超過(guò)其最大能承受的力.在該條件下，BC段繩子早已斷裂.

從以上分析可知，C