2020-2021学年4 力的合成教案

力的合成

一、教学目标

1. 理解力的合成和合力的概念。

2．会用作图法求共点力的合力。

3．要求知道合力的大小与分力间夹角的关系

二、重点

1. 按等效思想总结出平行四边形定则

难点

1. 用做图法和计算法求合力

三、教学方法

讲授、演示实验、归纳、总结

四、教具

平行四边形定则演示器，合力与分力关系模拟演示器、三角板、弹簧秤2个、钩码.

教学过程

力的合成

合力与分力：若一个力作用在物体上，所产生的效果跟几个力共

同产生的效果相同，则这个力叫那几个力的合力，

共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或它们的作用点相

交于一点，这几个力叫共点力。

【注意】

力的合成是唯一的

只有同一物体所受的合力才可合成

不同性质的力也可以合成

分力与合力物体实质上讲是在力的作用效果方面的一种等效代

替关系，而不是物体的重复受力

力的合成的解法

【演示】将图1-5-1所示实验装置安装在贴有白纸的竖直平板上。

图1-5-1（a）表示橡皮条GE在两个力的共同作用下，沿着直线伸长

了EO这样的长度。图1-5-1（b）表示撤去F1和F2，用一个力F作用在橡

皮条上，使橡皮条沿着相同的直线伸长相同的长度，力F对橡皮条产生

的效果跟力F1和F2共同产生的效果相同，所以力F等于F1和F2合力。

合力F跟力F1和F2有什么关系呢？在力F1和F2的方向上各分别表示力F1和F2的方向上个作线段OA和OB，根据选定的标度，使它们的长度分别表示力F1和F2的大小（图1-5-1（c））。以OA和OB为邻边作平行四边形OACB。量出这个平行四边形的对角线OC的长度，可以看出，根据同样的标度，合力F的大小和方向可以用对角线OC表示出来。改变力的大小和方向，其合力仍可以用对角线OC表示出来。

平行四边形定则：如果用表示两个共点力的F1和F2线段为邻边作

平行四边形，那么合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之对

角线表示出来，这叫做力的平行四边形定则。

平行四边形定则的应用：计算法

   ⑴ 两力同方向时（θ=0°）  F合=F1 + F2   方向与F1 、 F2的方向同向

⑵ 两力反向时（θ=180°）  F合=　F1－F2　（设F1>F2） 方向与F1方向相同

⑶ 两力互相垂直时（θ=90°）F合=  方向与F1间的夹角

α满足tgα=

 ⑷ 两力夹角为θ时，

      方向与F1间夹角α满足

tanα=

平行四边形定则的应用：作图法

作图时的注意的事项：

⑴ 合力、分力要共点，实线、虚要分清；

⑵ 合力、分力的标度要相同，作图要准确；

⑶ 对角线要找准

【例1】如图1-5-2（a）所示，物体受到大小相等两个拉力作用，每个拉力都是2000N，夹角时50°，求这两个拉力的合力。

【解析】本题考查合力的求解方法。

做图法：取5mm表示500N的力，做出四边形如图1-5-2（b）所示，量得对角线长36mm，故合力大小为N=3600N，合力方向沿两分力F1和F2的夹角的角分线上。

计算法：⑴本题做出的平行四边形菱形，可用几何知识求合力F，如图1-4-2（c）所示，直角三角形OAD中，OD表示合力F的一半，∠AOD=25°，=F1cos25°=2×2000×0.9063N=3625N。

⑵ 也可用公式计算：

=2000×=3625N

求两个以上共点力的合成时，先求出任意两个共点力的合力，

再求这个合力与第三个力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果

就是这些力的合力。

如果物体受三个力作用而平衡，则这三个力必是共点力，任意

两个力的合力比与第三个力组成平衡力。

矢量与标量

矢量：在物理学中，有大小、方向，遵循平行四边形定则的物

理量叫矢量。

标量：在物理学中，只有大小、没有方向的物理量叫标量。

总结：力是矢量，合成遵守平行四边形定则，合力是对分力共同作用效果的等效代替。