-
科学探究：力的合成
【教材分析】
“科学探究：力的合成
”是在学习了重力、弹力、摩擦力以及初步学习了受力分析，熟练掌握力的图示后的
一节
。力的合成是解决矢量运算的基础，是解决力学问题的一个重要工具，为以后理解运动的合成、场的叠加等
奠定了基础。
【教学目标与核心素养】
【
物理观念
】能进行力的合成，能利用平行四边形和三角形定则解决矢量运
算问题；会用作图法和直角三角
形知识求共点力的合力。
【
科学思维
】能体会力的等效替代方法。<
/p>
【
科学探究
】
能完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验能观察实验现象，发现并提出物理问题；能
通过图形分析，寻找规律。
【
科
学态度与责任
】通过对力的合成规律的探究，能体会物理学研究中科学假设的重要性。<
/p>
【教学重难点】
【
教学重点
】能从力作用的等效性来理解合力、分立的概念
；通过实验探究合力与分力的大小和方向所遵循
的规律。
【
教学难点
】实验方案的设计与实施；会用
作图法和计算法求合力。
【教学过程】
【导入新课】
“提水桶”实验引入，引出本节主题。
生活中常有这样的情境：两个人可将水桶提起使其处于静止状态，
一个人也可将这个水
桶提起使其处于同样
状态，但这两种情形中手对水桶的作用力不同。这些力之间有什么关
系呢？本节将学习共点力的合成，通过实验
探究共点力合成的规律。
【新课讲授】
一、共点力的合成
1
、力的合成定义
< br>两人提水桶
——
两个力
一人提水桶
——
一个力
力的合成：当物体同时受到几个力的作用时，我们可用一个力来代替它们，且
产生的作用效果相同。物理学
1/8
中把这个力称为那几个力的合力（
resultant
force
）
，那几个力则称为这个力的分力
（
component
force
）
。求几个力
的合力的过程称为力的合成
(
composition of
forces
)
。
2
、共点力与非共点力
思考：这两幅图片中，水桶与广告牌受力有什么特点？
这几个力同时作用在物体上的同一点，或它们的作用线相交于同一点
—
—
共点力。
思考：观察扁担受到的这几个力有什么特点？
这几个力的作用线平行，不相交
——
非共点力。
3
、共点力的合成
【问题引入】
假如这桶水的重力是
200
N
，两个人合力的大小一定也是
200
N
。
思考：如果两个人用力的大小分
别为
F
1
，
F
2
，那么
F
1
和
F
2
两个数
值相加正好等于
200 N
么？
思考、讨论：一个合力与两个或者更多个具有相同效果的分力，它们大小有何关系呢？
（
1
）回顾：同一
直线上力的合成
①夹角
?
?
0
?
，
F
与
F
1
和
F
2
同向
F
?
F
1
?
F
2
2/8
②夹角
?
?
0
?
，<
/p>
F
与
F
1
和
F
2
同向
F
?
F
1
?
F
< br>2
[
判断正误
]
（
1
）合力
与原来那几个力同时作用在物体上。
（
）
（
2
）合力的作用可以替代原来那几个力的作用，它与那几个力是等效替代关系。
（
）
（
3
）合力总比分力大。
（
）
[
典例
1]
（多选）下列关于合力与分
力的说法中正确的是（
）
A
．合力与分力同时作用在物体上
<
/p>
B
．分力同时作用于物体时共同产生的效果与合力单独作用时产生
的效果是相同的
C
．合力可能大于分
力，也可能小于分力
D
．当两分力大
小不变时，增大两分力间的夹角，则合力一定减小
[
思路点拨
]
解答本题时需要把握以下两点：
（
1
）合力与分
力作用效果相同，但不同时作用在物体上；
（
2
）合力与分力遵循平行四边形定则．
[
解析
]
合力与分力的作用
效果相同，它们并不是同时作用在物体上，选项
A
错误，
B
正确；当两分力大小不
变时，
由平行四边形定则可知，
分力间的夹角越大，
合力越
小，
合力可能大于分力
（如两分力间的夹角为锐角时）
，
也可能小于分力（如两分力间的夹角大于
12
0
?
时）
，选项
C
、
D
正确。
二、探究两个互成角度的力的合成规律
思考：互成角度的两个共点力合成时遵循什么规律？
过渡：
当作用在物体上的两个共点力
不在一条直线上时，它们合力的大小是否等于两个分力大小之和或之差？
这时的合力应该
怎样确定？
【实验目的】
（
1
）探究两个互成角度的共点力与其合力间的关系
（
2
）学习用等效的思想探究矢量
合成的方法。
【
实验器材
】木板、橡皮筋、细线、弹簧测力计、图钉、白纸、铅笔、刻度尺、三角板。
3/8
【
设计实验
】思考以下三个问题：
①怎样选择研究对象？
②怎样保证两个分力的作用效果与一个合力的作用效果相同？
③怎样准确记录一个力？
【
实验原理与设计
】
让
两个互成角度的共点力
F
1
和
F
2
作用于某一物体，并产生明显的作用效果；
然后用一个力
F
来代替后
F
1
和
F
2
，产生同样的作用数果。测出
F
1
、
F
2
和
F
，比较它们的大小和方向，找出其中的规律。
【实验步骤】
（
1
）如图
4
-
2
（
a
）所示，在铺有白纸的木板
上，将橡皮筋一端用图钉固定于
4
点，另一端与两细线打一个<
/p>
结点
B
。两细线分别挂上测力计。
（
2
）如图
4
-
2
（
b
）所示，分别用力拉两只测力计，用铅笔标出结点
B
被拉伸到的位置，记为
O
点。记下
此
时两只测力计的示数
F
1
、
F
2
，并沿两细线标记
出力的方向。
（
3
< br>）如图
4
-
2
< br>（
c
）所示，用力拉一只测力计，同样将结点
B
拉到
O
处，记下此时测
力计的示数
F
，并沿细
线标记出力的方
向。
（
4
）
用力的图示画出
F
1
、
F
2
及
F
。
注意：
A
.
拉力不宜过小，两分力夹角稍大点，方便作图。
B
.
实验时测力计、橡皮条、细线应与纸面平
行。
C
.
读数时眼睛应平视弹簧测力计
。
【数据分析】
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