高中物理人教版 (新课标)必修14 力的合成学案设计

第四节     力的合成

学习目标

（一）课程要求

１．能从力作用的等效性来理解合力和分力的概念，初步体会等效替代的物理思想

２．理解和掌握“探究求合力的方法”，得出平行四边形定则

3．能熟练运动平行四边形定则求合力

４．知道合力与分力的大小关系

（二）重、难点

重点：１．分力、合力、力的合成的概念

２．通过实验，探究求合力的方法

难点：合力与分力的大小关系

强化基础

1．关于合力与其两个分力的关系，下列说法正确的是（   ）

A．合力与两个分力的作用效果是等效的

B．合力的大小随两分力间夹角的增大而增大

C．合力的大小一定大于任何一个分力

D．合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力

2．关于共点力的说法，不正确的是（    ）

A．作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，则这两个力是共点力

B．作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力

C．作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力

D．作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用线相交于一点，则这几个力是共点力

３．一个重为20N的物体置于光滑的水平面上，用一个F=15N的力竖直向上拉该物体，如图1所示，物体受到的合力为（    ）

A． 5N    B．35N     C．20N     D．0N

4．下列各组共点力，其合力不可能为零的是（   ）

A．5N、7N、9N            B．6N、2N、4N    

C．1N、5N、10N           D．10N、18N、10N

5．有两个力，它们的合力为零。现把其中一个向东的6N的力改为向南（大小不变），则它们的合力大小为________N，方向为___________________。

６．三个共点力F1、F2、F3的大小分别为3N、5N、7N，则它们的合力的最大值是_________；最小值是________。

７．力F1=8N，方向向东；力F2=6N，方向向北。请用两种方法（作图法和计算法）求这两个力的合力的大小和方向。

8．在做“求合力的方法”实验时：

（1）除已有的器材：方木板、白纸、弹簧测力计、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔外，还必须有_______和_________；

（2）实验中要注意的事项是（     ）

A．两根细线应适当长些

B．两根细线之间的夹必须是直角

C．两弹簧秤的示数应适当大些

D．每次应使橡皮条的伸长量相同

（3）某同学的实验结果如图2所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与绳套结点的位置。图中________是力F1与F2的合力的理论值，__________是力F1和F2的合力的实验值。通过把________和_________进行比较，可以得出两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。

提升能力

9．在研究两个共点力合成的实验中，得到如图3所示的合力F与两分力之间的夹角θ的关系曲线，下列说法中正确的是（    ）

A．两个分力大小分别为2N、8N

B．两分力大小分别为6N、8N

C．合力大小的范围是10N≤F≤14N

D．合力大小的范围是2N≤F≤14N

10.某物体受到大小分别为F1、F2、F3三个共点力的作用，在图4所示的矢量图中，合力的大小的是（     ）

A．2 F2         B．2 F3         C．2 F1      D． F2  

11．如图5所示，在同一平面内，有三个互成120°的共点力，F1=4N，F2=4N，F3=2N，这三个力的合力是（　 　　）

Ａ．０　　　Ｂ．２N　　　    Ｃ．４Ｎ　　　　Ｄ．６Ｎ　

12．如图6所示，在同一平面内有四个共点力，F1＝5N与x轴正方向的夹角为37°，F2＝10N与x轴负方向的夹角为53°，F3＝9N沿着x轴的正方向，F4＝2N沿着y轴的负方向，求这四个的合力。（sin53°=0.8，cos53°=0.6）

感悟经典      

迁移和设计

    （2009年山东高考题） 如图7所示，某同学在家中尝试验证平行四边形定则，他找到三条相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别系在钉在墙上的两个钉子A、B上，另外两端与第三条橡皮筋拴接，结点为O，将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物。

①为完成实验，下述操作中必需的是   

A．测量细绳的长度

B．测量橡皮筋的原长

C．测量悬挂重物后橡皮筋的长度

D．记录悬挂重物后结点O的位置

②钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次实验验证，可采用的方法是更换不同的

___________ 重新验证。

答案：①BCD

②重物

解析：本实验无法测量橡皮筋的拉力大小，但是，所选的橡皮筋的规格相同（材料、原长和截面积等相同），因此它们的劲度系数相同。由胡克定律，拉力与伸长量成正比，故可以用橡皮筋的伸长量△x1、△x2、△x3分别代替拉力F1 、F2 、F3大小（如图8所示），从而等效作出三个力的图示，很容易验证平行四边形定则。

另外，实际操作时，还必须注意以下几点：

（1）所选的橡皮筋的规格必须相同

（2）三个条橡皮筋一端拴接在同一点后，要保持它们的原长相等

（3）绳子下面所挂重物的质量不能过大，以保证橡皮筋不超出弹性限度

（4）两个钉子的位置可以不在同一水平线上，这样可以验证一般情况下平行四边形定则

第四节  力的合成

一．强化基础

1.AD    2.A    3.D    4.C    5. 合力的大小为6N，方向：西偏南 6．15N；0　

７．解：（1）略  （2）略

８．（1）橡皮条  三角板     （2）AC        (3) F、；F、

二.提升能力

９．BD     10．A    11．B

12. 解：把F1、F2在x轴上投影，求x轴上的合力Fx= F1cos37°＋F4－F2cos53°=5×0.8＋2－10×0.6=0N；把F1、F2在y轴上投影，求y轴上的合力Fy= F1sin37°＋F2sin53°－F3=5×0.6＋10×0.8－9=2N,故这四个力的合力大小为2N，方向沿y轴正方向。