高中物理优质课公开课导学案必修第一册第3章　4　第1课时　合力与分力　实验：探究两个互成角度的力的合成规律.pdf

4力的合成和分解

第1课时合力与分力实验：探究两个互成角度的力的合

成规律

[学习目标]1.知道共点力的概念，利用等效替代的思想理解合力和分力的关系(重点)。2.探

究两个互成角度的力合成时遵循的规律，会根据平行四边形定则用作图法求合力(重难点)。

一、合力与分力

某班师生在植树节给树浇水，如图所示，老师一人提着一桶水到现场，放下桶，然后小娟、

小明共同提起该桶，准备给树浇水，老师的拉力为F，小娟、小明作用在桶上的力分别为F、

1

F。

2

(1)F与F、F共同作用的效果相同吗？

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(2)判断力F、F、F中哪些力是分力，哪些力是合力。

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答案(1)相同(2)F为F和F的合力，F、F为F的分力。

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1．共点力

几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。

2．合力和分力

假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，

这几个力叫作那个力的分力。

3．合力与分力的关系

合力与分力之间是一种等效替代的关系，合力作用的效果与分力共同作用的效果相同。

4．力的合成和分解

在物理学中，我们把求几个力的合力的过程叫作力的合成，把求一个力的分力的过程叫作力

的分解。

(1)合力与分力都是客观存在的力。(×)

(2)合力F一定与其分力的作用效果相同。(√)

(3)合力与分力同时作用于物体上。(×)

(4)两分力一定是同一物体受到的力。(√)

二、探究两个互成角度的力的合成规律

1．实验原理

(1)两个力F、F共同作用，能把橡皮条末端小圆环拉到某点，一个力F也可以把橡皮条末

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端的小圆环拉到同一点，则F与F1和F2共同作用的效果相同，则F等于F1和F2的合力。

(2)选择适当的标度，在白纸上作出F、F和F的图示，观察三者间的关系，做出猜想。

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(3)进行检验，得出结论。

2．实验器材

方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳、轻质小圆环、三角板、刻度尺、图钉(若

干)、铅笔。

3．实验步骤

(1)在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲所示，用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A点，

在橡皮条的另一端挂上轻质小圆环。

(2)用两个弹簧测力计分别钩住小圆环，互成角度地拉橡皮条，将小圆环拉到某位置O，用铅

笔描下小圆环O的位置和细绳的方向，并记录两弹簧测力计的读数。

(3)用一个弹簧测力计拉橡皮条，将小圆环拉到同一位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的

方向。

(4)如图乙所示，利用刻度尺和三角板，按适当的标度作出用两个弹簧测力计拉时的拉力F1

和F2的图示以及用一个弹簧测力计拉时的拉力F的图示，观察三者间的关系。做出猜想：F

是以F、F为邻边的平行四边形的对角线。以F、F为邻边画出平行四边形，并画出对角

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线F′。

(5)进行验证：比较F与F′的大小和方向，若它们在实验误差允许范围内相同，则两个互成

角度的力的合成遵循平行四边形定则。

(6)得出结论：在两个力合成时，以表示这两个力的有向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，如图所示，F表示F1与F2的合力。这就是平行

四边形定则。

4．注意事项

(1)弹簧测力计使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校零。

(2)被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动小圆环时弹簧不可与外壳相碰或摩擦。

(3)在同一次实验中，小圆环的位置O一定要相同。

(4)在进行实验时，两分力F1和F2间夹角不宜过大，也不宜过小，以60°～120°之间为宜。

(5)读数