【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，得出力的合成與分解遵從的規(guī)律——平行四邊形定則。
2.會(huì)用作圖法和直角三角形的知識(shí)解決共點(diǎn)力的合成與分解問(wèn)題。
3.運(yùn)用力的合成與分解知識(shí)分析日常生活中的相關(guān)問(wèn)題，培養(yǎng)將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
1.合力與分力的關(guān)系（重點(diǎn)）
2.平行四邊形定則及應(yīng)用（重點(diǎn)）
3.實(shí)驗(yàn)探究方案的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)（重點(diǎn)難點(diǎn)）
【知識(shí)回顧】
一、作用力和反作用力
1.兩個(gè)物體之間的作用總是 的。
2.一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一物體一定 對(duì)前一物體也施加了力，即 存在著 物體和 物體。
3.物體間相互作用的這一對(duì)力，通常叫做 和 。
二、牛頓第三定律
1.內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力總是大小 ，方向 ，作用在 直線上。
2.對(duì)牛頓第三定律的進(jìn)一步理解
(1)作用力和反作用力的三個(gè)特征：① ；② ；③ 。
(2)作用力和反作用力的四個(gè)性質(zhì)：① ；② ；③ ；④ 。
三、物體受力的初步分析
1.分析受力的兩條思路
(1)根據(jù)物體 的變化來(lái)分析和判斷其受力情況；
(2)根據(jù)各種力的特點(diǎn)，從相互作用的角度來(lái)分析物體受力。
2.受力分析的基本步驟
明確研究對(duì)象 按 找力 已知力必須是接觸力 畫(huà) ，不畫(huà)效果力
【自主預(yù)習(xí)】
一、合力和分力
1.共點(diǎn)力：幾個(gè)力如果都作用在物體的 ，或者它們的 相交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力。
2.合力與分力：假設(shè)一個(gè)力單獨(dú)作用的 跟某幾個(gè)力共同作用的效果相同，這個(gè)力就叫作那幾個(gè)力的 。假設(shè)幾個(gè)力共同作用的效果跟某個(gè)力單獨(dú)作用的效果相同，這幾個(gè)力就叫作那個(gè)力的 。
二、力的合成和分解
1.力的合成
(1)定義：求幾個(gè)力的 的過(guò)程。
(2)合成規(guī)律：兩個(gè)力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的有向線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的 表示合力的大小和方向，這個(gè)規(guī)律叫作 。
(3)多個(gè)力的合成：先求出任意兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力跟第三個(gè)力的合力，直到將所有的力都合成進(jìn)去。
2.力的分解
(1)定義：求一個(gè)力的 的過(guò)程。
(2)分解規(guī)律：力的分解是力的合成的 ，同樣遵從 。
三、矢量和標(biāo)量
1.矢量：既有大小又有方向，相加時(shí)遵從 的物理量。
2.標(biāo)量：只有大小，沒(méi)有方向，相加時(shí)遵從 的物理量。
【課堂探究】
認(rèn)識(shí)共點(diǎn)力：幾個(gè)力若都作用在物體的 ，或者他們的 交于 ，我們把這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力。
思考與討論：
一個(gè)靜止的物體，在某平面上受到5個(gè)力作用，你能判斷它將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)嗎？如果我們能找到一種方法，即“用一個(gè)力的單獨(dú)作用替代兩個(gè)力的共同作用，而效果不變”，上述問(wèn)題就迎刃而解了。你覺(jué)得這個(gè)力和被替代的兩個(gè)力會(huì)有怎樣的關(guān)系呢？
一、合力和分力
思考與討論：
觀察下面的情景圖片，結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)思考：兩位小孩對(duì)水桶施加的兩個(gè)力與一個(gè)大人對(duì)水桶施加的一個(gè)力，就“提起水桶”這一作用效果而言，相同嗎？他們可以相互代替嗎？

（一）合力和分力
1.合力：假設(shè)一個(gè)力單獨(dú)作用的效果跟某幾個(gè)力共同作用的效果 ，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力。
2.分力：假設(shè)幾個(gè)力共同作用的效果跟某個(gè)力單獨(dú)作用的效果 ，這幾個(gè)力就叫作那個(gè)力的分力。
（二）合力和分力的關(guān)系
1.等效性：合力的作用效果與分力的共同作用效果 ，它們?cè)谛Ч峡梢韵嗷ヌ娲！? 替代”
2.同體性：各個(gè)分力是作用在 物體上的，分力與合力為 物體，作用在不同物體上的力 求合力。
3.瞬時(shí)性：各個(gè)分力與合力具有 對(duì)應(yīng)關(guān)系，某個(gè)分力變化了，合力也 發(fā)生變化。
二、力的合成和分解
（一）力的合成和分解定義
1.力的合成：我們把求幾個(gè)力的合力的過(guò)程叫做力的 。
2.力的分解：我們把求一個(gè)力的分力的過(guò)程叫做力的 。
（二）同一直線上兩個(gè)力的合成法則
1.兩個(gè)力同向合成：
2.兩個(gè)力反向合成：
【小結(jié)】
同一直線上的兩個(gè)力的合成法則：直接加減的 運(yùn)算法則，同向 和反向 。
思考與實(shí)驗(yàn)：
(1)如果兩個(gè)力不在同一直線上，求兩個(gè)力的合力是否還遵循直接加減的代數(shù)運(yùn)算法則？
(2)動(dòng)手小實(shí)驗(yàn)：利用兩只彈簧測(cè)力計(jì)、一個(gè)重物。如圖做實(shí)驗(yàn)，比較F和F1+F2 的關(guān)系，你有何發(fā)現(xiàn)？
（三）探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律
1.實(shí)驗(yàn)器材及方案：
方木板一塊、白紙、彈簧測(cè)力計(jì)(兩只)、橡皮條、細(xì)繩套(兩個(gè))、三角板、刻度尺、圖釘(幾個(gè))、細(xì)芯鉛筆。
2.實(shí)驗(yàn)原理：
(1)若用一個(gè)力F′或兩個(gè)力F1和F2共同作用都能把橡皮條沿某一方向拉伸至 ，即力F′與F1、F2共同作用的效果 ，那么F′為F1、F2的 。
(2)用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出F′和F1、F2的 ，并記下它們的 ，作出F′和F1、F2的圖示，以F1、F2的圖示為鄰邊作 ，其對(duì)角線即為用平行四邊形定則求得的F1、F2的合力F。
(3)比較F′與F，若它們的長(zhǎng)度和方向在誤差允許的范圍內(nèi)相等，則可以證明互成角度的兩個(gè)力合成遵從 。
3.實(shí)驗(yàn)步驟：
(1)用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。
(2)用圖釘把橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩個(gè)細(xì)繩套。
(3)用兩只彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條的結(jié)點(diǎn)伸長(zhǎng)到某一位置O，如圖所示，記錄兩彈簧測(cè)力計(jì)的 ，用鉛筆描下 的位置及此時(shí)兩細(xì)繩的 。
(4)只用一只彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到 的位置O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的 和細(xì)繩套的 。
(5)改變兩個(gè)力F1和F2的大小和夾角再重復(fù)實(shí)驗(yàn)兩次。
4.數(shù)據(jù)處理：
(1)用鉛筆和刻度尺從結(jié)點(diǎn)O沿兩條細(xì)繩套的方向畫(huà)直線，按選定的標(biāo)度作出這兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺作平行四邊形，過(guò)O點(diǎn)畫(huà)平行四邊形的對(duì)角線，此對(duì)角線即為合力F的圖示。
(2)用刻度尺從O點(diǎn)按同樣的標(biāo)度沿記錄的F′的方向作出這只彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F′的圖示。
(3)比較F′和根據(jù)平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同。
5.實(shí)驗(yàn)演示：觀看視頻演示
6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
當(dāng)兩個(gè)互成角度的兩個(gè)力合成時(shí)，如果以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作 ，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的 和 ，這個(gè)規(guī)律叫做 定則。
【例題】力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向豎直向上。求這兩個(gè)力的合力F的大小和方向。
思考與討論：
(1)F1、F2大小一定,夾角增大,合力如何變化? 合力什么時(shí)候最大,什么時(shí)候最小?合力的范圍如何?
(2)合力的大小可以小于分力的大小嗎？合力的大小可以等于分力的大小嗎？根據(jù)平行四邊形定則加以說(shuō)明。
(3)求以下三種情況的最大值和最小值
①大小為1N、2N、3N三力的合力最大值和最小值？
②大小為2N、2N、2N三力的合力最大值和最小值？
③大小為2N、2N、5N三力的合力最大值和最小值？
（四）力的分解
1.力的分解遵循的法則：
如果在上述力的合成實(shí)驗(yàn)中，先用一個(gè)測(cè)力計(jì)把橡皮條結(jié)點(diǎn)拉至O點(diǎn)，此時(shí)的拉力記為F，再用兩個(gè)測(cè)力計(jì)互成角度的將橡皮條拉至同一O點(diǎn)，此時(shí)兩測(cè)力計(jì)的拉力記為F1和F2，那么F1和F2就可以看成F的分力，就變成了“探究力的分解規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)了，因此，力的分解也遵從 。力的分解是力的合成的 。
思考與討論：
(1)如果有一個(gè)力F，沒(méi)有其他條件的限制，讓你對(duì)其分解，你認(rèn)為能得到幾組分力的情況？
(2)如果有一個(gè)力F，要求有確定且符合實(shí)際的分力，你認(rèn)為應(yīng)該如何分解？
【有關(guān)力的分解常見(jiàn)模型】
1.斜拉模型
放在水平地面上的行李箱受到一個(gè)斜向上方的拉力F的作用，且F與水平方向成θ角，如圖所示.怎樣把力F按其作用效果分解?它的兩個(gè)分力的大小、方向如何？
2.斜面上的物體模型
傾角為θ的斜面上放有一個(gè)物體，如圖所示。該物體受到的重力G能對(duì)物體產(chǎn)生那些效果？應(yīng)當(dāng)怎樣分解重力？分力的大小各是多大？
3.三角支架懸物模型
輕桿AC 和BC通過(guò)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的鉸鏈拴于墻上 ，AC 桿水平。在它們的連接處C點(diǎn)施加一個(gè)豎直向下的力F，應(yīng)當(dāng)怎樣分解F，分力的大小各是多大？
觀察與思考：觀察視頻，思考車(chē)為什么可以被輕易拉動(dòng)呢?
（五）正交分解法
1.定義：把力沿著兩個(gè)選定的 的方向分解
2.正交分解的目的：
是把復(fù)雜的利用平行四邊形定則進(jìn)行力的合成轉(zhuǎn)化為普通的 運(yùn)算，將力的合成化簡(jiǎn)為同向或反向或垂直方向。便于運(yùn)用普通代數(shù)運(yùn)算公式來(lái)解決力的 。
3.正交分解的基本思想：
正交分解法求合力，運(yùn)用了“欲合 ”的策略，即為了合成而 ，降低了運(yùn)算的難度，是一種重要思想方法。
4.正交分解的步驟：
三、矢量和標(biāo)量
1.矢量：在物理學(xué)中，既有 又有 的物理量叫矢量。
矢量運(yùn)算法則：
2.標(biāo)量：在物理學(xué)中，只有 而沒(méi)有 的物理量叫標(biāo)量。
標(biāo)量運(yùn)算法則：
課堂小結(jié)：
【自我測(cè)評(píng)】
1．如圖所示，重為100N的物體在水平向左的力F=40N作用下，以初速度v0沿水平面向右滑行。已知物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4，則此時(shí)物體所受的合力為（ ）
A．0B．80N，水平向左
C．40N，水平向右D．40N，水平向左
2．如圖所示是斧頭劈木柴的剖面圖，其中BC邊為斧頭背，AB、AC邊為斧頭的刀面。要使斧頭容易劈開(kāi)木柴，斧頭應(yīng)該（ ）

A．BC邊與AB、AC邊都短一些
B．BC邊長(zhǎng)一些，AB、AC邊短一些
C．BC邊短一些，AB、AC邊長(zhǎng)一些
D．BC邊長(zhǎng)一些，AB、AC邊也長(zhǎng)一些
3．如圖所示，用兩根承受的最大拉力相等、長(zhǎng)度不等的細(xì)繩AO、BO（AO>BO）懸掛一個(gè)中空鐵球，當(dāng)在球內(nèi)不斷注入鐵砂時(shí)，則（ ）
A．繩AO先被拉斷
B．繩BO先被拉斷
C．繩AO、BO同時(shí)被拉斷
D．條件不足，無(wú)法判斷
4．如圖所示，完全相同的兩個(gè)吊燈，左邊的吊燈只受一個(gè)A繩拉力的作用，右邊的吊燈受到B繩和C繩的共同作用，兩燈均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．A繩對(duì)燈的拉力與燈重力是等效的
B．B、C兩繩對(duì)燈的拉力與A繩對(duì)燈的拉力等效
C．B繩對(duì)燈的拉力和C繩對(duì)燈的拉力可以看做A繩對(duì)燈拉力的分力
D．A繩的拉力等于B繩的拉力和C繩的拉力的和
5．關(guān)于兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力F1、F2與其合力F的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．F大小隨F1、F2間夾角的增大而減?。▕A角小于180°時(shí)）
B．F大小不能小于F1、F2中最小者
C．F1增加10 N，F(xiàn)2減少10 N，F(xiàn)一定不變
D．若F1、F2中的一個(gè)力增大，F(xiàn)不一定增大
6．如圖所示，質(zhì)量為m的物體在恒力F作用下沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為，則物體受到的摩擦力的大小為（ ）
A．B．
C．D．
7．“探究求合力的方法”的實(shí)驗(yàn)情況如圖所示，其中A為固定橡皮筋的圖釘，O為橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)，OB和OC為細(xì)繩。關(guān)于此實(shí)驗(yàn)下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．兩個(gè)分力FOB、FOC的方向一定要垂直
B．兩個(gè)分力FOB、FOC間夾角要盡量大些
C．兩次拉橡皮筋時(shí)，需將橡皮筋結(jié)點(diǎn)拉至同一位置
D．拉橡皮筋時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)、橡皮筋、細(xì)繩應(yīng)貼近木板且與木板平面平行
8．在探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律時(shí)，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要兩次拉伸橡皮條，一次是通過(guò)兩細(xì)繩用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條，另一次是用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)繩拉橡皮條。
（1）下列說(shuō)法正確的是 （填選項(xiàng)前的字母）。
A．用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)把結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)之后，為防止O點(diǎn)變動(dòng)，應(yīng)用圖釘把結(jié)點(diǎn)固定在O點(diǎn)
B．在同一組實(shí)驗(yàn)中，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條和用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)結(jié)點(diǎn)位置相同
C．為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更具有說(shuō)服力，應(yīng)多做幾組，且每組實(shí)驗(yàn)兩細(xì)繩套的夾角不能變
D．為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更精確，兩彈簧測(cè)力計(jì)的規(guī)格必須一樣
（2）某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)在紙上畫(huà)出了如圖所示的力的示意圖（F與AO共線），其中 是F1和F2的理論合力， 是F1和F2的實(shí)際合力。
【學(xué)后反思】
本節(jié)課學(xué)習(xí)中，你有哪些收獲，還有哪些問(wèn)題？

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4 力的合成和分解

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