力的教案

时间:2022-08-16 18:03:11 教案 我要投稿

力的教案范文汇编5篇

  作为一名老师,通常会被要求编写教案,编写教案有利于我们弄通教材内容,进而选择科学、恰当的教学方法。那么你有了解过教案吗?以下是小编整理的力的教案5篇,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。

力的教案范文汇编5篇

力的教案 篇1

  教学目标

  知识目标

  1.知道在国际单位制中力的单位.

  2.会使用弹簧测力计.

  (1)会观察弹簧测力计的量程和最小刻度.

  (2)会正确使用弹簧测力计,知道使用前要先调零.

  (3)会正确读数并记录测量结果.

  能力目标

  培养学生的观察能力及分析问题的能力.

  情感目标

  通过弹簧测力计的学习和使用,培养学生严谨、求实的科学精神.

  教学建议

  教材分析

  教材首先通过项羽与文弱书生力的作用效果的不同,引出“我们就是利用力产生的效果的大小来测量力的.”

  本节主要讲述力的单位和用弹簧测力计测量力.教材首先通过文字和插图说明力是有大小的,因此需要进行测量,可以通过力的作用效果来测量力的大小.对于力的单位,课本中只讲了牛顿,因为这是国际单位制中的单位,也是我国的法定计量单位.由于初中无法讲解牛顿这个单位是怎样规定的,课本中只是给出了单位的名称、符号,并通过例子使学生认识1N的力有多大.

  教材简单介绍了弹簧测力计是根据弹簧受到的拉力越大,伸长就越长这个道理制作的,并通过几个插图说明弹簧秤的构造和使用方法.教材重点讲解了学生实验——练习正确使用弹簧测力计.

  有关“弹簧测力计”的教学建议

  教师可把弹簧测力计发给学生让学生观察,也可用大型演示弹簧测力计进行讲解.引导学生观察弹簧测力计的外形和内部构造;钢制弹簧、挂钩、指针及刻度.对弹簧测力计测力的原理可作简单的说明:在一定的范围内弹簧的伸长跟加在它上面的力成正比.即力增大几倍,伸长也增大几倍.讲刻度时应该明确单位、零刻度线、每一小格、每一大格所代表的示数以及弹簧测力计的量程.要强调测量时不得超过量程.教师可带领学生读出几个演示的数据.

  最后向学生简单介绍其他的测力计,指出弹簧测力计只是测力计的一种.

  有关“力的单位”教学建议

  教师可向学生直接说明国际上力的通用单位是牛顿,简称牛,要学生记住.并通过举例使学生对1N的大小形成具体观念.除了课本中的例子外,还可以补充一些学生常见的例子,例如一个中等大小的苹果对手的压力大约是1N;一个质量是40kg的同学对地面的压力大约是400N;还可以让学生拿起两个鸡蛋,感受一下1N的力有多大.至于牛顿这个单位是怎样规定的,就不必讲了.

  有关课堂实验的教学建议

  本实验的目的是使学生学会正确使用弹簧测力计.可先引导学生阅读教材,再按实验步骤去做.2、3、4、5步都是为了让学生多使用几次弹簧测力计.实验中要求学生认真观察和读数,把实验结果记录下来.在做第3、第4步时,要向学生说明匀速的要求.对于程度好的学生,在实验基础上可让他们思考为什么第3、第4步两次拉力大小不同,启发学生去发现问题.还可以让学生把测出的自己头发拉断时的力跟课本中给出的各年龄组的头发的数据比较,以提高兴趣.

  本节后面的“想想议议”问题,可在学生开始实验前讨论,来回拉动几次挂钩,可以避免弹簧破壳子卡住.如果弹簧测力计使用前指针不指在零位置,应进行校正.对程度好的学生可以提出:除调零外,有没有其他的解决办法.(提示:可以作零点误差的调整.)

  有关新课引入的教学建议

  测量是由力有大小引入的.学生根据自身的经验不难懂得力有大小.教师可以准备一个拉力器,请男女学生各一名分别拉,大家观察.然后引导学生讨论,为什么弹簧伸长程度是不同的,引出力有大小的区别.为了准确地搞清力的大小,就要进行力的测量.并指出在物理学中是利用力产生的效果的大小来测量力的.

  教学设计示例

  师生互动活动设计

  组织学生练习正确使用弹簧测力计,会正确读数.

  课时安排 1课时

  教具、学具准备  弹簧秤、木块、长木板、一根头发、拉力器

  教学设计示例

  (一)引入课题

  测量是由力的大小引入的.学生根据自身的经验不难懂得力有大小.为了直观,可以准备一个拉力器,请男女学生各一名分别拉,大家观察,然后引导学生讨论以下问题:

  1.弹簧为什么伸长了?

  2.两位同学拉弹簧时,弹簧的伸长相同吗?为什么不同?

  3.哪位同学的拉力大?怎么知道他的拉力大?

  归纳:拉力使弹簧伸长;拉力大小不同,弹簧的伸长不同;拉力越大,弹簧伸长越大.利用弹簧的伸长可以测量力的大小.

  由为什么弹簧伸长的长度不同,引出力有大小的区别.为了准确地搞清力的大小,就要进行力的测量.并指出在物理学中是利用力产生的效果,主要是力使物体发生形变的大小来测量力的.

  (二)新课教学

  1.力的单位

  教师可直接向学生说明国际上通用的力的单位是牛顿,简称牛,要学生记住.教师可以准备两个普通鸡蛋,使学生对1N的大小形成具体观念.

  除了课本中的例子外,还可以补充一些学生常见的`例子,例如一个中等大小的苹果对手的压力大约是1N;一个质量是40kg的同学对地面的压力大约是400N;至于牛顿这个单位是怎样规定的,就不必讲了.

  2.弹簧测力计

  有了力的单位还不够,要测量力的大小还需要有测量工具.测量力的工具是测力计,常用的测力计是弹簧秤.

  (1)弹簧秤的原理

  教师可准备一个弹簧,找学生用不同的力去拉弹簧.

  教师讲解:我们知道,弹簧受到拉力就要伸长,拉力越大,弹簧伸长的越长.弹簧秤就是根据这个原理制成的.

  (2)弹簧秤的构造

  教师可把弹簧测力计发给学生让学生观察,也可用大型演示弹簧测力计进行讲解.引导学生观察弹簧测力计的外形和内部构造;钢制弹簧、挂钩、指针及刻度.讲刻度时应该明确单位、零刻度线、每一小格、每一大格所代表的示数以及弹簧测力计的量程.要强调测量时不得超过量程.教师可带领学生读出几个演示的数据.

  (3)学生实验:练习使用弹簧秤

  让学生先阅读课本实验部分,然后按步骤进行实验,并把数据记在笔记本上.实验中教师巡回检查,及时解决问题.

  弹簧秤的量程:

  最小分度:

  水平拉木块的力:

  在斜木板上拉木块的力:

  拉断头发的力:

  教师在总结学生实验的基础上进一步讲解.同一个木块在空中静止和匀速直线上升时,拉力大小相等.拉着木块在桌面上匀速直线运动时所需要的力远比拉着它匀速上升时的拉力小得多.正因为这个道理,很多沉的东西我们搬不动,但是可把它推动.人的头发的强度随人的年龄大小而变,成年人的头发强度大,小孩和老人的头发强度小.

  最后向学生简单介绍其他的测力计,指出弹簧测力计只是测力计的一种.

  (三)总结,扩展

  可适当向学生介绍一些有关科学家胡克和牛顿的生平,扩展学生的知识面.

  探究活动

  测力计的发展

  【课  题】 测力计的发展

  【组织形式】 学生活动小组

  【活动流程】

  提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作.

  【参考方案】

  利用网络查找相关信息;调查市场上测量力的工具和其使用情况.总结测力计的发展概况.

  【备注】 1、写出探究过程报告.

  2、发现新问题.

  体验力的大小

  【课题】 体验力不同大小的感觉

  【组织形式】 学生活动小组

  【活动流程】

  提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作.

  【参考方案】

  用测力计等工具体验不同力的大小的感觉;调查市场上测量力的工具和其使用情况.

  【备注】 1、写出探究过程报告.

  2、发现新问题。

力的教案 篇2

  1、共点力的合成与分解

  实验仪器:力的合成分解演示器(J2152)、钩码(一盒)、平行四边形演示器

  教师操作:把演示器按事先选定的分力夹角和分力大小,调整位置和选配钩码个数;把汇力环上部连接的测力计由引力器拉引来调节角度,并还要调节拉引力距离,使汇力环悬空,目测与坐标盘同心;改变分力夹角,重做上边实验。

  实验结论:此时测力计的读数就是合力的大小;分力夹角越小合力越大,分力夹角趋于180度时合力趋近零。

  力的合成分解演示器:

  教师操作:用平行四边形演示器O点孔套在坐标盘中心杆上,调整平行四边形重合实验所形成四边形,用紧固螺帽压紧,学生可直观的在演示器上看出矢量作图。

  2、验证力的平行四边形定则(学生实验)

  实验仪器:方木板、白纸、橡皮筋、细绳套2根、平板测力计2只、刻度尺、量角器、铅笔、图钉3-5个

  实验目的:验证互成角度的两个共点力合成的平行四边形定则。

  实验原理:一个力F的作用效果与两个共点力F1和F2的共点作用效果都是把橡皮筋拉伸到某点,所以F为F1和F2的合力。做出F的图示,再根据平行四边形定则做出F1和F2的合力F?的图示,比较F?和F是否大小相等,方向相同。

  学生操作:

  (1)白纸用图钉固定在方木板上;橡皮筋一端用图钉固定在白纸上,另一端拴上两根细绳套。

  (2)用两只测力计沿不同方向拉细绳套,记下橡皮筋伸长到的位置O,两只测力计的方向及读数F1、F2,做出两个力的图示,以两个力为临边做平行四边形,对角线即为理论上的合力F?,量出它的大小。

  (3)只用一只测力计钩住细绳套,将橡皮筋拉到O,记下测力计方向及读数F,做出它的图示。

  (3)比较F?与F的大小与方向。

  (4)改变两个力F1、F2的大小和夹角,重复实验两次。

  实验结论:在误差允许范围内,证明了平行四边形定则成立。

  注意事项:

  (1)同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计钩好后对拉,若两只弹簧测力计在拉的过程中读数相同,则可选,若不同,应另换,直到相同为止;使用时弹簧测力计与板面平行。

  (2)在满足合力不超过弹簧测力计量程及橡皮筋形变不超过弹性限度的`条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差。

  (3)画力的图示时,应选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,但也不要太大而画出纸外;要严格按力的图示要求和几何作图法作图。

  (4)在同一次实验中,橡皮筋拉长后的节点O位置一定要相同。

  (5)由作图法得到的F和实验测量得到的F?不可能完全符合,但在误差允许范围内可认为是F和F?符合即可。

  误差分析:

  (1)本实验误差的主要来源——弹簧秤本身的误差、读数误差、作图误差。

  (2)减小误差的方法——读数时眼睛一定要正视,要按有效数字正确读数和记录,两个力的对边一定要平行;两个分力F1、F2间夹角θ越大,用平行四边形作图得出的合力F?的误差ΔF也越大,所以实验中不要把θ取得太大。

  3、研究有固定转动轴物体的平衡条件

  实验仪器:力矩盘(J2124型)、方座支架(J1102型)、钩码(J2106M)、杠杆(J2119型)、测力计(J2104型)、三角板、直别针若干

  实验目的:通过实验研究有固定转动轴的物体在外力作用下平衡的条件,进一步明确力矩的概念。

  教师操作:

  (1)将力矩盘和一横杆安装在支架上,使盘可绕水平轴自由灵活地转动,调节盘面使其在竖直平面内。在盘面上贴一张白纸。

  (2)取四根直别针,将四根细线固定在盘面上,固定的位置可任意选定,但相互间距离不可取得太小。

  (3)在三根细绳的末端挂上不同质量的钩码,第四根细绳挂上测力计,测力计的另一端挂在横杆上,使它对盘的拉力斜向上方。持力矩盘静止后,在白纸上标出各悬线的悬点(即直别针的位置)和悬线的方向,即作用在力矩盘上各力的作用点和方向。标出力矩盘轴心的位置。

  (4)取下白纸,量出各力的力臂L的长度,将各力的大小F与对应的力臂值记在下面表格内(填写时应注明力矩M的正、负号,顺时针方向的力矩为负,反时针方向的力矩为正)。

  (5)改变各力的作用点和大小,重复以上的实验。

  注意事项:

  (1)实验时不应使力矩盘向后仰,否则悬线要与盘的下边沿发生摩擦,增大实验误差。为使力矩盘能灵活转动,必要时可在轴上加少许润滑油。

  (2)测力计的拉力不能向下,否则将会由于测力计本身所受的重力而产生误差。测力计如果处于水平,弹簧和秤壳之间的摩擦也会影响结果。

  (3)有的力矩盘上画有一组同心圆,须注意只有受力方向与悬点所在的圆周相切时,圆半径才等于力臂的大小。一般情况下,力臂只能通过从转轴到力的作用线的垂直距离来测量。

  4、共点力作用下物体的平衡

  实验仪器:方木板、白纸、图钉、橡皮条、测力计3个(J2104型)、细线、直尺和三角板、小铁环(直径为5毫米的螺母即可)

  实验目的:通过实验掌握利用力的平行四边形定则解决共点力的平衡条件等问题的方法,从而加深对共点力的平衡条件的认识。

  教师操作:

  (1)将方木板平放在桌上,用图钉将白纸钉在板上。三条细线将三个测力计的挂钩系在小铁环上。

  (2)将小铁环放在方木板上,固定一个测力计,沿两个不同的方向拉另外两个测力计。平衡后,读出测力计上拉力的大小F1、F2、F3,并在纸上按一定的标度,用有向线段画出三个力F1、F2、F3。把这三个有向线段廷长,其延长线交于一点,说明这三个力是共点力。

  (3)去掉测力计和小铁环。沿力的作用线方向移动三个有向线段,使其始端交于一点O,按平行四边形定则求出F1和F2的合力F12。比较F12和F3,在实验误差范围内它们的大小相等、方向相反,是一对平衡力,即它们的合力为零。由此可以得出F1、F2、F3的合力为零是物体平衡的条件,如果有更多的测力计,可以用细线将几个测力计与小铁环相连,照步骤2、3那样,画出这些作用在小铁环上的力F1、F2、F3、F4……,它们仍是共点力,其合力仍为零,从而得出多个共点力作用下物体的平衡条件也是合力等于零。

  注意事项:

  (1)实验中所说的共点力是在同一平面内的,所以实验时应使各个力都与木板平行,且与木板的距离相等。

  (2)实验中方木板应处于水平位置,避免重力的影响,否则实验的误差会增大。

力的教案 篇3

  一、活动目标:

  1、初步感受和了解小学生活,萌发上小学的愿望。

  2、欣赏绘本并能大胆清楚的表达自己的想法。

  3、学习尝试解决“担忧”,并进一步形成积极乐观的入学准备。

  二、活动重难点:

  重点:鼓励孩子说出担忧,尝试解决这些担忧,大胆清楚的表达自己的想法。

  难点:在尝试解决担忧的过程中进一步形成积极乐观的入学准备。

  三、活动准备:

  PPT《小阿力的大学校》

  四、活动过程:

  (一)谈话导入活动。

  ——我们就要上小学了,你们准备好了吗?做了什么准备呢?

  (二)欣赏绘本故事前半部分,引出阿力对入小学的三个担心。

  ——你能看出阿力的担心是什么?你进小学有没有担心的事呢?

  (三)师幼共同谈论,解决阿力的担忧。

  1、幼儿说一说自己的担忧。

  2、分别对这些“担忧”进行交流,想出解决的'办法。

  生活方面:小学里有男厕所和女厕所,根据标志找到厕所,下课十分钟时可以上厕所。

  情感方面:交朋友的方法有很多很多,我们可以都去试一试,一定会交到很多的朋友。

  作业方面:抓紧时间,先做作业后玩,做完后自己检查,完成后整理书包为第二天上学做好准备。

  (四)继续欣赏绘本,深入的了解故事。

  ——上学后老师教了他什么?他遇到什么事情?为什么会那么开心?

  ——他后面做了什么梦?小阿力现在还担心上学吗?

力的教案 篇4

  重点、难点分析

  1.合力的概念.

  理解合力的概念关键是要让学生认识两个力共同作用产生的效果和一个力产生的效果相同.为了达到这一目的,除利用课本中的例子以及补充其他事例之外,可以通过实验进行定量的研究,使学生对这个问题的认识能从感性上升到理性,并进而自己分析生活中相关事例,以加深对这个问题的理解.尤其要注意引导学生认识合力不是一般意义上的力之和,而是等效代替.

  2.同一直线上同方向的二力合成,同一直线上反方向的两个力的合成.

  两个力作用在一个物体上的情况很多,首先应组织、启发学生通过讨论认识各种形式的两个力作用在一个物体上的实例,使学生对两个力作用在一个物体上的问题有感性认识,然后对这些事例进行分析,区分不同类型,进而明确我们所要研究的问题,然后再组织学生进行课本中安排的实验.

  对于同一直线上同方向与反方向二力的合成问题,在进行实验前可以让学生思考,两个力合力的大小和方向可能会怎样,在猜想的基础上进行实验.

  课时安排 1课时

  教学设计示例

  (一)导入新课

  在日常生活中我们经常遇到这样的情况,当一个人用力推一个物体或者提起一个物体时如果力气不够,这时再过来一个人帮忙则往往会达到目的,但是如果换一个力气比较大的人,他一个人也可以达到目的.这时我们就说一个人经过努力达到的效果与两个人相同,今天我们就来专门研究这样的问题.

  (二)新课教学

  1.同一直线上二力的合成

  请同学们举出生活中的实例说明一个人用力作用的效果与两个人共同用力作用而产生的.效果相同.

  学生讨论并举例

  例1 两个小孩一同努力可以提起一桶水,一个大人就可以提起来.

  例2 一个人拉一辆车拉不动,再有一个人在后边推就可以把车推动,如果一个力气大的人一个人就可以拉动.

  例3 一根木头一人扛起来比较费劲,如果两个人一人扛一头则可以比较轻松的扛起来,但效果是相同的.

  以上同学们举的实例都非常对,这里所说的效果相同,在物理学中我们叫它等效,也可以叫等效代替,在学习物理中建立等效的观念十分重要.下面我们用实验来进一步研究这个问题.

  教师向学生介绍实验仪器,并开始下面的实验:将一根弹簧挂在支架上,弹簧后边用一块白纸板衬托.将一个物体挂在弹簧下,弹簧伸长一定的长度,其指针指在一定的位置,用笔在白纸板上标上记号.换用两个物体挂在弹簧下,弹簧指针指在同一位置.实验前让同学注意观察指针所指示的位置.实验结束后教师讲解并提出问题.可配合将实验过程制成图,用投影打出.如图所示

  将一个物体挂在弹簧下,说明这个物体对弹簧施加了一个力的作用.将两个物体挂在弹簧下,这两个物体分别对弹簧施加了力 和 .弹簧伸长说明了什么?

  说明力作用在弹簧上,使弹簧的形状发生了变化.

  挂一个物体和挂两个物体弹簧的伸长量是什么关系?说明了什么?

  弹簧的伸长量相同,说明一个力作用在弹簧上与两个力共同作用在弹簧上产生的效果相同.

  一个力(F)产生的效果跟两个力( 和 )共同作用产生的效果相同,这个力(F)就叫那两个力( 和 )的合力.求两个力的合力叫二力的合成.

  在讲解中要求同学注意,合力不是力的和,在后面的研究中同学们会逐步加深对这个问题的理解.请同学们列举一个物体受两个力作用的事例,前边举过的事例也可以重复.(学生边举例,教师边在黑板上画出示意图,以便于分析)

  【例1】 一个人在前面拉车,另外一个人在后边推车.

  【例2】 两个人共同提一桶水.

  【例3】 房顶上的吊灯受到竖直向下的重力和电线的拉力.

  以上这些事例如果要分类的话可以分成几类?

  有两个力互成角度的,也有两个力在一条直线上的.

  在一条直线上的力有方向相同的,有方向相反的.

  在上面这些事例中,最简单的是同一直线上的两个力.我们先来研究同一直线上的二力合成问题.同一直线上两个力的合成有两种情况,一种是同一直线、方向相同,另一种是同直线方向相反.请同学们首先根据日常生活中的经验猜想一下,这两种情况合力的大小和方向与两个力的大小和方向是什么关系?

  在学生思考的基础上,请同学说出自己的猜想,教师把同学猜想的大意写在黑板上.

  请同学们打开课本看书上两个实验示意图和相关说明,看完后亲自完成这两个实验;验证一下自己的猜想.

  学生看书,然后开始实验,教师在同学中间巡视并进行指导,实验结束后提问.

  同一直线上,方向相同的两个力合力的大小及方向与两个分力是什么关系?

  同一直线上,方向相同的两个力的合力的大小等于这两个力的大小之和,合力的方向跟这两个力的方向相同.

  同一直线上,方向相反的两个力合力的大小及方向与这两个分力是什么关系?

  同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差,合力的方向跟较大的那个力相同.

  在完成上述内容的基础上教师可提问:两个小孩共同提一桶水,每个人都对水桶施加了一个力,大人一个人提一桶水,她对水桶如果施加的是一个竖直向上的力,如果他们提的是同一桶水,那么大人施加的力和两个小孩施加的力的效果是否相同?

  [学生]效果相同.

  [老师]两个小孩子所用力的合力的大小与大人施加的力的大小是什么关系?

  [学生]相等.

  [老师]在这种情况下,大人所用力的大小是否等于两个小孩所用两个力的和?

  [学生]不等.

  [老师]为什么?

  学生今天我们研究的是同一直线上的两个力的合成,这两个小孩施加的两个力不在同一直线上,不能用同一直线上二力合成的规律来研究这个问题.

  (三)总结、扩展

  今天我们研究同一直线二力合成的方法,这一方法就不能用来研究互成角度的两个力的合成问题.互成角度的两个力的合成遵循平行四边形法则,用力 和 为邻边作平行四边形,这个平行四边形的对角线就是它们合力的大小和方向.(以两个小孩提水桶问题为例,用平行四边形法则求出它们的合力)实际上同一直线上两个力的合成问题,是互成角度二力合成的特殊情况,课本第六节就是这方面的内容,同学们感兴趣可以先看书自学,然后我们再一起探讨.

力的教案 篇5

  一、应用解法分析动态问题

  所谓解法就是通过平行四边形的邻边和对角线长短的关系或变化情况,作一些较为复杂的定性分析,从形上就可以看出结果,得出结论.

  例1 用细绳AO、BO悬挂一重物,BO水平,O为半圆形支架的圆心,悬点A和B在支架上.悬点A固定不动,将悬点B从1所示位置逐渐移到C点的过程中,试分析OA绳和OB绳中的拉力变化情况.

  [方法归纳]

  解决动态问题的一般步骤:

  (1)进行受力分析

  对物体进行受力分析,一般情况下物体只受三个力:一个是恒力,大小方向均不变;另外两个是变力,一个是方向不变的力,另一个是方向改变的力.在这一步骤中要明确这些力.

  (2)画三力平衡

  由三力平衡知识可知,其中两个变力的合力必与恒力等大反向,因此先画出与恒力等大反向的力,再以此力为对角线,以两变力为邻边作出平行四边形.若采用力的分解法,则是将恒力按其作用效果分解,作出平行四边形.

  (3)分析变化情况

  分析方向变化的力在哪个空间内变化,借助平行四边形定则,判断各力变化情况.

  变式训练1 如2所示,一定质量的物块用两根轻绳悬在空中,其中绳OA固定不动,绳OB在竖直平面内由水平方向向上转动,则在绳OB由水平转至竖直的过程中,绳OB的张力的大小将( )

  A.一直变大

  B.一直变小

  C.先变大后变小

  D.先变小后变大

  二、力的正交分解法

  1.概念:将物体受到的所有力沿已选定的两个相互垂直的方向分解的方法,是处理相对复杂的多力的合成与分解的常用方法.

  2.目的:将力的合成化简为同向、反向或垂直方向的分力,便于运用普通代数运算公式解决矢量的`运算,“分解”的目的是为了更好地“合成”.

  3.适用情况:适用于计算三个或三个以上力的合成.

  4.步骤

  (1)建立坐标系:以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系x轴和y轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上.

  (2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到x轴和y轴上,并求出各分力的大小,如3所示.

  (3)分别求出x轴、y轴上各分力的矢量和,即:

  Fx=F1x+F2x+…

  Fy=F1y+F2y+…

  (4)求共点力的合力:合力大小F=F2x+F2y,合力的方向与x轴的夹角为α,则tan α=FyFx,即α=arctan FyFx.

  4

  例2 如4所示,在同一平面内有三个共点力,它们之间的夹角都是120°,大小分别为F1=20 N,F2=30 N,F3=40 N,求这三个力的合力F.

  5

  变式训练2 如5所示,质量为m的木块在推力F的作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为( )

  A.μmg

  B.μ(mg+Fsin θ)

  C.μ(mg-Fsin θ)

  D.Fcos θ

  三、力的分解的实际应用

  例3 压榨机结构如6所示,B为固定铰链,A为活动铰链,若在A处施另一水平力F,轻质活塞C就以比F大得多的力压D,若BC间距为2L,AC水平距离为h,C与左壁接触处光滑,则D所受的压力为多大?

  例4 如7所示,是木工用凿子工作时的截面示意,三角形ABC为直角三角形,∠C=30°.用大小为F=100 N的力垂直作用于MN,MN与AB平行.忽略凿子的重力,求这时凿子推开木料AC面和BC面的力分别为多大?

  变式训练3 光滑小球放在两板间,如8所示,当OA板绕O点转动使 θ角变小时,两板对球的压力FA和FB的变化为( )

  A.FA变大,FB不变

  B.FA和FB都变大

  C.FA变大,FB变小

  D.FA变小,FB变大

  例5 如9所示,在C点系住一重物P,细绳两端A、B分别固定在墙上,使AC保持水平,BC与水平方向成30°角.已知细绳最大只能承受200 N的拉力,那么C点悬挂物体的重量最

  多为多少,这时细绳的哪一段即将被拉断?

  参考答案

  解题方法探究

  例1 见解析

  解析 在支架上选取三个点B1、B2、B3,当悬点B分别移动到B1、B2、B3各点时,AO、BO中的拉力分别为FTA1、FTA2、FTA3、和FTB1、FTB2、FTB3,从中可以直观地看出,FTA逐渐变小,且方向不变;而FTB先变小,后变大,且方向不断改变;当FTB与FTA垂直时,FTB最小.

  变式训练1 D

  例2 F=103 N,方向与x轴负向的夹角为30°

  解析 以O点为坐标原点,建立直角坐标系xOy,使Ox方向沿力F1的方向,则F2与y轴正向间夹角α=30°,F3与y轴负向夹角β=30°,如甲所示.

  先把这三个力分解到x轴和y轴上,再求它们在x轴、y轴上的分力之和.

  Fx=F1x+F2x+F3x

  =F1-F2sin α-F3sin β

  =20 N-30sin 30° N-40sin 30° N=-15 N

  Fy=F1y+F2y+F3y

  =0+F2cos α-F3cos β

  =30cos 30° N-40cos 30° N=-53 N

  这样,原来的三个力就变成互相垂直的两个力,如乙所示,最终的合力为:

  F=F2x+F2y=-152+-532 N=103 N

  设合力F与x轴负向的夹角为θ,则tan θ=FyFx=-53 N-15 N=33,所以θ=30°.

  变式训练2 BD

  例3 L2hF

  解析 水平力F有沿AB和AC两个效果,作出力F的分解如甲所示,F′=h2+L22hF,由于夹角θ很大,力F产生的沿AB、AC方向的效果力比力F大;而F′又产生两个作用效果,沿水平方向和竖直方向,如乙所示.

  甲 乙

  Fy=Lh2+L2F′=L2hF.

  例4 1003 N 200 N

  解析 弹力垂直于接触面,将力F按作用效果进行分解如所示,由几何关系易得,推开AC面的力为F1=F/tan 30°=1003 N.

  推开BC面的力为F2=F/sin 30°=200 N.

  变式训练3 B [利用三力平衡判断如下所示.

  当θ角变小时,FA、FB分别变为FA′、FB′,都变大.]

  例5 100 N BC段先断

  解析 方法一 力的合成法

  根据一个物体受三个力作用处于平衡状态,则三个力的任意两个力的合力大小等于第三个力大小,方向与第三个力方向相反,在甲中可得出F1和F2的合力F合竖直向上,大小等于F,由三角函数关系可得出F合=F1sin 30°,F2=F1cos 30°,且F合=F=G.

  甲

  设F1达到最大值200 N,可得G=100 N,F2=173 N.

  由此可看出BC绳的张力达到最大时,AC绳的张力还没有达到最大值,在该条件下,BC段绳子即将断裂.

  设F2达到最大值200 N,可得G=115.5 N,F1=231 N>200 N.

  由此可看出AC绳的张力达到最大时,BC绳的张力已经超过其最大能承受的力.在该条件下,BC段绳子早已断裂.

  从以上分析可知,C点悬挂物体的重量最多为100 N,这时细绳的BC段即将被拉断.

  乙

  方法二 正交分解法

  如乙所示,将拉力F1按水平方向(x轴)和竖直方向(y轴)两个方向进行正交分解.由力的平衡条件可得F1sin 30°=F=G,F1cos 30°=F2.

  F1>F2;绳BC先断, F1=200 N.

  可得:F2=173 N,G=100 N.

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