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同一直线上二力的合成

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2013-06-19

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.

探究活动

【课  题】 实验分析同向合力和反向合力

【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】

用一些测量工具(至少要多个弹簧秤)探究同向合力和反向合力的大小和方向.

【备  注】 1、写出探究过程报告.

2、发现新问题.

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