力的合成
一、合力与分力
好，上课！同学们好，请坐。
今天，我们一起来学习第三章第四节《力的合成》。
在之前的学习中呢，我们知道了力是物体之间的相互作用。那力的作用效果有哪些呢？力可以使物体发生形变；力还可以改变物体的运动状态。
那现在桌子上放着一个杯子，同学们分析一下这个杯子的受力情况，我们说受力分析的顺序是什么呀？一重，二弹，三摩擦。这个杯子首先受到一个向下的重力，然后还受到一个垂直于桌面向上的支持力，或者叫弹力，二者等大反向，杯子处于静止状态；很好，现在呢我们用一根绳儿把这个杯子给吊起来，我们再来分析一下它的受力情况。杯子现在受到几个力的作用呀？3个。依然是受到竖直向下的重力，还有两个斜向上绳子的拉力。那这两个拉力的作用效果和支持力的一样不一样呀？为什么一样？杯子是不是都是保持静止的，没有改变其状态。那我们就把这种可以产生相同作用效果力的关系呢，把F N 称之为是F 1和F 2的合力；或者把F1和F2称为F N 的分力。
这就是今天要讲的第一点：【PPT 】合力与分力的概念：当一个力和几个力的作用效果相同时，这个力就做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。求几个力合力的过程或方法叫做力的合成。大家看到这个概念的关键之处是什么呀？就是让力的作用效果一定要相同【板书】。咱们中国改革开放之后有一句非常有名的话，提示大家一下，是邓大人说的：“黑猫白猫，抓住老鼠就是好猫”。管它颜色怎么样呢，效果相同就可以了。其实合力、分力也是如此。那么这种方法呢，在我们物理学中就叫做“等效替代法”。【板书】
所以你就看到合力与分力有资格这样互相叫的有一个前提，什么前提？作用效果得相同。作用效果不相同，双方之间谈不上谁是谁的合力，谁是谁的分力。啊，前几年有个报道：说有个女士看见自己孩子腿压车轮底下了，上去一伸手就把车抬起来了。你想想人在紧急情况下潜力有多大，是吧！所以说旁边人赶快帮忙是吧，孩子送医院。旁边人看的目瞪口呆呀，时候有人验证，说是一女士就能把车抬起来是吧，找几个男士试试，结果一试发现5个身强力壮的男士才能干这事，得5个才能把它抬起来。好，那我问你个事，是不是这个女士什么时候施加的力都可以叫那5个男士的合力呢？不是。但是你说就抬车这个事可不可以叫那5 个男士的合力呀？可以。哎，这可以。那5个男士的力可以叫这个女士的分力，是吧。哎，但这并不意味着那个女士平时干什么都是那5个男人的力。啊，你梳头发，5个男人在梳头发，三下五除二不梳光了是吧？；你说抹点化妆品吧，用5个男人的力抹，受不了是吧！所以，再回头看黑板，能够谈到合力与分力这个概念【板书着重号】，一定要强调它们的作用效果得相同【板书下划线】。
马儿，是我们人类的好伙伴，可以帮我们拉车、运货，为我们的生活提供了极大便利；但是，在寒冷的北极，因为气候极端恶劣，冰层又很薄，高头大马无法生存。那里的人——爱斯基摩人怎么运输货物呢？对，它们喂养了很多可爱的雪橇犬。同学们看看这两幅图中马儿和雪橇犬们都给货车以拉力的作用效果，那这两者之间的拉力就是什么关系啊——合力与分力的关系。
二、平行四边形法则
好，人说：“没有规矩，不成方圆”。做任何事情都遵循一定的方法。那接下来，我们就看看在做力的合成时应该满足怎样的法则？我们就从最简单的“二力合成”说起。
有的同学说：老师，力的合成我们在初中就已经学过了。好，我们在初中学的是不是这样啊：在同一直线上，如果两力方向相同，那么合力就等于两力相加。就像一个人在拉车，后面有人推了他一把，那车受到的合力就等于这两个人的力气之和，方向和原来一样；如果两力方向相反，合力就等于较大力减去较小力，方向和较大力相同。就像下面这幅图，两个车夫向相反的方向使劲，那么车就会朝着力大的一方移动。其实，初中讲过的这种在同一直线上进行力的合成的情况就是我们要讲的一个特例，你会发现在同一直线上进行力的合成非常简单：同向就相加，反向就相减。
但是今天我们不能这么简单了，我们要考虑在有夹角的情况下求合力，也就是在二维的平面中求合力。那怎样在有夹角的情况下求合力呢？我们将要用到的是，大家可以看课本的第62页，一个什么样的法则呢？对，就是平行四边形法则。
什么是平行四边形法则呢？我们先做一个小小的实验，大家看屏幕。我们用一个钟表形弹簧测力计拉橡皮筋到一定长度，表盘显示此时弹簧测力计的读数为5N ；然后我们再用两个互成90度角的弹簧测力计一块儿去拉橡皮筋，当把橡皮筋拉到同样长度时，这两个弹簧测力计的读数分别为3N 和4N. 现在我们以这两个力的作用线为邻边，做一个平行四边形，那么同学们会发现这个平行四边形的对角线其实就是谁呀，就是单独一个测力计拉时的读数。
【点ppt 结论】那么这三个力的关系是什么呢？就是合力与分力的关系。那么是不是每时每刻合力与分力都满足这样的关系呢？我们来看。。没有问题！
那么，刚才的实验中合力与分力之间的关系其实就是我们说的“平行四边形法则”：不在一条直线的两个力的合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
好，现在请同学们思考：在使用平行四边形法则时，若两分力大小一定。
（1） 两力的夹角等于多少度时，合力最大；
（2） 两力的夹角等于多少度时，合力最小；
（3） 合力随夹角增大而怎样变化？
（4） 合力的范围是多少？
那对于多个力的合成也是如此，只不过我们先把两个力合成，再用合成之后的力去和第 三个力进行合成。
这就是我们以“力”这个概念为核心引入的平行四边形法则，但是我们把这个法则推广一下，它不仅仅是适用于力，而且适用于任何的矢量运算，速度，加速度都可以。比方说在必修二我们要学到“运动的合成与分解”，那么现在只有把这个基本功打扎实了，到时才能用好。
三、共点力
最后我们来介绍共点力。
如果一个物体受两个或多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。
力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力。
四、播放视频
回答视频问题，告诉同学们力应该在什么范围之内。
力的合成
一、合力与分力
好，上课！同学们好，请坐。
今天，我们一起来学习第三章第四节《力的合成》。
在之前的学习中呢，我们知道了力是物体之间的相互作用。那力的作用效果有哪些呢？力可以使物体发生形变；力还可以改变物体的运动状态。
那现在桌子上放着一个杯子，同学们分析一下这个杯子的受力情况，我们说受力分析的顺序是什么呀？一重，二弹，三摩擦。这个杯子首先受到一个向下的重力，然后还受到一个垂直于桌面向上的支持力，或者叫弹力，二者等大反向，杯子处于静止状态；很好，现在呢我们用一根绳儿把这个杯子给吊起来，我们再来分析一下它的受力情况。杯子现在受到几个力的作用呀？3个。依然是受到竖直向下的重力，还有两个斜向上绳子的拉力。那这两个拉力的作用效果和支持力的一样不一样呀？为什么一样？杯子是不是都是保持静止的，没有改变其状态。那我们就把这种可以产生相同作用效果力的关系呢，把F N 称之为是F 1和F 2的合力；或者把F1和F2称为F N 的分力。
这就是今天要讲的第一点：【PPT 】合力与分力的概念：当一个力和几个力的作用效果相同时，这个力就做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力。求几个力合力的过程或方法叫做力的合成。大家看到这个概念的关键之处是什么呀？就是让力的作用效果一定要相同【板书】。咱们中国改革开放之后有一句非常有名的话，提示大家一下，是邓大人说的：“黑猫白猫，抓住老鼠就是好猫”。管它颜色怎么样呢，效果相同就可以了。其实合力、分力也是如此。那么这种方法呢，在我们物理学中就叫做“等效替代法”。【板书】
所以你就看到合力与分力有资格这样互相叫的有一个前提，什么前提？作用效果得相同。作用效果不相同，双方之间谈不上谁是谁的合力，谁是谁的分力。啊，前几年有个报道：说有个女士看见自己孩子腿压车轮底下了，上去一伸手就把车抬起来了。你想想人在紧急情况下潜力有多大，是吧！所以说旁边人赶快帮忙是吧，孩子送医院。旁边人看的目瞪口呆呀，时候有人验证，说是一女士就能把车抬起来是吧，找几个男士试试，结果一试发现5个身强力壮的男士才能干这事，得5个才能把它抬起来。好，那我问你个事，是不是这个女士什么时候施加的力都可以叫那5个男士的合力呢？不是。但是你说就抬车这个事可不可以叫那5 个男士的合力呀？可以。哎，这可以。那5个男士的力可以叫这个女士的分力，是吧。哎，但这并不意味着那个女士平时干什么都是那5个男人的力。啊，你梳头发，5个男人在梳头发，三下五除二不梳光了是吧？；你说抹点化妆品吧，用5个男人的力抹，受不了是吧！所以，再回头看黑板，能够谈到合力与分力这个概念【板书着重号】，一定要强调它们的作用效果得相同【板书下划线】。
马儿，是我们人类的好伙伴，可以帮我们拉车、运货，为我们的生活提供了极大便利；但是，在寒冷的北极，因为气候极端恶劣，冰层又很薄，高头大马无法生存。那里的人——爱斯基摩人怎么运输货物呢？对，它们喂养了很多可爱的雪橇犬。同学们看看这两幅图中马儿和雪橇犬们都给货车以拉力的作用效果，那这两者之间的拉力就是什么关系啊——合力与分力的关系。
二、平行四边形法则
好，人说：“没有规矩，不成方圆”。做任何事情都遵循一定的方法。那接下来，我们就看看在做力的合成时应该满足怎样的法则？我们就从最简单的“二力合成”说起。
有的同学说：老师，力的合成我们在初中就已经学过了。好，我们在初中学的是不是这样啊：在同一直线上，如果两力方向相同，那么合力就等于两力相加。就像一个人在拉车，后面有人推了他一把，那车受到的合力就等于这两个人的力气之和，方向和原来一样；如果两力方向相反，合力就等于较大力减去较小力，方向和较大力相同。就像下面这幅图，两个车夫向相反的方向使劲，那么车就会朝着力大的一方移动。其实，初中讲过的这种在同一直线上进行力的合成的情况就是我们要讲的一个特例，你会发现在同一直线上进行力的合成非常简单：同向就相加，反向就相减。
但是今天我们不能这么简单了，我们要考虑在有夹角的情况下求合力，也就是在二维的平面中求合力。那怎样在有夹角的情况下求合力呢？我们将要用到的是，大家可以看课本的第62页，一个什么样的法则呢？对，就是平行四边形法则。
什么是平行四边形法则呢？我们先做一个小小的实验，大家看屏幕。我们用一个钟表形弹簧测力计拉橡皮筋到一定长度，表盘显示此时弹簧测力计的读数为5N ；然后我们再用两个互成90度角的弹簧测力计一块儿去拉橡皮筋，当把橡皮筋拉到同样长度时，这两个弹簧测力计的读数分别为3N 和4N. 现在我们以这两个力的作用线为邻边，做一个平行四边形，那么同学们会发现这个平行四边形的对角线其实就是谁呀，就是单独一个测力计拉时的读数。
【点ppt 结论】那么这三个力的关系是什么呢？就是合力与分力的关系。那么是不是每时每刻合力与分力都满足这样的关系呢？我们来看。。没有问题！
那么，刚才的实验中合力与分力之间的关系其实就是我们说的“平行四边形法则”：不在一条直线的两个力的合成时，以表示这两个力的线段为邻边做平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。
好，现在请同学们思考：在使用平行四边形法则时，若两分力大小一定。
（1） 两力的夹角等于多少度时，合力最大；
（2） 两力的夹角等于多少度时，合力最小；
（3） 合力随夹角增大而怎样变化？
（4） 合力的范围是多少？
那对于多个力的合成也是如此，只不过我们先把两个力合成，再用合成之后的力去和第 三个力进行合成。
这就是我们以“力”这个概念为核心引入的平行四边形法则，但是我们把这个法则推广一下，它不仅仅是适用于力，而且适用于任何的矢量运算，速度，加速度都可以。比方说在必修二我们要学到“运动的合成与分解”，那么现在只有把这个基本功打扎实了，到时才能用好。
三、共点力
最后我们来介绍共点力。
如果一个物体受两个或多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。
力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力。
四、播放视频
回答视频问题，告诉同学们力应该在什么范围之内。