师：好，上课。同学们好！
生：老师好！
师：请坐。近些年，很多家庭会选择自驾游作为旅行方式。但在野外，有时会遇到汽车陷入泥坑，无法依靠自身重力脱身的困境。如何在有限条件下实现自救呢？为此，有同学进行了一项大挑战，请看挑战视频。
在我身边的湿滑地面上，停放了一辆大货车，其总质量约为4吨左右。今天我们要来一场“大小站拉动大货车”。同学们，你们认为多少人可以拉动这辆大货车呢？让我们拭目以待。来，同学们给成都的同学鼓鼓掌好不好？一个女生为何可以轻松地拉动这个大货车呢？视频中的现象蕴藏着什么样的物理规律呢？怎样将其中的规律进行推广和应用？这就是我们这节课学习的主题——力的合成与分解。
两个男生也想展示一下他们的力量，他们从不同角度将一桶水提起来。请问这桶水受几个力呢？
生：三个力。
师：哪三个力？
生：重力、两个拉力。
师：一个物体如果受到几个力作用在同一个点，或者它们的延长线交于同一点，我们就把这几个力叫做共点力。
一个男生施加一个拉力，也把同一桶水提起保持静止。请问这个力f单独作用的效果与F?、F?共同作用效果相同吗？
生：相同。
师：那么F?和F?可否与f相互替代呢？
生：可以。
师：我们把一个力单独作用效果跟某几个力共同作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就叫做这个力的分力。
同学们，你们觉得分力和合力在逻辑上有什么关系呢？来，你来说一下。
生：合力由分力组成。
师：声音大一点。它们的关系是合力由分力组成，它们是相互依存的，是不是同时存在呢？同学们，是吗？我们刚才说了，它们不是同时存在，而是作用效果相同。那应该是什么关系？可否相互替代？可以。所以请坐好。它们是等效替代的关系，不是这个物体同时受到F?、F?和f，对不对？所以它们的关系是等效替代。
那么已知分力求合力的过程就叫做力的合成。求几个力合力的过程叫做力的合成。大家回忆一下我们初中学习过的同一条直线上两个力的合成。大家看到屏幕上F?、F?在一条直线上，请问同向时合力为多大？方向向哪里？
生：合力为F? + F?，方向与F?、F?同向。
师：那反向时合力是多少？方向向哪里？
生：10牛顿，向左。
师：在这里，合力是不是与较大的那一个力同向？那么如果两个力成一定的角度，它的合力的大小和方向又该如何求解呢？要回答这个问题，我们首先就要知道成一定角度的两个力的合成遵循什么样的规律，我们进行实验探究。
同学们看到我们桌面上放的这套器材是一套数字化的实验器材，有智能力盘、三个力轻角传感器。它可以测定拉挂钩上拉力的大小和方向读数，我们可以依次表示为F?、F?和f。挂钩和细线相连，有三根细线下面悬挂钩码。传感器所测的数据通过数据采集器与我们电脑相连。
在开展这个实验探究之前，我们需要对几个非常重要的问题进行思考和讨论。第一个问题，分力与合力是等效替代的关系，在实验当中如何体现这一关系呢？大家讨论一下。好，那我们请这个小组派个代表来说一下。来，你来说一下。
生：我们可以研究两个分力的大小之和是否等于合力，如果相等的话就是等效替代的关系。
师：给了这些器材，我们现在要去定量研究F?、F?和f的关系，我们可不可以先……
生：测出F?、F?下面悬挂钩码的多少，然后研究它们的关系，然后再研究……
师：研究力的大小和方向，对吧？嗯，好，其实这个实验当中应该有两个步骤，先让成一定角度的两根细线下面悬挂一定质量的钩码，再在另一根细线悬挂相同的钩码，而且要保持什么状态？
生：静止状态。
师：这两次的效果是不是就一样了？好，那么你们觉得需要记录哪些信息呢？来，你来说一下。
生：F?、F?、f的大小，还有F?、F?关于中心的引入的角度。
师：也就是方向，很好。由于F?、F?作用在同一个中间这个节点上，那其实是不是还要记录这个力的作用点？很好。我们要测量细线上拉力的大小和方向，用传感器来测量，大家觉得这个传感器在测量之前我们需要注意哪些细节呢？需要什么？来，你说一下。
生：调零。
师：对，这和我们弹簧测力计一样，需要先调零。还有其他同学有没有补充的？还需要注意到什么？来，你说一下。
生：在测量力的时候要保持钩码静止。
师：很好，要保持静止这个细节。还有没有？大家肯定有疑惑，我们这个传感器所测量的方向就一定代表细线的方向吗？大家要注意，还有要补充的吗？
生：细线处于绷直状态。
师：绷直状态很好。来，你来说一下。
生：如果要测F?、F?的方向的话，传感器应该固定在圆心处。
师：在圆心处。对，此时细线就沿着什么方向了？
生：沿着圆盘对应的半径方向。
师：嗯，好，这里要特别注意的是我们传感器固定在这个圆盘边缘上，可以调节任意位置，其轴线始终沿着圆盘半径方向，只有当细线方向也是沿着圆盘半径方向的时候，传感器所记录的方向才能代表细线的方向。两根细线相交，是不是就交于圆心处了？所以此时这个结点要在圆心处，我们可以微调这个节点的位置。
同学们总结了这些需要关注的点。如果记录下了这些信息，我们又该怎么样直观地描述出力的大小、方向和作用点呢？我们可以画F?、F?和f的力的图示，力的图示包含了力的三要素。画力的图示的时候，同学们标度的选择是不是首先要统一，而且要合理？这是我们需要注意到的点。那么如何获得多种数据呢？来，你说一下。
生：多次测量。
师：需要改变一些什么样的条件？
生：改变F?、F?的角度，改变力的大小，我们可以通过改变钩码的数量。
师：很好。大家清楚了这些问题之后，接下来同学们就要进行实验探究了。
好，我们小组四个同学做一下分工。一个同学负责电脑操作，打开这个软件进行电脑操作；一个同学负责悬挂钩码；另外一个同学负责数据分析；一个同学负责成果汇报。提醒同学们，我们测量2 - 3组数据，其中把第一组数据测量之后，就把这个数据图片保存，复制到我们的U盘上。现场有个打印机，请一个同学把这个数据图片打印出来，大家清楚没有？好，那我们就开始实验。
生：可以保存吧，然后再换一组钩码就可以了。对，保存到桌面，然后可以复制到U盘。不知道这样卡不卡，你们呢？接下来做什么操作？