师：同学们，下面我们来学习粤教版必修一第三章第四节力的合成。先看生活中的一个例子，一个成年人可以用一个力f提起一桶水，也可以换成两个小孩用力F1、F2提起同一桶水。我们可以说，一个成年人用的力和两个小孩用的力产生的效果相同，能够相互替代。在物理学中，如果一个力产生的效果与另外几个力共同产生的效果相同，那么这个力与另外几个力等效，可以相互替代。这个力称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力。比如在刚才的生活现象中，我们把f称为F1、F2的合力，把F1、F2称为f的分力。
下面我们再看一个小实验。用两个弹簧测力计互成角度，拉一条橡皮筋至某一长度，然后换成用一个弹簧测力计拉橡皮筋至相同的长度。因为一个拉力产生的效果与两个力共同作用产生的效果相同，可以相互替代，我们就把f称为F1、F2的合力，把F1、F2称为f的分力。以上例子可以得出，因为力的作用效果相同，因此可以相互替代，这种方法叫做等效替代。等效替代是重要的科学思维方法，常用于解决物理学中研究遇到的复杂问题，在实际应用中可以使复杂问题变成简单问题。合力与分力因为效果相同，可以等效替代。当一个物体受到几个力的作用，求几个力的合力过程叫做力的合成。下面我们来研究力的合成方法。
我们先看最简单的情况，同一条直线上两个力的合成。下面先看第一种情况，小车受到向右的拉力，F1等于5牛，同时受到向右的推力，F2等于3牛。可用一个合力替代两个力的作用效果，因为两个力方向相同，合力f等于两个力相加，即8牛，合力方向与F1、F2的方向相同。下面我们看第二种情况，小车受到两个拉力的作用，分别是向右的F1等于5牛和向左的F2等于3牛。同样可用一个合力替代两个力的作用效果，因为两个力方向相反，此时合力f大小等于两个力相减，即2牛，方向与较大的分力的方向相同。接下来请同学们思考，当物体受到互成角度的两个力作用时，它们的合力等于多少，还能通过两个分力直接代数相加减的方法求解吗？下面我们通过实验探究来寻找答案。老师提供下面的一些实验器材，分别是木板、白纸、弹簧测力计、三角尺、橡皮筋、细绳和图钉。如何利用这些器材开展实验探究呢？首先同学们应思考几个问题：怎样保证分力与合力产生的效果相同？如何测量分力与合力的大小？如何确定其方向？根据你的实验设计，采取怎样的实验步骤？相信大家都有很多的想法，下面我们一起来进行实验探究。
我们将白纸铺在木板上，用图钉将橡皮筋的一端固定，另一端与两根细绳相连。首先用两个弹簧测力计互成角度，同时拉橡皮筋，记录橡皮筋与细绳的结点位置O，记录两个弹簧测力计的读数，并在两条细绳的下方记录细绳的拉力方向。然后换成用一个弹簧测力计拉橡皮筋，使结点拉至与位置O重合，同样记录弹簧测力计的读数，并在细绳下方标记一个点，用以记录拉力的方向。我们将结点O与细绳下方标记的点相连，做出直线，确定各个拉力的方向。
然后我们确定一个标度，用一厘米长的线段表示0.2牛的力，分别对合力与分力作出力的图示，它们之间有什么关系呢？有同学猜想，如果把箭头位置连接起来，看似是一个平行四边形的两条邻边与对角线的关系。下面我们一起来验证。以两个力F1、F2为邻边作出平行四边形，连接对角线，得出F1’。对比F1’和f，大小接近相等，方向接近相同。看来我们的猜想得到了验证。
为保证实验操作的规范性和尽可能减小实验误差，下面对本实验提几点注意事项：第一，在满足合力不超过弹簧测力计量程，且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；第二，弹簧测力计要求与被拉的细绳套在同一直线上，且与木板表面平行拉动时，弹簧与外壳要避免摩擦；第三，画力图示时应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不能画出纸外，要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力；第四，由作图法得到的f和实际测量得到的F1’不可能完全一致，但在误差允许范围内，可以认为f和F1’是一致的。
由此我们得出，如果以表示两个分力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向，这就是平行四边形定则。它不单适用于力的合成，对物理学中其他矢量的求和运算同样适用，属于矢量运算法则。下面我们运用平行四边形定则来解决实际问题，请看例题。
某人水平抛出一个重力为G等于0.4牛的小球，小球在空中受到方向水平向左的风力f等于0.3牛的作用，求小球所受的合力。方法一，可采用作图法，用一厘米长的线段表示0.1牛的力，分别画出风力和重力的图示。以这两个力作为邻边，构成平行四边形，连接对角线。根据标度可以测出合力大小为0.5牛，用量角器量出合力与分力F1的夹角θ为53度。
本题也可以运用方法二计算法。对小球进行受力分析，小球受到重力和风力作用，构建出平行四边形。因为两个夹角为直角，根据勾股定理计算得出合力f为0.5牛，通过三角函数计算得出合力f与F1的夹角θ为53度。以上我们都是分析两个力的合成，如果一个物体受到三个力的作用，如何求合力呢？我们可以先将其中两个力F1、F2根据平行四边形定则进行合成，然后再将F12与第三个力F3进行合成，最终得到三个力的合力。以此类推，求多个力的合力也是按照这样的方法来求解。