第三章 第4节 第1课时 合力与分力-2020-2021新教材高一物理必修第一册【创新设计】同步学考笔记（人教版）

第4节　力的合成和分解 第1课时　合力与分力 学习目标要求 核心素养和关键能力 1.通过实际生活实例，体会等效替代物理思想。 2.通过实验探究，得出力的合成与分解遵从的规律——平行四边形定则。 3.会用作图法和直角三角形的知识解决共点力的合成与分解问题。 4.运用力的合成与分解知识分析日常生活中的相关问题，培养将物理知识应用于生活和生产实践的意识。 1.科学思维：等效替代 2.科学探究 能完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，观察实验现象，发现并提出物理问题；能通过图形分析，寻找规律。 3.关键能力 几何法解决力的合成与分解问题 一、合力和分力 1.共点力：几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。 2.合力与分力：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力。假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力。 [判一判] (1)合力与分力具有等效替代关系。(√) (2)一个物体同时受到合力与分力作用。(×) 二、力的合成和分解 1.力的合成 (1)定义：求几个力的合力的过程。 (2)合成规律：两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线表示合力的大小和方向，这个规律叫作平行四边形定则。 (3)多个力的合成：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到将所有的力都合成进去。 2.力的分解 (1)定义：求一个力的分力的过程。 (2)分解规律：力的分解是力的合成的逆运算，同样遵从平行四边形定则。 [判一判] (1)合力大小一定大于分力的大小。(×) (2)合力大小等于各个分力的代数和。(×) 三、矢量和标量 1.矢量：既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量。 2.标量：只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量。 [判一判] (1)由于矢量的方向用正负表示，故具有正负值的物理量一定是矢量。(×) (2)矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同。(√) 探究 　合力和分力、力的合成和力的分解的理解 1.合力和分力的三个性质 同体性 合力和分力作用在同一个物体上 等效性 合力和分力的作用效果相同 同时性 合力和分力同时发生变化 注意：合力和分力是等效替代关系，并不是同时作用在物体上，受力分析时切勿同时分析合力和分力。 2.对力的合成和力的分解的理解 (1)力的合成的实质是用一个力去替代作用在同一物体上的几个已知的力，而不改变其作用效果；力的分解则是由几个力的作用效果代替已知的合力。 (2)力的合力和力的分解，其目的都是方便解决实际问题 注意：1.在力的合成中，分力是实际作用在物体上的力，而合力则是一种效果上的替代，实际上不存在；在力的分解中，合力是实际作用在物体上的力，而分力只是一种效果上的替代，实际并不存在。 2.力的合成结果是唯一的，力的分解结果可能不唯一。 3.合力与分力的大小关系 (1)两分力大小一定时，分力夹角越大，合力越小。 (2)两个力的合力的大小范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。 [例1] (多选)关于F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是(　　) A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同 B.两力F1、F2一定是同种性质的力 C.两力F1、F2一定是同一个物体受到的力 D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力 解析　只有同一个物体受到的力才能合成，分别作用在不同物体上的力不能合成。合力是对原来几个分力的等效 替代，两力可以是不同性质的力，分析物体的受力时，合力与分力不能同时存在。所以选项A、C正确。 答案　AC [例2] 关于力的合成与力的分解，下列说法错误的是(　　) A.力的分解是力的合成的逆运算 B.把一个力分解为两个分力，这两个分力共同作用的效果应当与该力作用的效果相同 C.力的合成和力的分解都遵循平行四边形定则 D.分力一定小于合力 解析　力的分解和力的合成都遵循平行四边形定则，互为逆过程，A、C正确；把一个力分解为两个分力，由合力和分力的定义可知，这两个分力共同作用的效果与该力作用的效果相同，B正确；由合力的取值范围|F1－F2|≤F≤F1＋F2可知分力不一定小于合力，D错误。 答案　D [针对训练1] 如图所示吊床用绳子拴在两棵树上等高位置。某人先坐在吊床上，后躺在吊床上，均处于静止状态。设吊床两端系绳中的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2，则(　　) A.坐着比躺着时F1大 B.躺着比坐着时F1大[来源:学科网] C.坐着比躺着时F2大 D.躺着比坐着时F2大 解析　设绳与竖直方向间的夹角为θ，对吊床受力分析并根据平衡条件可得F1＝eq \f(G,2cos θ)，因为坐着比躺着