第4章 第1节 科学探究：力的合成-2021-2022学年新教材高中物理必修第一册【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第1节　科学探究：力的合成 学习目标：1.[物理观念]知道共点力、合力、分力的概念．理解平行四边形定则，知道它是矢量运算的普遍法则．　2.[科学思维]理解合力随分力间夹角的变化情况，知道合力的取值范围，会用作图法和计算法求合力．　3.[科学探究]掌握力的等效替代方法，能用图形分析，寻找规律，形成初步结论，能与猜想进行对比，知道交流的重要性．　4.[科学态度与责任]通过对力的合成规律的探究，能体会物理学研究中科学假设的重要性，做到实事求是，体会物理学技术应用在生产生活中的作用及意义． 阅读本节教材，回答第94页“物理聊吧”的问题，并梳理必要知识点． 教材P94“物理聊吧”问题提示： (1)夹角越小合力越大，夹角越大合力越小，合力方向不断改变． (2)不是，夹角为0时最大，夹角为180°时最小． (3)夹角为0°时，合力大小为它们大小之和，方向与任何一个分力的方向相同．夹角为180°时，合力大小为它们大小之差，方向与较大分力方向相同． 一、共点力的合成 1．共点力：如果几个力同时作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，我们就把这几个力称为共点力． 2．合力：几个共点力共同作用所产生的效果可以用一个力来代替，这个力称为那几个力的合力． 3．力的合成：求几个力的合力的过程称为力的合成． 注意：合力与分力的效果必须相同． 二、共点力合成的平行四边形定则 1．平行四边形定则： 两个共点力合成时，以表示互成角度的两共点力的有向线段为邻边作平行四边形，则两邻边间的对角线所对应的这条有向线段就表示这两个共点力的合力的大小和方向，如图所示． 2．多个力的合成方法：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，直到把所有外力都合成为止，最后得到的结果就是这些力的合力． 说明：两分力为邻边，它们之间对角线代表合力大小和方向． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)作用在同一物体上的几个力一定是共点力． (×) (2)两个共点力共同作用的效果与其合力作用的效果相同． (√) (3)两个力的合力一定大于其中任意一个分力． (×) (4)多个共点力求合力时，平行四边形定则也适用． (√) 2．下列说法正确的是(　　) A．两个共点力共同作用的效果与其合力单独作用的效果相同 B．合力作用的效果与物体受到的每一个力的作用效果都相同 C．把物体受到的几个力的合力求出后，则物体只受一个力 D．性质不同的力可以合成，作用在不同物体上的力也可以合成 A　[几个力共同作用的效果与某一个力单独作用的效果相同，这一个力称为那几个力的合力，所以A正确，B错误；合力和它的分力是力的作用效果上的一种等效替代关系，而不是力的本质上的替代，故C错误；进行合成的几个力，性质可以相同，也可以不同，但必须是作用在一个物体上的共点力，故D错误．] 3．两个共点力的大小均为10 N，如果要使这两个力的合力大小也是10 N，则这两个共点力间的夹角应为(　　) A．30° B．60° C．90° D．120° D　[对于两个夹角为120°的等大的共点力而言，其合力大小与分力相等，并且合力与两分力的夹角均为60°.反之，当两个分力大小与合力大小相等时，可推知两分力之间的夹角为120°，故选D.] 合力与分力的关系 在日常生活中经常需要上牌匾．某次两个人共同将一个“百货商店”的牌匾挂在门头上方．某段时间牌匾保持静止． 探究：(1)牌匾受几个力，它们是不是共点力？ (2)每个人的拉力都比重力大吗？ 提示：(1)受三个力，是共点力． (2)FA与FB的合力大小与G相等，方向相反．因为这两个力的夹角θ不确定，因此FA与FB大小也不确定，因此这三个力的大小关系不确定． 1.合力与分力的三性 2．合力与分力的大小关系 两个力的合成 最大值 两分力同向时，合力最大，Fmax＝F1＋F2 最小值 两分力反向时，合力最小，Fmin＝|F1－F2|，其方向与较大的一个分力方向相同 合力范围 |F1－F2|≤F≤F1＋F2 说明 ①夹角θ越大，合力就越小； ②合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力 【例1】　(多选)大小不变的两个共点力F1与F2，其合力为F，则(　　) A．合力F一定大于任一分力 B．合力大小既可等于F1，也可等于F2 C．合力有可能大于任何一个分力 D．合力F的大小随F1、F2之间夹角的增大而减小 思路点拨：准确把握合力的范围|F1－F2|≤F合≤F1＋F2. BCD　[本题中虽然两个分力大小一定，但其夹角未知，我们可以取一些特殊值来分析．当θ＝0°时，合力最大Fmax＝F1＋F2，当F1、F2夹角为180°时，合力最小Fmin＝|F1－F2|，因此合力F大小变化范围为|F1－F2|≤F合≤F1＋F2，若取F1＝2 N，F2＝3