3.4 第2课时 力的平行四边形定则（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中物理必修第一册（教科版）

第2课时　力的平行四边形定则 新课程标准 学业质量目标 1．知道合力与分力的概念及力的合成的概念。 2．理解平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则，会用平行四边形定则求合力，知道分力与合力间的大小关系。 3．会用作图法、计算法求合力。 合格 性考试 平行四边形定则(物理观念) 等效替代(科学思维) 等级性考试 能够利用力的合成的方法分析生活中的实际问题(科学态度与责任) 一、平行四边形定则 1．平行四边形定则 用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，合力F的大小和方向可用这两个邻边之间的对角线表示，这叫作力的平行四边形定则。 2．三角形定则 把两个力首尾相接，然后再从第一个力的始端向第二个力的末端画一条有向线段，这个有向线段表示这两个力的合力。这种求合力的方法叫作力的三角形定则。 二、合力的计算 1．对于两个互成直角的共点力，可以用作图法和计算法求它们的合力。 2．求两个以上的力的合力 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，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。 知识点一　合力和分力的关系 [情景探究]　思考下列几种情况下小车受到的合力。(假设F1>F2) (1)两个人向相反方向拉车 (2)一人推车，一人拉车 (3)两个人互成角度地拉车 提示：(1)F1－F2。(2)F1＋F2。(3)F1－F2<F<F1＋F2。 1．合力与分力的三性 2．合力与分力间的大小关系 当两分力F1、F2大小一定，夹角θ从0°增大到180°时，合力大小随夹角θ的增大而减小。 (1)合力最大值：夹角θ＝0°(两力同向)时合力最大，F＝F1＋F2，方向与两力同向。 (2)合力最小值：夹角θ＝180°(两力反向)时合力最小，F＝|F1－F2|，方向与两力中较大的力同向。 (3)合力范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。 [典例1]　(多选)下列关于合力与分力的说法正确的是(　　) A．合力与分力同时作用在物体上 B．分力同时作用于物体时产生的效果与合力单独作用时产生的效果是相同的 C．合力可能大于分力，也可能小于分力 D．当两分力大小不变时，增大两分力间的夹角，则合力一定减小 [思维导引]　解答本题时需要把握以下两点： (1)合力与分力作用效果相同，但不同时作用在物体上； (2)合力与分力遵循平行四边形定则。 [解析]　合力与分力的作用效果相同，它们并不同时作用在物体上，选项A错误，B正确；当两分力大小不变时，由平行四边形定则可知，分力间的夹角越大，合力越小，合力可能大于分力(如两分力间的夹角为锐角时)，也可能小于分力(如两等大分力间的夹角大于120°时)，选项C、D正确。 [答案]　BCD [名师点评] 关于合力、分力的两个注意事项 (1)在力的合成中分力是实际存在的，每一个分力都有对应的施力物体，而合力没有与之对应的施力物体。 (2)合力为各分力的矢量和，合力不一定比分力大。它可能比分力大，可能比分力小，还可能和分力大小相等。 针对训练 1．关于两个大小不变的力F1、F2及它们的合力F，下列说法正确的是(　　) A．合力F一定与F1、F2其中之一作用产生的效果相同 B．两力F1、F2一定是同一个物体受到的力 C．两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力 D．F大小随F1、F2间夹角的增大而增大 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，B正确；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，但合力与分力不能同时存在，A、C错误；合力随两分力间夹角的增大而减小，D错误。 答案：B 知识点二　求合力的方法 [情景探究]　(1)如图甲所示，当两个力互相垂直时怎样用计算法求合力？ (2)如图乙所示，怎样求两个大小相等、夹角为θ的力的合力？ (3)如图丙所示，如何求多个力的合力？ 提示：(1)相互垂直的两个力的合成，如图甲所示，根据勾股定理F＝。，合力F与分力F1的夹角tan α＝ (2)夹角为θ的两个等大的力的合成，如图乙所示，作出的平行四边形为菱形，利用“菱形的对角线互相垂直且平分”这一基本性质，解直角三角形求得合力F合＝2Fcos 。，合力与每一个分力的夹角等于 (3)可以用作图法(平行四边形定则或三角形定则)或计算法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，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。 一、两个力的合成 1．作图法：根据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形，然后用测量工具测量出合力的大小、方向，具体操作流程如下： 2．计算法 (1)两分力共线时 ①若F1与F2方向相同，则合力大小F＝F1＋F2，方向与F1和F2的方向相同。 ②若F1与F2方向相反，则合力大小F＝|F1－F