第3章 4 力的合成和分解-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(人教版)

4.力的合成和分解 学习目标 核心素养 1.知道合力、分力以及力的合成、力的分解的概念。 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。(重点) 3．知道共点力的概念，力的分解原则，会用作图法、计算法求合力。(难点) 4．知道力的三角形定则，会区别矢量和标量。(重点、难点) 5．会用正交分解法求分力。 6．会通过实验探究力的平行四边形定则。 1.物理概念：理解合力和分力的概念，初步体会等效替代的思想；理解力的分解是力的合成的逆运算，会用正交分解法。 2．科学思维：利用等效替代思想理解合力与分力的关系。 3．科学探究：探究求合力方法——平行四边形定则。 4．科学态度与责任：通过练习掌握作图法结合数学知识求合力的技巧。 阅读本节教材，回答第68页“问题”并梳理必要知识点。教材第68页问题提示：静止物体受5个力作用时，不能直接判断它向哪个方向运动，但我们把F1、F2的效果用一个力F1′代替，然后把F1′与F3的效果用F2′代替，同理：F2′与F4的作用效果用F3′表示，F3′与F5的作用效果用F4′表示，此时F4′可以代表这5个力的作用效果，物体将沿F4′方向运动。 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，这几个力叫作那个力的分力。 3．合力与分力的关系 合力与分力之间是一种等效替代的关系，合力作用的效果与分力作用的效果相同。 二、力的合成和分解 1．力的合成：求几个力的合力的过程。 2．力的分解：求一个力的分力的过程。 3．平行四边形定则：在两个力合成时，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就代表合力的大小和方向，如图所示，F表示F1与F2的合力。 注意：(1)力的合成是唯一的。(2)只有同一物体所受的力才可以合成。(3)不同性质的力也可以合成。(4)受力分析中分力和合力不能同时出现，切勿重复分析。 4．如果没有限制，同一个力F可以分解为无数对大小、方向不同的分力。 5．两个以上共点力的合力的求法：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，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。 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。 注意：矢量和标量的根本区别在于它们的运算法则不同，而不是有无方向。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)合力与分力同时作用在一个物体上。 (×) (2)由力的平行四边形定则可知，合力可能小于分力。 (√) (3)把已知力F分解为两个分力F1与F2，此时物体受到F、F1、F2三个力的作用。 (×) (4)既有大小，又有方向的物理量一定是矢量。 (×) 2．(多选)关于几个力与其合力，下列说法正确的是(　　) A．合力的作用效果跟原来那几个力共同作用产生的效果相同 B．合力与原来那几个力同时作用在物体上 C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用 D．求几个共点力的合力遵循力的平行四边形定则 ACD　[合力与分力是“等效替代”的关系，即合力的作用效果与几个分力共同作用时的效果相同，合力的作用效果可以替代这几个分力的作用效果，不能认为合力与分力同时作用在物体上，所以A、C正确，B错误；求合力应遵循力的平行四边形定则，所以D正确。] 3．(多选)将力F分解为F1、F2两个分力，则下列说法正确的是(　　) A．F1、F2和F同时作用在物体上 B．由F求F1或F2叫作力的分解 C．由F1、F2求F叫作力的合成 D．力的合成与分解都遵循平行四边形定则 BCD　[分力和合力是等效替代关系，不能同时作用在物体上，A错误；由力的合成和分解的概念可知B、C正确；力的合成和分解都是矢量运算，都遵循平行四边形定则，D正确。] 合力与分力的关系 如图所示，一个成年人或两个孩子均能提起相同质量的一桶水，那么该成年人用的力与两个孩子用的力作用效果是否相同？二者能否等效替换？ 提示：效果相同，能等效替换。 1．合力与分力的性质 2．合力与分力的大小关系 (1)大小范围：|F2－F1|≤F≤F1＋F2。 (2)合力的大小与两分力夹角的关系： 两分力大小一定时，随着两分力夹角的增大，合力减小。 (3)合力与分力的大小关系： ①合力可能比分力都大。 ②合力可能比分力都小。 ③合力可能等于分力。 【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