第3章 4 力的合成（教师用书word）-2022-2023学年新教材高中物理必修第一册【精讲精练】教科版

4　力的合成 [学业要求与核心素养] 物理观念 1．知道合力、分力、力的合成与分解。 2．知道平行四边形定则。 科学探究 通过实验探究互成角度的力的合成所遵循的规律。 科学思维 会用图解法和计算法求合力。 一、几个力可以用一个力来替代 1．合力：一个力作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力叫作那几个力的__合力__。 2．分力：几个力共同作用的效果跟某个力作用的效果相同，这几个力叫作那个力的__分力__。 3．共点力：共点力是指作用于物体上的__同一点__，或者作用于同一物体上且力的作用线相交于__同一点__的几个力。 二、平行四边形定则 　 两个力合成时，以表示这两个力的线段为__邻边__作平行四边形，这两个邻边之间的__对角线__就代表合力的大小和方向。如图所示，__F__表示F1与F2的合力。 1．下列说法正确的是(　　) A．合力与原来那几个力同时作用在物体上 B．合力的作用可以替代原来那几个力的作用，它与那几个力是等效替代关系 C．一个力F和它的两个分力都是物体实际受到的力 D．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 答案　B 2．两个共点力互相垂直，F1＝16 N，F2＝12 N，则它们的合力F＝__________N，合力与F1间的夹角θ＝__________。 答案　20　37° 知识点一　合力与分力 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 　关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法正确的是 A．合力的大小随两力夹角增大而增大 B．合力的大小不能小于分力中最小者 C．合力的大小一定大于分力中最大者 D．两个分力夹角小于180°时，合力大小随着夹角的减小而增大 [解析]　在夹角小于180°范围内，合力的大小随两力夹角的增大而减小，随夹角的减小而增大，选项A错误，D正确；合力的大小可能比分力大，也可能比分力小，还有可能等于分力，选项B、C错误。 [答案]　D 1．(多选)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共同产生的效果与合力单独作用时产生的效果是相同的 C．合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力 D．合力与分力是一对平衡力 解析　合力的作用效果与它的分力共同的作用效果相同，它们并不是同时作用在物体上，A、D项错误，B项正确。两分力大小一定时，分力间的夹角越大，合力越小，在夹角未定的情况下，合力与分力的大小关系不能确定，C项正确。 答案　BC 知识点二　实验：探究两个互成角度的力的合成规律 一、实验原理 1．合力F′的确定：如果力F′的作用效果与F1和F2共同作用的效果相同，我们就称F′为F1和F2的合力。 2．合力理论值F的确定：根据平行四边形定则作出F1、F2的合力F的图示。 3．平行四边形定则的验证：比较F和F′的大小和方向是否相同。 二、实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两支)、橡皮条、细绳套、三角板、刻度尺、图钉(若干)。 三、实验步骤 1．钉白纸：用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上。 2．拴绳套：用图钉把橡皮条的一端固定在A点，橡皮条的另一端拴上两个细绳套。 3．两力拉：用两支弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长到某一位置O，如图所示。记录两弹簧测力计的读数，用铅笔描下O点的位置及此时两细绳套的方向。 4．一力拉：只用一支弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳套的方向。 5．改变两个力F1和F2的大小和夹角，再重复实验两次。 四、数据处理 1．用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳的方向画直线，按选定的标度作出这两只弹簧测力计的读数F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画平行四边形的对角线，此对角线即为合力F的图示。 2．用刻度尺从O点按同样的标度沿记录的F′的方向作出这只弹簧测力计的拉力F′的图示。 3．比较F′和平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同。 五、误差分析 1．弹簧测力计使用前没调零会造成误差。 2．两次测量拉力时，橡皮条的结点O没有拉到同一点会造成偶然误差。 3．两个分力的夹角太小或太大，F1、F2数值太小，应用平行四边形定则作图时，会造成偶然误差。 六、注意事项 1．结点O (1)定位O点时要力求准确； (2)同一次实验中橡皮条拉长后的O点必须保持不变。 2．拉力 (1)用弹簧测力