衔接点17 力的合成与分解-2023年初升高物理无忧衔接（通用版）

衔接点17 力的合成与分解 课程标准 初中 知道分力、合力的概念，掌握同一条直线上的两个力的合成，和一条直线上力的分解 高中 1.知道什么是力的分解，知道力的合成与力的分解的关系. 2.进一步理解力的合成和分解遵循的规律——平行四边形定则，能应用平行四边形定则求合力或分力. 3.知道平行四边形定则是矢量合成的普遍法则． 初中物理知识储备 1．通过实验认识力的作用效果：认识力可以改变物体运动的方向和快慢，认识力可以改变物体的形状。 2．能用示意图描述力。会测量力的大小。会求同一条直线上两个力的合力，会将一个力分解为同一条直线上的两个力。 高中物理新知识、新模型 知识点一、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．合力和分力 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共同作用的效果相同． 4、力的合成 力的合成：求几个力的合力的过程． 知识点二、实验：探究两个互成角度的力的合成规律 1．实验原理 (1)合力F的确定：两个力F1、F2共同作用，能把橡皮条末端小圆环拉到某点，一个力F也可以把橡皮条末端的小圆环拉到同一点，则F与F1和F2共同作用的效果相同，则F等于F1和F2的合力． (2)选择适当的标度，在白纸上作出F1、F2和F的图示，观察三者间的关系，做出猜想． (3)进行检验，得出结论． 2．实验器材 方木板、白纸、弹簧测力计(两个)、橡皮条、细绳、轻质小圆环、三角板、刻度尺、图钉(若干)、铅笔． 3．实验步骤 (1)在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲所示，用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A点，在橡皮条的另一端挂上轻质小圆环． (2)用两个弹簧测力计分别钩住小圆环，互成角度地拉橡皮条，将小圆环拉到某位置O，用铅笔描下小圆环O的位置和细绳的方向，并记录两弹簧测力计的读数． (3)用一个弹簧测力计拉橡皮条，将小圆环拉到同一位置O，记下弹簧测力计的读数和细绳的方向． (4)如图乙所示，利用刻度尺和三角板，按适当的标度作出用两个弹簧测力计拉时的拉力F1和F2的图示以及用一个弹簧测力计拉时的拉力F′的图示，观察三者间的关系．做出猜想：F是以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线．以F1、F2为邻边画出平行四边形，并画出对角线F. (5)进行验证：比较F与F′的大小和方向，若它们在实验误差允许范围内相同，则两个互成角度的力的合成遵循平行四边形定则． (6)得出结论：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．这就是平行四边形定则． 4．注意事项 (1)弹簧测力计使用前要检查指针是否指在零刻度线上，否则应校零． (2)被测力的方向应与弹簧测力计轴线方向一致，拉动小圆环时弹簧不可与外壳相碰或摩擦． (3)在同一次实验中，小圆环的位置O一定要相同． (4)在具体实验时，两分力F1和F2间夹角不宜过大，也不宜过小，以60°～120°之间为宜． (5)读数时应正视、平视刻度． (6)使用弹簧测力计测力时，读数应适当大些，但不能超出它的测量范围． 初、高中物理衔接点 力的合成和分解 1．力的合成和分解遵循的规律：平行四边形定则． 2．互成角度的二力合成 (1)当两个分力大小不变时，合力F随两分力夹角θ的增大而减小，合力的大小取值范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2. (2)合力大小可能大于某一分力，可能小于某一分力，也可能等于某一分力． 3．合力的求解方法 (1)作图法 ①基本思路： ②如图所示：用作图法求F1、F2的合力F. (2)计算法 两分力不共线时，可以根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图，然后由几何知识求解对角线，即为合力．以下为求合力的三种特殊情况： 类型 作图 合力的计算 两分力相互垂直 大小：F＝ 方向：tan θ＝ 两分力等大，夹角为θ 大小：F＝2F1cos 方向：F与F1夹角为 (当θ＝120°时，F＝F1＝F2) 合力与其中一个分力垂直 大小：F＝ 方向：sin θ＝ 1. 如图，一个成年人或两个孩子均能提起同一桶水，那么该成年人用的力与两个孩子用的力的作用效果是否相同？二者能否等效替代？ 例题1. 如图所示，在“探究两个互成角度的力的合成 规律”的实验中，有下列实验步骤： a．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上的A点． b．只用一个弹簧测力计，通过弹簧测力计把小圆环拉到同样的位置O，记下弹簧测力计的示数F′和细绳的方向，按同样比例作出力F