(教案)第4章 第1节 第1课时 共点力的合成-【提分教练】2022-2023学年新教材高中物理必修第一册(鲁科版2019)

第1节　科学探究：力的合成 第1课时　共点力的合成 学业要求＋核心素养 1．知道共点力、力的合成、合力和分力的概念。(物理观念) 2．理解力的平行四边形定则，知道它是矢量运算的普遍法则。(物理观念) 3．掌握求合力的方法，知道合力的大小与原来两个共点力之间夹角的关系，会计算共点力的合力。(科学思维) 一、共点力的合成 1．基础梳理 (1)共点力：几个力同时作用在物体上的同一点或它们的作用线相交于同一点。 (2)合力、分力：如果一个力的作用效果与几个力产生的作用效果相同，这个力称为那几个力的合力，那几个力则称为这个力的分力。 (3)力的合成：求几个共点力的合力叫作力的合成。 2．尝试探究 如图所示，一个成年人提起一桶水，使水桶保持静止，用力F；两个孩子共同提起同样的一桶水并使之保持静止，用力分别为F1和F2。 (1)一个成年人提起一桶水，使水桶保持静止，则成年人对水桶向上的拉力大小是多少？ 提示：由二力平衡可知，成年人对水桶的拉力和水桶的重力相等，为200 N。 (2)当两个孩子共同提起同样的一桶水并使之保持静止时，用力分别为F1和F2，此时两个小孩对水桶的拉力的合力大小是多少？ 提示：因为水桶是静止的，所以两个小孩对水桶的拉力的合力一定和水桶的重力等大反向，即两个小孩对水桶的拉力的合力为200 N。 (3)该成年人用的力与两个孩子的力作用效果是否相同？二者能否等效替代？F与F1、F2是什么关系？ 提示：作用效果相同，能等效替代。F与F1、F2是合力与分力的关系，F是F1和F2的合力，F1和F2是F的两个分力。 二、共点力合成的平行四边形定则 1．基础梳理 平行四边形定则：若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线段就表示这两个共点力的合力大小和方向，这就是共点力合成所遵循的平行四边形定则。 2．尝试探究 (1)两个力在一条直线上，如图甲、乙所示，应如何求解合力？分别是多少？ 提示：同一直线上的几个力的合力的求解直接加减。甲图合力大小为7 N，乙图合力大小为1 N。 (2)如图丙所示，互成角度的几个力合力的求解能不能直接加减呢？合力计算满足什么规律？ 提示：不能直接加减，合力计算满足平行四边形定则。 (3)可以用哪种方法具体求出图丙中合力的大小？ 提示：作图法或计算法。 (4)如果两个以上的力作用在同一个物体上，应如何求解合力呢？ 提示：先将任意两力合成，再将合力与其他力合成，直到求出所有力的合力。 1．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。 (　　) ×　提示：几个力同时作用在物体的同一点，或者作用线相交于同一点，这几个力才是共点力。 (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)合力与分力是同时作用在物体上的力。 (　　) ×　提示：合力与分力是等效替代关系，不能同时作用在物体上。 (4)多个共点力求合力时平行四边形定则也适用。 (　√　) 2．如图所示，下列情况下日光灯所受的拉力T1、T2及重力G一定不是共点力的是(　　) A．甲情况下　　　 B．乙情况下 C．丙情况下 D．甲、乙、丙三种情况下 B　解析：若力的作用线或其延长线相交于一点，则称这几个力为共点力，所以只有乙情况下T1、T2及G不是共点力。 3．(多选)关于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共同作用产生的效果相同 B．两力F1、F2一定是同种性质的力 C．两力F1、F2一定是同一个物体受到的力 D．两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力 AC　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，选项C正确；合力是对原来几个分力的等效替代，各分力可以是不同性质的力，合力与分力不能同时存在，选项A正确，选项B、D错误。 4．关于分力和合力，以下说法不正确的是(　　) A．合力的大小小于任何一个分力是可能的 B．如果一个力的作用效果跟其他几个力共同作用的效果相同，则这个力就是其他几个力的合力 C．合力的大小一定大于任何一个分力 D．合力可能是几个力的代数和 C　解析：如果一个力的作用效果跟其他几个力共同作用时的效果相同，这个力就是其他几个力的合力。设两分力分别为F1、F2，合力F的取值范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，因此合力的大小不一定大于任何一个分力，小于任何一个分力是可能的。当两分力在一条直线上时，在规定正方向后合力是几个力的代数和，由此知选项C不正确，故选C。 5．如图所示，物体受到大小相等的两个拉力作用，每个拉力都是20 N，夹角是60°，求这两个力的合力。(用两种方法求) 解析：方法一：取图甲中的适当线段的长度表示 5 N