第3章 第4节 第1课时 力的合成和分解（教师用书Word）-【状元桥·优质课堂】2023-2024学年新教材高中物理必修第一册（人教版 2019）

第4节　力的合成和分解 第1课时　力的合成和分解 [学习目标] 1.知道什么是共点力(物理观念).2.知道合力和分力的概念，合力与分力是等效替代关系(物理观念).3.知道什么是力的合成和分解，知道力的合成与力的分解的关系(物理观念).4.知道平行四边形定则是矢量合成的普遍法则，能应用平行四边形定则求合力或分力(科学思维)． 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． 知识点二　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：求两个力的合成时，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代表合力的大小和方向． 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． 知识点三　 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． 1．判断下列说法的正误． (1)合力的作用可以替代几个分力的共同作用，它与分力是等效替代关系．(√) (2)力F的大小为100 N，它的一个分力F1的大小为60 N，则另一个分力可能小于40 N．(×) (3)由于矢量的方向可以用正、负表示，故具有正、负值的物理量一定是矢量．(×) (4)矢量与标量的区别之一是它们的运算方法不同．(√) 2．两个共点力互相垂直，F1＝F2＝10 N，则它们的合力F＝10N，合力与F1间的夹角θ＝45°. 考点一　合力与分力的关系 【情境导学】 如图所示，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一起用的力的作用效果是否相同？二者能否等效替代？ 答案　作用效果相同，两种情况下力的作用效果均是把同一桶水提起来．能够等效替代． 【知识拓展】 1．合力与分力的关系：等效替代关系． 2．同一直线上二力合成的规律 (1)二力同向时，合力F大小等于两分力F1、F2大小之和，即F＝F1＋F2，合力的方向与分力的方向相同． (2)二力反向时，合力F大小等于两分力F1、F2大小之差的绝对值，即F＝|F1－F2|，合力的方向与较大的分力方向相同．(F1≠F2) 【例题1】 (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 思维导引： 分清合力与分力、理解它们等效替代的关系． 答案　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，合力是原来几个分力的等效替代，分力可以是不同性质的力，分析物体的受力时，合力与分力不能同时存在，选项A、C正确． 【变式1】 下列关于合力与分力的说法中错误的是(　　) 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．合力可能大于分力，也可能小于分力 D．合力可能与某个分力大小相等 答案　A 解析　合力与分力的作用效果相同，它们并不是同时作用在物体上，选项A错误，B正确；合力可能大于分力，可能小于分力，也可能等于分力，选项C、D正确． 考点二　力的合成和分解 【知识拓展】 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＝ 【例题2】 如图所示，两个