3.4力的合成和分解（第2课时）（考点解读）-2023-2024学年高中物理同步考点解读与专题训练（2019人教版必修第一册）

3.4力的合成和分解（第2课时）（考点解读）（原卷版） 考点5 力的运算法则 1、平行四边形定则 （1）定义：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，这个法则叫做平行四边形定则。 （2）方法 ①作图法：根据相同的标度，以共点的两个力为邻边作平行四边形，这两力所夹的对角线表示合力的大小和方向，如图所示； 注意：作图时合力与分力的比例应相同，虚、实线应分清，作图法简便、直观、实用，但不够精确。 ②解析法：，； 当θ=0°时，同向的两力的合力大小F=F1+F2； θ=90°时，互相垂直的两力的合力大小； θ=180°时，反向的两力的合力大小F=|F1-F2|; 由此可知两共点力的合力F的范围为：|F1-F2|≤F≤F1+F2，合力随夹角θ的增大而减小； 合力可以大于、等于或小于分力，甚至为零； 若F1=F2且θ=120°时，有合力F=F1=F2； 2、如何运用平行四边形定则求合力？ （1）二力成一定角度时 灵活运用相关数学知识，如：构造Rt三角形、正弦定理、余弦定理等． （2）特殊情况： ①二力垂直时：运用勾股定理、三角函数等； ②二力共线时：转化成代数运算．同一直线上两个力的合成，两力同向相加，反向相减。 3、合力的大小跟二力夹角的变化 如图所示 （1）合力的大小随二力夹角增大而减小； （2）范围为：|F1-F2|≤F≤F1+F2； （3）注意：合力不一定比分力大。 4、力的合成的平行四边形定则的适用条件 （1）条件：只适用于共点力 （2）共点力： 作用在同一个物体上的力，若作用在同一点，或作用线交于一点，或延长线交于一点，则称为共点力。 共点力可以沿作用线滑移，使作用点重合。 （3）非共点力 对于受到非共点力的物体，若研究平动，可以将力平移，使成为共点力。 5、多个力的合成 逐次合成法：先求出两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，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． 6、三角形定则 将一个力平移，使之与另一个力首尾相接，以这两个力为邻边作三角形，连接这两个力的起点与终点的第三边就代表合力的大小和方向． 考点6 矢量和标量 1、矢量与标量 物理量可分为两类：既有大小又有方向的量叫矢量，如力、位移、速度、加速度、动量、电场强度、磁感应强度等；只有大小没有方向的量叫标量，如质量、时间、路程、功、能、电势等。 2、矢量和标量的根本区别 在于它们遵从不同的运算法则：标量用代数法；矢量用平行四边形定则或三角形定则。 矢量的合成与分解都遵从平行四边形定则（可简化成三角形定则）；平行四边形定则实质上是一种等效替换的方法；一个矢量（合矢量）的作用效果和另外几个矢量（分矢量）共同作用的效果相同，就可以用这一个矢量代替那几个矢量，也可以用那几个矢量代替这一个矢量，而不改变原来的作用效果。 3、同一直线上矢量的合成可转为代数法，即规定某一方向为正方向，与正方向相同的物理量用正号代入；相反的用负号代入，然后求代数和，最后结果的正、负体现了方向，但有些物理量虽也有正负之分，运算法则也一样．但不能认为是矢量，最后结果的正负也不表示方向如：功、重力势能、电势能、电势等。 考点7 验证力的平行四边形定则 【实验目的】 1．验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则。 2．培养学生应用作图法处理实验数据和得出结论的能力。 【实验原理】 （1）等效法：一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点，所以一个力F′就是这两个力F1和F2的合力，作出力F′的图示，如图所示； （2）平行四边形法：根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示。 （3）验证：比较F和F′的大小和方向是否相同，若在误差允许的范围内相同，则验证了力的平行四边形定则。 【实验器材】 方木板一块、白纸、弹簧测力计（两只）、橡皮条、细绳套（两个）、三角板、刻度尺、图钉（几个）、细芯铅笔。 【实验步骤】 1、在水平桌面上平放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸固定在方木板上。 2、用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系上细绳套。 3、用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，如图所示。 4、用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向，读出并记录两个弹簧测力计的示数。 5、用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿两条细绳的方向画直线，按一定的标度作出两个力F1和F2的图示，并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形，过O点的平行四边形的对角线即为合力F。 6、只用一个弹簧测力计，通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O，读出并记录弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度用刻度尺从O