第3章 4 力的合成-【精讲精练】2023-2024学年高中物理必修第一册教科版（教师用书）

4　力的合成

[学业要求与核心素养]

一、几个力可以用一个力来替代

阅读教材，并回答：

1．生活中有很多事例：两个力或者多个力共同作用的效果与某一个力单独作用产生的效果相同，如图所示。

2．根据下面每幅图中各个力的作用线的几何关系，可以把四种情况的受力分成两类，你认为哪些情况属于同一类？

答：甲、乙、丙属一类，丁属一类。

[概念·规律]

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、实验：探究两个互成角度的力的合成规律

阅读教材，并回答：

1．教材图3­4­5“探究两个互成角度的力的合成规律”实验

(1)实验目的是什么？

答：探究分力与合力的关系。

(2)实验中，怎样保证分力F1、F2产生的效果与合力F产生的效果相同？

答：每次使橡皮筋沿同一方向伸长相同的长度，即每次使汇力圆环与平板上的定位圆重合。

(3)如何测量合力F和分力F1、F2的大小？如何确定合力F和分力F1、F2的方向？

答：由测力计的示数读出力的大小，沿细绳在平板上记下两点，两点与圆心的连线即为力的方向。

(4)实验过程中需要记录哪些实验数据？

答：记录合力与分力的大小和方向、圆心的位置。(5)采用什么方法可以直观地描述出力的大小、方向和作用点？

答：力的图示法。

2．结合实验过程请思考：

(1)观察合力是否等于两个分力的大小之和？力的合成是不是简单的相加减？

答：否。不是。

(2)这两个力的合力可能与这两个力的什么因素有关？

答：跟两个分力的大小及两分力间的夹角有关。

(3)在数学上，要确定三条线段的关系，常常将它们归入到一个几何图形中去进行分析比较，据此请思考：合力与两个分力间存在什么关系？

答：合力可能大于、等于、小于每个分力。

三、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。

探究点一　合力与分力

[交流讨论]

阅读本节教材“自我评价”第1题：

(1)F1、F2的合力最大值和最小值各多大？ 两个力的合力范围怎么表示？

答：18 N、2 N,2 N≤F合≤18 N。

(2)若两个大小确定、但方向未定的力F1、F2，当它们之间的夹角由0逐渐增大到180°的过程中，合力如何变化？合力一定比分力大吗？

答：减小，不一定。

[归纳总结]

1．合力与分力的三性

2．合力与分力的大小关系