第3章 第4节 第1课时 力的合成（Word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第一册（教科版2019）

第4节　力的合成 核心素养导学 物理观念 (1)知道共点力的概念，知道合力和分力的概念。 (2)知道平行四边形定则的内容，了解矢量与标量的区别及运算方法的不同。 科学思维 (1)能利用平行四边形和三角形定则解决矢量运算问题。 (2)会用作图法和直角三角形知识求共点力的合力。 科学探究 能完成“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，通过观察实验现象，发现并提出物理问题；能通过图形分析，寻找规律。 科学态度与责任 通过对力的合成规律的探究，能体会物理学研究中科学假设的重要性，能体会力的等效替代方法。 第1课时　力的合成 一、几个力可以用一个力来替代 1．合力与分力：如果力F的作用效果与力F1和F2共同作用的效果相同，我们就称F为F1和F2的合力，F1和F2为F的分力。 2．力的合成：求几个力的合力的过程称为力的合成。 3．共点力：作用于物体上同一点，或者作用在同一个物体上且力的作用线相交于同一点的几个力。 (1)只有同一物体受到的力才能合成。 (2)在力的合成中，分力是作用在物体上的力，每一个力都有对应的施力物体，而合力则只是一种效果上的替代，实际上并不存在。　　 二、平行四边形定则 1．平行四边形定则：如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来。 2．用三角形定则求合力 由平行四边形定则可推出矢量合成的三角形定则。在求合力时，把两个力的有向线段首尾相接，然后从第一个力的始端向第二个力的末端画一条有向线段，这条有向线段就表示原来两个力的合力。(图1) 如果物体受两个以上的力的作用，把表示所有力的有向线段依次首尾相接，从第一个力的始端向最后一个力的末端画出的有向线段就表示所有力的合力。(图2),1. 如图所示，两头毛驴可以拉着一车货物匀速向前运动，一头毛驴也可以拉着同一车货物以相同的速度匀速向前运动。 (1)两头毛驴拉车时，毛驴对车施加了几个力？ 提示：两个力。 (2)一头毛驴拉车时，毛驴对车施加了几个力？ 提示：一个力。 (3)两头毛驴拉车的效果与一头毛驴拉车的效果相同吗？ 提示：相同。 2.如图所示，一个成年人提起一桶水，使水桶保持静止，用力为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，且作用力F1＝F2＝100 N，请对以下结论做出判断： (1)成年人用的力与两个孩子用的力作用效果相同。(√) (2)成年人用的力的大小F＝F1＋F2＝200 N。(×) (3)两个力F1、F2的合力小于200 N。(√) (4)两个力F1、F2的合力并非等于两个力大小之和，应根据平行四边形定则求得。(√) (5)力F1、F2的合力随它们之间夹角的减小而增大。(√) 3．思考下列几种情况下，小车受到的合力。(设F1>F2) (1)一人推车，一人拉车 (2)两个人向相反方向拉车 (3)两个人互成角度拉车 提示：(1)F1＋F2　(2)F1－F2　(3)用平行四边形定则，作出对角线，可知 F1－F2≤F≤F1＋F2 新知学习(一)|合力与分力 [任务驱动] 滑滑梯是小孩子非常喜欢的一项运动(如图甲)，有人分析小孩子沿滑梯下滑时受到重力、下滑力、使小孩子挤压斜面的力(如图乙)，这个人的分析对吗？ 提示：不对。合力和分力不同时作用在物体上，只是作用效果相同，是等效替代关系。　　　　 [重点释解] 1．合力与分力的三个关系特性 2．合力与分力的大小关系 两分力大小不变时，合力F随两分力夹角θ的增大而减小，随夹角θ的减小而增大(0°≤θ≤180°)。 (1)两分力同向(θ＝0°)时，合力最大，F＝F1＋F2，合力与分力同向。 (2)两分力反向(θ＝180°)时，合力最小，F＝|F1－F2|，合力的方向与较大的一个分力的方向相同。 (3)合力的取值范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。 3．二力合成与三力合成的比较 两个力的合成 三个力的合成 最大值 两分力同向时合力最大Fmax＝ F1＋F2 三个分力同向时，合力F最大Fmax＝F1＋F2＋F3 最小值 两分力反向时，合力最小Fmin＝|F1－F2|，其方向与较大的一个分力方向相同 ①当两个较小的分力之和F1＋F2大于等于第三个较大分力F3时，合力F最小为0，即Fmin＝0②当两个较小的分力之和F1＋F2小于第三个较大分力F3时，合力F最小值Fmin＝F3－(F1＋F2) 合力范围 |F1－F2|≤F≤F1＋F2 Fmin≤F≤Fmax 合成法则 平行四边形定则或三角形定则 [特别提醒] (1)合力与分力是等效替代关系，对物体进行受力分析时，合力与分力不能同时存在。 (2)合力可能大于某一分力，可能小于某一分力，也可能与某一分力大小相等。 [