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（粤教版2019）

第四节　力的合成 第1课时　力的合成 核心素养导学 物理观念 (1)知道合力和分力的概念。 (2)知道平行四边形定则的内容。 科学思维 (1)能利用平行四边形定则解决力的合成运算问题。 (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。 一、合力与分力 1．合力与分力：如果一个力产生的效果与另外几个力共同作用产生的效果相同，那么这个力与另外几个力等效，可以相互替代，这个力就称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力。 2．合力与分力的关系：合力与分力是作用效果上的一种等效替代关系。 二、力的合成方法　合力的计算 1．力的合成：求几个力的合力的过程。 2．平行四边形定则：如果以表示两个分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表示合力的大小和方向。 3．力和其他矢量的合成都遵循平行四边形定则。 1．如图所示，两头驴可以拉着一车货物匀速向前运动，一头驴也可以拉着同一车货物以相同的速度匀速向前运动。 (1)两头驴拉车时，驴对车施加了几个力？ (2)一头驴拉车时，驴对车施加了几个力？ (3)两头驴拉车的效果与一头驴拉车的效果相同吗？ 提示：(1)两个力。(2)一个力。(3)相同。 2. 如图所示，两个同学用大小均为100 N的力一起拎起一桶水。请对以下结论作出判断： (1)两个力F1、F2的合力大小为200 N。(×) (2)两个力F1、F2的合力应小于200 N。(√) (3)力的合成与分解都遵循平行四边形定则。(√) 新知学习(一)|合力与分力的关系 [任务驱动] 滑滑梯是现在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、对滑梯的压力的作用(如图乙)，这个人的分析对吗？ 提示：不对。合力和分力只是作用效果相同，并不是同时作用在物体上。　　　　 [重点释解] 1．合力与分力的三个特性 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。 [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，不能同时分析合力与分力。 (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。 [针对训练] 1．下列关于合力和分力的说法中，正确的是(　 ) A．合力总比任何一个分力都大 B．两个力的合力至少比其中的一个分力大 C．合力的方向只与两分力的夹角有关 D．合力的大小介于两个分力之差的绝对值与两个分力之和之间 解析：选D　根据平行四边形定则知，合力可能比分力大，可能比分力小，也可能与分力相等，A、B错误；根据平行四边形定则知，合力的方向取决于两分力的大小和方向，C错误；合力的大小取值范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，即合力的大小介于两个分力之差的绝对值与两个分力之和之间，D正确。 2．(多选)已知两个力的大小分别为F1＝10 N，F2＝20 N，则这两个力的合力大小可能是(　 ) A．5 N　　　　　　　 B．12 N C．25 N D．40 N 解析：选BC　由二力合成时合力范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，可知F1＝10 N与F2＝20 N的合力最大值为30 N，最小值为10 N，故B、C正确。 3.如图为两个共点力的合力F随两个分力的夹角θ变化的图像，则这两个分力的大小分别为(　 ) A．1 N和4 N　　 B．2 N和3 N C．1 N和5 N D．2 N和4 N 解析：选B　两个分力的大小之和为最大值，两个分力的大小之差的绝对值为最小值，即F1＋F2＝5 N、|F2－F1|＝1 N，解得F1＝3 N、F2＝2 N或F1＝2 N、F2＝3 N，故B正确。 新知学习(二)|二力合成 [重点释解] 1．作图法 (1)基本思路： (2) 如图所示，图中F1＝50 N，F2＝40 N，F＝80 N，合力F与分力F1的夹角约为25°。 2．计算法 类型 作图 合力的计算 两力共线(θ＝0°或180°) F＝F1＋F2或F＝|F1－F2|，F与较大的分力同向 两力垂直 F＝ tan θ＝ 两力等大，夹角为θ F＝2F1cos F与F1的夹角为 两力等大且夹角为120° 合力与分力等大 合力与一个分力垂直 F＝ [典例体验] [典例]　上海市的杨浦大桥是我国自行设计建造的双塔双索面叠合梁