第三章 第四节　力的合成-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书（粤教版）

第四节　力的合成 第1课时　力的合成 【核心素养目标】 物理观念 形成初步的共点力、合力、分力、力的合成的概念。知道力的合成的方法。知道矢量相加遵从平行四边形定则，标量相加遵从算术法则。 科学思维 理解平行四边形定则，会用作图法和计算法进行力的合成与分解。 知识点一　合力与分力 1．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用的力的作用效果是否相同？二者能否等效替代？ 2．思考以下几种情况下小车受到的合力大小。(假设F1>F2) (1)两个人向相反方向拉车 (2)一人推车，一人拉车 (3)两个人互成角度地拉车 提示：1.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。 2．(1)F1－F2　(2)F1＋F2　(3)夹角越大，合力越小，合力范围F1－F2≤F≤F1＋F2 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．力的合成：求几个力的合力的过程叫作力的合成。 3．平行四边形定则： 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，如图所示，F表示F1与F2的合力。 说明：平行四边形定则可应用于合力的计算，其他矢量的合成也遵循平行四边形定则。 1．(多选)关于F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是(　　) 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 AC　[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。合力是对分力的等效替代，两力F1、F2可以是不同性质的力，但合力与分力不能同时存在，所以选项A、C正确。] 学生用书↓第77页 2.关于合力与其两个分力的关系，下列说法中正确的是(　　) A．合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同 B．两个分力的作用效果与它们合力的作用效果不一定相同 C．两个分力的大小之和就是合力的大小 D．两个分力合成时，合力可能存在多个结果 A　[两个分力的作用效果与其合力的作用效果一定是相同的，合力可以等效替代两个分力，A正确，B错误；分力与合力的关系遵从平行四边形定则，并不是任意的，C、D错误。] 3．(2022·湖北赤壁一中高一期中)关于两个大小不变的分力与其合力的关系，下列说法正确的是(　　) A．合力大小随它们之间的夹角(0～180°范围)的增大而减小 B．两个分力的大小同时增加15 N，合力大小随之增加15 N C．合力的大小一定大于任何一个分力 D．合力的大小不可能小于分力中的最小者 A　[两个大小不变的共点力，合成时的合力大小计算公式F＝，可知合力大小随它们之间的夹角α(0～180°范围)的增大而减小，A正确；由两共点力的合力计算公式可知，两个分力的大小同时增加15 N，合力大小随之增加，但不一定是15 N，B错误；当共点的两个分力的方向相反时，合力的大小不一定大于任何一个分力，可能合力大小都小于这两个分力，也可能等于分力，合力也可能是零，C、D错误。] 1．合力与分力的三性 2．合力大小与分力夹角θ的关系 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θ的减小而增大。 (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)合力大小的范围：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。合力可能大于某一分力，可能小于某一分力，也可能等于某一分力。 知识点二　力的合成方法　合力的计算 1．作图法 2．计算法 (1)两分力共线时 ①若F1、F2两力同向，则合力大小F＝F1＋F2，方向与两力同向。 ②若F1、F2两力反向，则合力大小F＝|F1－F2|，方向与两力中较大的力同向。 (2)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。以下为求合力的两种特殊情况。 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(当θ＝120°时，F1＝F2＝F) 方向：F与F1夹角为 3.三角形定则 平行四边形的一半是三角形，在求合力的时候，只要把表示原来两个力的矢量首尾相接，然后从第一个力的箭尾向第二个力的箭头画一个矢量(如图所示)，这个矢量就表示原来两个力的合力。 学生用书↓第78页 【判断正误】 1．力、位移、速度的合成均遵从平行