第4章 力与平衡-【正禾一本通】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（鲁科版）

第1节　科学探究：力的合成 第1课时　力的合成 【核心素养目标】 物理观念 知道共点力、力的合成、合力、分力的概念；能进行力的合成，对标量和矢量有比较全面的了解。 科学思维 能体会力的等效替代方法。能运用数学中的三角函数、几何关系等进行力的合成的分析与计算。 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。 一、共点力的合成 1．共点力：如果几个力同时作用在物体上的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，我们就把这几个力叫做共点力。 2．合力与分力：当物体同时受到几个力的作用时，我们可以用一个力来代替它们，且产生的作用效果相同。物理学中把这个力称为那几个力的合力。那几个力则称为这个力的分力。 3．力的合成：求几个力的合力的过程叫做力的合成。 二、平行四边形定则 1．两力合成：两个共点力合成时，以表示互成角度的两共点力的有向线段为邻边作平行四边形，这两邻边间的对角线所对应的这条有向线段就表示这两个共点力的合力的大小和方向，如图所示。 2．多个力的合成：物体受到三个或更多个共点力作用，可用平行四边形定则先求出其中两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，直到把所有外力都合成进去，最后得到这些力的合力。 1．判断正误 (1)作用在同一物体上的几个力一定是共点力。(×) (2)两个共点力共同作用的效果与其合力作用的效果相同。(√) (3)合力与分力是同时作用在物体上的力。(×) (4)两个力的合力一定大于其中任意一个分力。(×) (5)合力与其共点的分力是两个力。(×) (6)多个共点力求合力时，平行四边形定则也适用。(√) 2．链接实景 图中两人共同拉一辆车(两绳之间有一定的夹角)，如果每人都用100 N的力拉，车受到的拉力一定是200 N吗？两人作用力的效果沿什么方向？ 提示：　车受到的拉力不是200 N，小于200 N。两人作用力的效果沿两人拉力的角平分线上。 知识点一　合力与分力的关系 用硬纸板剪成五个宽度相同的长条，其中四个两两长度分别相等，第五个较长些，然后用螺丝铆住(AE与BC、CD不要铆住)，如图所示。其中AB表示一个分力，AD表示另一个分力，AC表示合力。 (1)改变∠BAD的大小，观察两分力间的夹角变化时合力如何变化？ (2)合力一定大于其中一个分力吗？ 提示：　(1)合力随着两分力间夹角的增大而减小，随着两分力间夹角的减小而增大。 (2)不一定。合力与分力的大小满足的是平行四边形邻边和对角线的关系，对角线的长度不一定比邻边长。 1．合力与分力的三个性质 2．两个力合力范围的确定 两个力的合成 最大值 两分力同向时，合力最大，Fmax＝F1＋F2 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 合力范围 |F1－F2|≤F≤F1＋F2 说明 ①夹角θ越大，合力就越小 ②合力可能大于某一分力，也可能小于某一分力 3．三个力合力范围的确定 (1)最大值：当三个力方向相同时，合力F最大，Fmax＝F1＋F2＋F3。 (2)最小值：①若其中两个较小的分力之和(F1＋F2)≥F3时，合力的最小值为零，即Fmin＝0；②若其中两个较小的分力之和(F1＋F2)<F3时，合力的最小值Fmin＝F3－(F1＋F2)。 (3)合力的取值范围：Fmin≤F≤F1＋F2＋F3。 (多选)下列关于合力与分力的说法中正确的是(　　) A．合力与分力同时作用在物体上 B．分力同时作用于物体时共同产生的效果与合力单独作用时产生的效果是相同的 C．合力可能大于分力，也可能小于分力 D．当两分力大小不变时，增大两分力间的夹角，则合力一定减小 BCD　[合力与分力的作用效果相同，它们并不是同时作用在物体上，故A错误，B正确；当两分力大小不变时，由平行四边形定则可知，分力间的夹角越大，合力越小，合力可能大于分力(如两分力间的夹角为锐角时)，也可能小于分力(如两分力间的夹角大于120°时)，故C、D正确。] 合力与分力关系的三点注意 (1)合力与分力是等效替代关系，其作用效果相同，并不是指物体同时受到合力和分力的作用，受力分析时合力和分力不能同时出现。 (2)合力与分力的大小关系可利用平行四边形定则画出示意图分析，其大小关系为：“合力的大小可能大于每个分力，也可能小于每个分力，还可能与某个分力相等”。 (3)只有同一物体上受到的力才能求合力。　　 针对练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 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