第三章 第四节 力的合成-【导与练】2023-2024学年高中物理必修第一册同步全程学习全书word（新教材，粤教版）

第四节　力的合成 [定位·学习目标] 1.通过学习分力、合力、力的合成的物理概念并解决相关的实际问题,深化力的合成的等效思想. 2.通过实验深化等效替代的科学探究方法,建立平行四边形定则求解力学问题的科学思维. 3.通过在实验探究中尊重客观事实,探索科学方法,学会与他人合作交流,培养科学的严谨态度. 一、合力与分力 1.概念 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.关系 合力和分力的相互替代是一种等效替代. 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叫作力的合成. 2.力的合成方法 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,如图所示.这就是求合力的平行四边形定则.平行四边形定则可应用于合力的计算,其他矢量的合成同样也遵循平行四边形定则. 1.判断正误. (1)合力与分力同时作用在一个物体上.(　×　) (2)由力的平行四边形定则可知,合力可能小于分力.(　√　) (3)合力产生的效果与分力共同作用产生的效果一定相同,因此可以用合力代替分力.(　√　) 2.两个人共同拉着一辆车在平直的公路上前进. (1)“车同时受到这两个人的拉力和他们的合力作用”,这句话对吗? (2)这两个人之间夹角大些省力还是小些省力? 答案:(1)不对.　(2)夹角小些省力. 3.某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2,图中小正方形的边长表示2 N,请利用平行四边形定则求出两力的合力F的 大小. 答案:以F1和F2为邻边作平行四边形,如图所示. 其对角线表示合力F,由图可知,F=12 N. 探究点一　合力与分力的关系 用硬纸板剪出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大小如何变化? (2)合力一定大于其中一个分力吗? 答案:(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.合力与分力的大小符合三角形三边的关系,由几何知识知,三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,因此合力大小的范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2,当两分力在一条直线上时,可取等号.例如F1=5 N,F2=5 N,合力0≤F≤10 N,合力F的最小值为0,比任何一个分力都小. 1.合力与分力的三性 2.合力与分力的大小关系 最大 F1、F2同向,F合=F1+F2 最小 F1、F2反向,F合=|F1-F2| 合力与分力的 大小关系 |F1-F2|≤F合≤F1+F2 合力与两分力 夹角θ的关系 θ越大,F越小 3.注意:在力的合成中分力是实际存在的,每一个分力都有对应的施力物体,而合力没有与之对应的施力物体. [例1] 两个力F1和F2间的夹角为θ(0°≤θ≤180°),其合力为F.以下说法正确的是(　C　) A.F1、F2与合力F是同时存在的 B.合力F一定大于F1、F2中的任何一个 C.当F1和F2大小不变时,若θ增大,则合力F一定减小 D.当F1和θ不变时,若F2增大,则合力F一定增大 解析:F1、F2与合力F是等效替代关系,并不是同时存在的,故A错误;合力F可能大于F1、F2中的任何一个,也可能小于其中的任何一个,故B错误;根据平行四边形定则可知,当F1和F2大小不变时,若θ增大,则合力F一定减小,故C正确;当F1比F2大时,若θ为180°,随着F2增大,则合力F先减小后增大,故D错误. 理解合力、分力的关键点 (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] (多选)关于分力和合力,以下说法正确的是(　BD　) A.合力和分力同时作用在同一物体上 B.分力作用于物体上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.各个分力一定是同一性质的力才可以进行合成 D.各个分力必须是同一个物体同一时刻受到的力 解析:合力与分力是等效替代关系,合力产生的作用效果与分力共同作用的效果相同,因而合力与分力并不同时作用在同一物体上,A选项错误,B选项正确;各个分力可以是不同性质的力,也可以是同一性质的力,C选项错误;各个分力必须是同一时刻同一物体受到的几个力,合力也即是这一时刻受到的合力,D选项正确. 探究点二　求合力的方法 如图所示,两人拉(或推)一辆车,每人用力的大小都是100 N. (1)图甲中两个人的合力是200 N吗? (