3.4 第1课时 力的合成和分解（学生用书）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中物理必修第一册（人教版2019）

第三章 相互作用--力 3.(物体的受力分析)吊在大厅天花板上的吊扇 上施加水平外力F,使A、B一起向右匀速运 受到的总重力为G,静止时吊杆对吊环的拉力 动,试分别画出A、B的受力示意图 大小为E,当接通电源,让扇叶转动起来后,吊 # A 杆对吊环的拉力大小为F。,则有 ( ) A.F-G F-F B$F.=G $F>F C.F.-G F G D.F.-G F>F 4.(物体的受力分析方法)如图所示,粗糙的长方 友情提示 体木块A、B叠在一起静止在水平地面上,在B 完成Ps课时作业(十七) 第4节 力的合成和分解 答案精解P 第1课时 力的合成和分解 [学习目标]1.知道什么是共点力(物理观念).2.知道合力和分力的概念,合力与分力是等效替 代关系(物理观念).3.知道什么是力的合成和分解,知道力的合成与力的分解的关系(物理观念).4. 知道平行四边形定则是矢量合成的普遍法则,能应用平行四边形定则求合力或分力(科学思维) 课前 教材预案 l教材梳理lI 2.力的分解:求 _的过程. 知识点合力和分力 3.平行四边形定则:求两个力的合成时,以表示 1.共点力 这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这 两个邻边之间的 ,或 代表合力的大小和 几个力如果都作用在物体的 方向. 者它们的作用线 ,这几个力叫作 共点力. 4.如果没有限制,同一个力F可以分解为 2.合力和分力 对大小、方向不同的分力. 跟某几个力 假设一个力单独作用的 5.两个以上共点力的合力的求法:先求出任意两 共同作用的 相同,这个力就叫作那 个力的合力,再求出这个合力与第三个力的合 几个力的 ,这几个力叫作那个力的 力,直到把所有的力都合成进去,最后得到的 结果就是这些力的合力 3.合力与分力的关系 知识点③矢量和标量 合力与分力之间是一种等效替代的关系,合力 1与分力 1.矢量:既有大小又有方向,相加时遵循 作用的 相同. 的物理量. 知识点2力的合成和分解 2.标量:只有大小,没有方向,相加时遵循 的过程. 1.力的合成:求 的物理量. .67. 物理 必修 第一册 课堂学案 |自主检测lI (3)由于矢量的方向可以用正,负表示,故具有 正、负值的物理量一定是矢量 ( 1.判断下列说法的正误 ) (1)合力的作用可以替代几个分力的共同作 (4)矢量与标量的区别之一是它们的运算法则 不同. ) () 用,它与分力是等效替代关系 (2)力F的大小为100N,它的一个分力F的 2.两个共点力互相垂直,F一F。-10N,则它们 的合力F=N,合力与F 间的夹角 大小为60N,则另一个分力可能小于40N 0 课堂 深度探究 考点 合力与分力的关系 【变式1】下列关于合力与分力的说法中错误的是 . ) 【情境导学】如图所示,一个成年人或两个孩子均 A.合力与分力同时作用在物体上 能提起同一桶水,那么该成年人用的力与两 B.分力同时作用于物体时共同产生的效果与 个孩子一起用的力的作用效果是否相同?二 合力单独作用时产生的效果是相同的 者能否等效替代? C.合力可能大于分力,也可能小于分力 D.合力可能与某个分力大小相等 考点2力的合成和分解 一知识拓展 1.力的合成和分解遵循的规律:平行四边形定则 2.互成角度的二力合成 (D)当两个分力大小不变时,合力F随两分; 知识拓展 夹角e的增大而减小,合力的大小取值范围 1.合力与分力的关系:等效替代关系 IF.-F<F<F+F. 2.同一直线上二力合成的规律 (2)合力大小可能大于某一分力,可能小于某 (1)二力同向时,合力F大小等于两分力F、 一分力,也可能等于某一分力 F。大小之和,即F一F.十F。,合力的方向与分 3.合力的求解方法 力的方向相同 (1)作图法 (2)二力反向时,合力F大小等于两分力F ①基本思路: F。大小之差的绝对值,即F一F 一F,合力 用刻度尺量 ##之的计算合 的方向与较大的分力方向相同.(F关F。) #1,,作行 对线长度力大 【例题1】(多选)关于F、F。及它们的合力F,下 的图示 四达形 度 用量角器量得出合 列说法正确的是 f 与定角力方向 A.合力F一定与F、F:共同作用产生的效 ②如图所示:用作图法求E、F。的合力F 果相同 B.两力F、F。一定是同种性质的力 C.两力F、F。一定是同一个物体受到的力 D.两力F、F:与F是物体同时受到的三 (2)计算法 个力 两分力不共线时,可以根据平行四边形定则作出 思维导引:分清合力与分力、理解它们等效替 分力及合力的示意图,然后由几何知识求解对角 代的关系, 线,即为合力,以下为求合力的三种特殊情况 .68. 第三章 相互作用-力 类型 作图 合力的计算 时,合力最大;两个力的方向相反时,合力 最小. 两分力 大小:F一 +F 方向:tan一 相互垂直 1” 大小:F-2Fcos 方向:F与F,夹角 两分力等大. 为# 夹角为) (当θ-120*时,F一 误区防错 F.-F) 1.多个力沿同一方向时合力最大,最大值等 于多个力的代数和 大小:F-VP-F 合力与其中 2.分析多个力的最小值时需要判断合力的 个分力垂直 最小值是否为零 【例题2】如图所示,两个人共同用力将一个牌匾 【变式2】两个共点力F和F。的大小不变,它们 拉上墙头,其中一人用了450N的拉力,另一 的合力F与两分力F、F。之间夹角6的关系 个人用了600N的拉力,如果这两个人所用拉 如图所示,则合力F大小的变化范围是( ~ 高 0180270 A.0~1N 思维导引:因两力相互垂直,先将这两个力合 B.1~3N C.1~5N 成后再与第三个力合成,两个力的方向相同 D.1_7N 课末 随堂演练 ( 1.(合为与分力的关系)用两根悬绳悬挂同一镜 合力F的大小变化情况为 ) 框,镜框处于静止状态,则下列如图所示的四 种方法中,每根悬绳所受拉力最小的是( _~ A.从最小逐渐增大到最大 B A B.从最大逐渐减小到零 C.从最大逐渐减小到最小 D.先增大后减小 D C 3.(合力的计喜)设有三个力同时作用在质点P 2.(合力的取值范围)如图所示,两个共点力F 上.它们的大小和方向相当于正六边形的两条 F.的大小一定,F<F。,夹角?是变化的,合 边和一条对角线,如图所示,这三个力中最小的 力为E.在9角从0逐渐增大到180的过程中, 力的大小为F,则这三个力的合力等于( ) .69. 物理 必修 第一册 课堂学案 端,月该绳端与水平方向夹角为30{},则柱顶所 ( 受压力大小为 ) A.3F B.4F 77 C.5F D.6F A. 200 N B.100③N 4.(合为的计葬)如图所示,水平地面上固定着一 C. 100 N D.503N 根竖直立柱,某人用绳子通过柱顶的光滑定滑 I友情提示 轮将100N的货物拉住.已知人拉着绳子的一 完成P课时作业(十八) 第2课时 实验;探究两个互成角度的力的合成规律 答案精解P: [学习目标]1.通过实验,探究两个互成角度的力的合成规律(科学探究).2.通过实验,理解求合 力的方法一一力的平行四边形定则(物理观念).3.学会用作图法处理实验数据(科学思维) 课前 教材预案 l教材梳理I 知识点实验思路 1.实验目的 探究两个互成角度的力的合成所遵循的规 表 律 甲 2.实验原理 (2)用两个弹策测力计分别钩住小圆环,互成 (1)合力F的确定:两个力F、F:共同作用,能 角度地拉橡皮条,将小圆环拉到某位置O.用 把橡皮条末端小圆环拉到某点,一个力F也可 铅笔描下小圆环O的位置和细绳的 ,则E 以把橡皮条末端的小圆环拉到 并记录两弹策测力计的读数 与F,和F,共同作用的 相同,则F等 (3)用一个弹策测力计拉橡皮条,将小圆环拉 到 于F,和F:的合力. .记下弹策测力计的读数和细 (2)选择适当的标度,在白纸上作出F、F:和 绳的 F的图示,观察三者间的关系,做出猜想 (4)如图乙所示,利用刻度尺和三角板,按适当 (3)进行检验,得出结论 的标度作出用两个弹策测力计拉时的拉力F 3.实验器材 和F。的图示以及用一个弹策测力计拉时的拉 方木板、白纸、弹测力计(两个)、 力F的图示,观察三者间的关系.做出猜想:F 细绳、轻质小圆环、三角板、 _、图钉(若 是以F、F。为邻边的平行四边形的对角线.以 干),铅笔. F.、F为邻边画出 ,并画出对角 4.实验步骤 线F. (1)在方木板上用图钉固定一张白纸,如图甲 (5)进行验证:比较F与F的大小和方向,若 所示,用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A 它们在实验误差允许范围内相同,则两个互成 点,在橡皮条的另一端挂上轻质小圆环 角度的力的合成遵循平行四边形定则 .70.再隔离B对其受力分析，如图所示 合力F与F1的夹角0的正切值 m0-异-器-专所以0-5对 答案750N,方向与较小拉力的夹角为53° 7777777777 7777777 [变式2]D解析设两个力大小分别为F、F2且F,>F2,由 题图知当两力夹角为90°时，有F十=5N,当两力夹 鉴系见解析图 角为180时，有F,-F2=1N,联立解得F=4N,F2= 第4节 力的合成和分解 3N,则合力F大小的范国是1~7N,选项D正确，A,B、C 错误， 第1课时 力的合成和分解 课末·随堂演练 课前·教材预案 1.A解析镜柜受重力和两根绳子的拉力处于平衡，合力等于 【教材梳理】 0,可知两根据子拉力的合力等于重力，绳子的夹角越小，绳 知识点1 子拉力越小，选项A正确，B,C、D错误. 1.同一点相交于一点 2.C解析在两分力大小一定的情况下，合力随着分力间夹角 2.效果效果合力分力 的增大而减小，当夹角为零时，合力最大，为F十F:当夹角 3.效果共同作用的效果 为180°时，合力最小，为F2一F1,选项C正确. 知识点2 3.A解析由题图可知F=F=F,Fa=2F,其中F1、F2的夹 1.几个力的合力 角为120°，则这两个力的合力等于F,方向在其角平分线上， 2.一个力的分力 即与F同向，故这三个力的合力等于3F,选项A正确， 3.对角线 4.B解析如图所示，定滑轮只改变力的方向，不改变力的大 4.无数 小，所以绳的拉力大小F=F:=100N,柱顶所受压力大小 知识点3 F=2Fc0s30°=100√5N,选项B正确. 1.平行四边形定则 2.代数运算法则 【白主检测】 1.(1)√(2)×(3)×(4)W 2.10V245 课堂·深度探究 【情境导学】 第2课时实验：探究两个互成角度的力的合成规律 答案作用效果相同，两种情况下力的作用效果均是把同一 课前·教材预案 桶水提起来.能够等效替代 【教材梳理】 [例题1]AC解析只有同一个物体受到的力才能合成，分别 知识点1 作用在不同物体上的力不能合成，合力是原来几个分力的 1.平行四边形定则 等效替代，分力可以是不同性质的力，分析物体的受力时， 2.(1)同一点效果 合力与分力不能同时存在，选项AC正确 3.橡皮条刻度尺 [变式1]A解析合力与分力的作用效果相同，它们并不是同 4.(2)方向(3)同一位置O方向(4)平行四边形(6)邻 时作用在物体上，选项A错误，B正确：合力可能大于分力， 边对角线F 可能小于分力，也可能等于分力，选项CD正确 课堂·深度探究 例题2]解析方法一作图法 例题1门解析(1)先固定好白纸和橡皮条，两个弹簧测力计互 如图所示，用图示中的线段表示150N的力，用一个点O代 成角度地拉小圆环到O点，记下两个力的大小和方向，由平 表牌匾，依题意作出力的平行四边形.用刻度尺量出平行四 行四边形定则画出两个力的合力，然后用一个弹簧测力计 边形的对角线长为图示线段的5倍，故合力大小为F 拉小國环仍然到O点，记下拉力的大小和方向，与第一次的 150×5N=750N,用量角器量出合力F与F1的夹角约 合力比较大小和方向，改变两个分力的大小和夹角，重复实 为53. 验.故实脸步骤为afdbec. 150N (2)两条细绳是否等长，不会影响实验，选项A错误；拉力应 和木板平面平行，否则画出的力就不是实际作用力了，选项 B正确：细绳应稍长些，这样在描点画力的方向时，偏差小， 误差小，选项C正确：实验前调节弹簧测力计，使两个弹簧 测力计的读数相同，可以使弹簧测力计读数准确，可以减小 误差，选项D正确. 方法二计算法 答案(1)afdbec(2)BCD 设F1=450N,F2=600N,合力为F. [变式1门解析(1)力F单独作用时与力F1、F2共同作用时都 由于F与F2间的夹角为90°，根据勾股定理，得 使小圆环在O,点保持静止，目的是两次拉橡皮条的作用效 F=√/450+6002N=750N. 果相同 ·202-