3.4 力的合成和分解 课件-2025-2026学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件聚焦共点力、合力与分力的等效替代关系，通过“力的等效替代”探究导入，结合推车、拉车等实例衔接力的基本概念，构建平行四边形定则及合力大小范围的学习支架，为后续力的分解奠定基础。 其亮点在于以科学探究为核心，通过“探究二力合成的规律”实验及误差控制方法培养科学探究能力，结合港珠澳大桥斜拉索问题等实例渗透科学态度与责任，采用图示法、解析法等科学思维方法，系统小结助力学生构建知识体系，教师可高效实施教学。

实验器材，本实验所用的器材有木板、白纸一根，带绳套的橡皮筋两把、弹簧测力计若干、图钉、三角板。实验步骤，把橡皮筋的一端套在一个图钉上用图钉把白纸固定在木板上。用两把弹簧测力计。向着两个方向拉橡皮筋，把橡皮筋的端点拉到某个点，标出这个点为O点。沿着两根细绳的方向标出拉力的方向。根据弹簧测力计的读数可以记录下两个拉力的大小，分别为F1等于1.5牛，F2等于1.0牛。改用一把弹簧测力计拉着绳套，使橡皮筋的另一端仍被拉到O点，沿着细绳的方向标出拉力的方向，这时拉力的大小F等于2.0牛。我们要探究的是合力。F与F1F2. 有什么关系？由纸上O点出发用力的图示法，画出拉力F与F1F二三个力的方向，沿着各自拉线的方向，三个力的大小，由弹簧测力计读出三个力的大小和方向有什么关系呢？我们用虚线把拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，能看到所围成的形状是一个平行四边形，用作图工具进行检验，改变拉力F1和F2的大小和方向。重做上述实验可以看出，围成的图形也是平行四边形。 第三章 相互作用—力 第四节 力的合成和分解（1） 高中物理 必修1 17 十月 2025 共点力、合力、分力 平行四边形定则求合力 两个大小不变的力合力大小范围 第四节 力的合成 一、共点力、合力、分力 共点力： 力作用在同一点上或力的作用线相交于同一点的力； 非共点力： 力的作用线或其延长线不相交于同一点的力； G F1 F2 FN F1 F2 G F1 F2 探究1： 一个力单独作用跟几个力共同作 用产生的 相同，可以用 力F 力F1、F2； 合力： 一个力产生的作用效果跟几个力 共同作用产生的效果相同，那么 这个力就叫作那几个力的合力； 分力： 组成合力的每一个力叫作分力； 双人提桶 单人提桶 F2 F1 F F2 F1 F1、F2是 F的分力 F是F1、F2 的合力 F 效果 等效替代 替代 第四节 力的合成 二、力的合成法则 1、实验探究合力和分力的关系 1）让力F′与F1、F2共同作用的效果相同； 两个力F1、F2共同作用把橡皮条拉伸到某一 位置；一个力F′把橡皮条拉伸到同一位置； 2）用弹簧测力计测F′大小，并记下方向； 测出F1、F2的大小，并记下F1、F2的方向； 作出F′和F1、F2的图示，以F1、F2为邻边 作平行四边形，作F1、F2所夹对角线F； 3）比较F′与F，F′与F的长度、方向在误差允许范围内相等，则说明平行四 边形对角线F就是F1、F2的合力； 1 0 2 3 4 5 N 1 0 2 3 4 5 N 1 0 2 3 4 5 N F2 F1 F′ F 读F2 读F1 记录效果 记录方向 读F′ 减小实验误差的方法： 1、测力计使用前要校准零点； 2、方木板应水平放置； 3、弹簧伸长方向和拉力方 向一致，并与木板平行； 4、两个分力和合力都应尽可能大些； 5、拉橡皮条的细线要长些，标记两条细线方向的两点要尽可能远些； 6、两个分力间的夹角不宜过大或过小，一般取60°～120°为宜； 60°-120° 校准零点 实验操作： 3-4-0探究二力合成的规律 2、平行四边形定则： 用表示两个分力F1、F2的有向线段为邻边做 平行四边形，F1、F2所夹对角线就是合力F； 三角形定则： 将F2平行移动，使F2始端与F1末端重合；再 从F1始端向F2末端引有向线段；这条有向线 段就可以表示合力F大小、方向； 力的合成： 求分力的合力的过程叫做力的合成； 探究2：作图求解多个共点力的合力？ 15N F1 F2 F )ɑ F2 F1 F ）ɑ 标量矢量再认识： 标量： 遵从算数运算 法则的物理量； 如： 质量相加：M=m1+m2 电流相加：I=I1+I2 矢量： 遵从平行四边形 定则运算的物理量； 如： 力、位移、速度、 加速度等； F123 F12 F2 F1 F3 O 3、二力合成，合力大小范围（分力F1、F2，F1、F2夹角α）： 结论： 两个大小不变的力，方向相同时合力最大为 、方向相反时合力 最小为 ； 两个力夹角增大时，合力 ；合力大小范围 ； 3-4-0力的合成EXE 减小 F1+F2 |F1-F2| |F1-F2|≤F合≤F1+F2； 例1：如图所示，F1=10N、F2=20N，求：甲、乙合力F的大小及方向？ 1）甲向右推车、 乙向右拉车； 2）甲向左拉车、 乙向右拉车； 同一直线上两个力的合成运算： 遵从直接加减的代数运算法则，同向相加、反向相减； 甲 乙 甲 乙 F1 F2 F合=F1+F2=30N、水平向右 F2 F1 F合=F2-F1=10N、水平向右 例2： 共点力F1=45N、水平向右，F2=60N、竖直向上。求： 1、图示法求合力（平行四边形定则、三角形定则）？ 2、解析法求合力的大小、方向； 解： 单位圆三角函数： r=1 y=sinα x=cosα y x )α 例3：港珠澳大桥是一座跨海大桥，连接香港大屿山、澳门半岛和广东省珠海市，如图甲，桥梁采用斜拉索式。斜拉桥某塔柱两侧有一对钢索与竖直方向的夹角都是30°，如图乙，每根钢索中的拉力都是3×104N，那么它们对竖直塔柱形成的合力有多大？方向如何？ 解： 乙 物理建模 甲 F2 F1 F 第四节 力的合成 课时练习 练1： 关于合力、分力的说法，正确的是（ ） A、合力与它的两个分力是等效力 B、合力与它的两个分力是同性质的力 C、合力一定比分力大 D、两大小一定的分力，夹角越大合力越小 AD 练2：大小为F1=6N、F2=10N、F3=14N力的合力最大值、最小值？ 解： ∵F1=6N、F2=10N ∴4≤F12≤16 当F12=16N、 F3=14N且F12与F3同向时， F123=30N； 当F12=14N、 F3=14N且F12与F3反向时， F123=0； F3 O F12 F2 O F1 F12 F3 练3：如图所示为两个大小不变、夹角θ变化的力的合力的大小F与θ角之间的关系图像（0°≤θ≤360°），下列说法中正确的是（　　） A、合力大小的变化范围是0≤F≤10N B、合力大小的变化范围是2N≤F≤14N C、这两个分力的大小分别为6N和8N D、这两个分力的大小分别为2N和8N BC 练4： 如图所示，5个力同时作用于一点，5个力大小和方向相当于正六边形的两条边和三条对角线，已知F3=10N，则这5个力的合力的大小为(　　) A、30N B、40N C、50N D、60N 若已知F1=10N，则这5个力的合力的大小为(　　) A D 合力与分力的关系： “等效替代”； 力的合成探究： 探究平行四边形定则、合力不一定比分力大； 矢量运算法则： 平行四边形定则、三角形定则； 合力与分力的大小关系： 合力大小范围|F1-F2|≤F≤F1+F2； 在两个分力F1、F2大小不变的情况下，两个分力间夹角越大，合力越小； 特殊结论： 多个共点力，如果能构成一个首尾相接封闭的多边形，其合力一定为零； 试证明： 多个共点力，若首尾相接能构成闭合多边形，则其合力一定为零； F123=0 F2 F1 F3 F2 F1 F3 F13 结束页 B1 谢谢观赏！ $null