第3章 第4节 第1课时 合力与分力 探究两个互成角度的力的合成方法-【金版新学案】2025-2026学年高中物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书Word（粤教版）

第四节　力的合成

第1课时　合力与分力　探究两个互成角度的力的合成方法

【素养目标】　1.形成合力、分力的物理观念，体会等效替代的思想。2.通过实验探究两个互成角度的力的合成方法，会分析实验数据，得出实验结论。

知识点一　合力与分力

【情境导入】　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？

提示：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。

【教材梳理】 (阅读教材P78－P79完成下列填空)

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。

【师生互动】　在上述[情境导入]中：

任务1.成年人用的力与两个孩子用的力是否同时作用在水桶上？

任务2.此时两个孩子用的力可不可以当作成年人用的力的两个分力？

任务3.合力与分力一定是同性质的力吗？

提示：任务1.不是　任务2.可以　任务3.不一定

(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与F是物体同时受到的三个力

D．等大反向共线的两个力F1、F2的合力为0

答案：AD

解析：合力是对分力的等效替代，但合力与分力不能同时存在，A正确，C错误；两个分力可以不是同种性质的力，B错误；等大反向共线的两力平衡，合力为零，D正确。故选AD。

知识点二　探究两个互成角度的力的合成方法

一、实验目的

通过实验探究合力F和分力F1、F2的关系。

二、实验仪器

力的关系探究装置、弹簧测力计(两个)、三角板、刻度尺、铅笔。

三、实验思路

1．合力F的确定：一个力F可以使汇力圆环与平板上的定位圆重合，两个力F1、F2共同作用，也能使汇力圆环与平板上的定位圆重合，则F与F1和F2共同作用效果相同，则F是F1和F2的合力。

2．合力F与分力F1、F2的关系：作出力F1、F2及F的图示，提出猜想，进行验证。

四、实验步骤

1．如图甲所示，将夹子夹在“力的关系探究装置”的“0”号射线顶端。

2．如图乙所示，分别将弹簧测力计连接在两根细绳的末端，沿任意两条射线方向拉细绳，使汇力圆环与平板上的定位圆重合。用铅笔在平板上记下这两个拉力的大小和方向。

3．如图丙所示，直接用一个弹簧测力计去拉细绳，同样使汇力圆环与平板上的定位圆重合，用铅笔在平板上记下这个拉力的大小和方向。

4．在平板上用力的图示法作出三个力，如图丁所示，观察这三个力所构成的几何图形。

5．改变第2步中两个拉力的大小和方向，重复上述实验步骤。

6．得出结论：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。

五、误差分析

1．弹簧测力计使用前没校零会造成误差。

2．实验时弹簧测力计的弹簧和外壳之间、指针和外壳之间有摩擦力存在会造成误差。

3．两次测量拉力时，汇力圆环没有拉到与定位圆重合会造成偶然误差。

六、注意事项

1．汇力圆环位置

每次实验中均使汇力圆环与平板上的定位圆重合，判断是否重合时，视线要与板面垂直。

2．拉力

(1)用弹簧测力计测拉力时要使拉力沿弹簧测力计轴线方向。

(2)应使橡皮筋、弹簧测力计和汇力圆环位于与平板平行的同一平面内。

3．作图

(1)在同一次实验中，选定的标度要相同。

(2)所作的图要尽量大些。

(3)严格按力的图示要求和几何作图法作图。

(2024·广州市高一校考期中)(1)在“验证平行四边形定则”实验中，如图甲所示，先用两个弹簧测力计把橡皮条拉长，记下节点的位置O和____________________________及两细绳的方向，然后用一个弹簧测力计拉橡皮条，将橡皮条的结点拉到________，记下弹簧