3.4 力的合成 第1课时 力的合成 课件 -2025-2026学年高一上学期物理粤教版必修第一册

该高中物理课件聚焦“力的合成”核心内容，涵盖合力与分力的等效替代关系、平行四边形定则及合力计算方法（作图法、计算法）。通过“驴与人拉木箱”情境链接、曹冲称象故事等生活化案例导入，衔接前序“相互作用”基础，为后续复杂力合成提供学习支架。 其亮点在于以“等效替代”思想为主线，结合易错辨析（如合力与分力同时作用的误区）、典例剖析（射箭弓弦拉力计算）等环节，培养学生科学思维中的科学推理与模型建构能力。融入生产生活实例（千斤顶原理），落实科学态度与责任，帮助学生深化物理观念，也为教师提供结构化教学资源，提升教学效果。

第三章　相互作用 第四节　力的合成 第1课时　力的合成 学 习 目 标 1.知道分力、合力、力的合成的概念,知道平行四边形定则的内容.(物理观念) 2.掌握力的合成的等效思想,会用平行四边形定则求解有关合力的问题,能解决相关的实际问题.(科学思维) 3.会用作图法和直角三角形知识求共点力的合力.(科学思维) 4.体会力的合成方法在生产、生活中的应用.(科学态度与责任) 基础落实·必备知识全过关 一、合力与分力 如果一个力作用在物体上产生的　　　　　与另外几个力共同作用在物体上产生的　　　　　相同,这个力就称为另外几个力的　　 　　　,另外几个力称为这个力的　　　　. 可以相互替代 效果 效果 合力 分力 二、力的合成方法 1.力的合成:求几个力的　　　　的过程叫作力的合成.力的合成是一种 　　　　　　的方法,即用一个力去替代几个共同作用的力,替代后产生的效果与原来的　　　　.  使物体形变或改变运动状态 　　 有向线段 2.平行四边形定则: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　　　　　　就表示合力的大小和方向,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,其他矢量的合成也遵循平行四边形定则.  合力 等效替代 相同 对角线 三、合力的计算 物体受到两个力的作用时,根据力的　　　　　　　　,可以求出这两个力的合力.　　　 　　　 依据图形求  平行四边形定则 情境链接 如图所示,一头驴可以拉动一个木箱,三个人也可以拉动同一个木箱,所以可以认为一头驴等于三个人吗?这里面运用了什么思想方法? 提示 可以.效果相同,等效替代. 教材拓展 阅读教材第81页“实践与拓展”,尝试回答问题. 提示 合力相同的情况下,两分力的大小随着夹角的增大而增大. 易错辨析 1.合力与分力是同时作用在物体上的力.(　　) 合力与分力的关系是等效替代关系,而不是同时作用在物体上的力. 2.合力产生的效果与分力共同产生的效果一定相同.(　　) 3.可以用合力代替分力.(　　) 4.若F为F1和F2的合力,则F一定等于F1和F2的大小之和.(　　) 合力和分力遵循的是平行四边形定则,而不是算术运算法则,合力的取值范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2. 5.已知两个分力的大小,合力的大小就确定了.(　　) 合力的大小既跟分力的大小有关,也跟分力的方向有关. 6.两个力的合力一定大于其中任意一个分力.(　　) 两个力的合力可能等于其中任意一个分力,也可能小于其中任意一个分力. × √ √ × × × 重难探究·能力素养全提升 探究点一　合力与分力的关系 导学探究 《曹冲称象》是人人皆知的历史故事,请同学们结合下面的图片回忆故事情节,细心体会,曹冲是怎样“称出”大象的质量的?采用的是什么方法? 提示 大象的重力等于石头的重力之和.等效替代法. 知识归纳 1.合力与分力的性质 2.合力与分力的大小关系 两分力大小不变时,合力F随两分力夹角θ的增大而减小,随两分力夹角θ的减小而增大(0°≤θ≤180°). (1)两分力同向(θ=0°)时,合力最大,F=F1+F2,合力与分力同向. (2)两分力反向(θ=180°)时,合力最小,F=|F1-F2|,合力的方向与较大的一个分力的方向相同. (3)合力的取值范围:|F1-F2|≤F≤F1+F2. 特别提示　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. 典例剖析 【例题1】 图甲中一个人单独向上用力F①提着一桶水,水桶静止;图乙中两个人分别用力F1、F2②共同也提着这桶水, 水桶保持静止③,则(　　) A.F1、F2的大小一定比F大 B.F1、F2的大小一定比F小 C.F1、F2之间的夹角越小越省力 D.F的大小一定等于F1、F2的大小之和 C 教你析题 读取题干 获取信息 ① 合力为F ② 分力为F1、F2 ③ 分力与合力等效 教你破题 解析 F1与F2的合力等于重力,根据平行四边形定则,合力一定,夹角越小,F1与F2越小,故C正确. 对点演练 1.两个力F1=8 N和F2=6 N之间的夹角为θ(0°≤θ≤180°),其合力为F,以下说法正确的是(　　) A.合力F比分力F1和F2中的任何一个力都大 B.当F1和F2大小不变时,θ减小,合力F一定减小 C.合力F不可能大于14 N D.合力F不可能小于6 N C 解析 根据平行四边形定则可知,合力可以比分力中的任何一个力都大,也可以比分力中的任何一个力都小,还可以等于其中任意一个分力,故A错误;当F1和F2大小不变时,θ减小,根据平行四边形定则可知,合力F可能增大,也可能减小,故B错误;合力大小的变化范围为≤F≤,则2 N ≤F≤14 N,故C正确,D错误. 探究点二　合力的计算 导学探究 如图所示,如何求多个力的合力? 提示 可以用作图法(平行四边形定则或三角形定则)或计算法先求出任意两个力的合力,再求出这个合力跟第三个力的合力,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. 知识归纳 1.作图法 根据平行四边形定则用作图工具作出平行四边形,然后用测量工具测量出合力的大小、方向,具体操作流程如下: 2.计算法 根据平行四边形定则结合三角形的知识求合力,例如以下三种情况. 3.三个力的合力范围的确定方法 (1)最大值:三个力方向相同时,合力最大,Fmax=F1+F2+F3. (2)最小值:①若|F1-F2|≤F3≤F1+F2,则合力的最小值为零. ②若F3<|F1-F2|或F3>F1+F2,则合力的最小值等于三个力中最大的力减去另外两个力. 典例剖析 【例题2】 射箭是奥运会上一个观赏性很强的运动项目,中国队有较强的实力.如图甲所示,某运动员刚释放箭的瞬间,若弓弦的拉力为100 N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图乙中F所示,则弓弦的夹角α应为(cos 53°=0.6)(　　) A.53° B.127° C.143° D.106° D 解析 以箭与弓弦的交点作为研究对象,如图所示,根据题意可知F1=F2, 由力的合成法则,得F1cos +F2cos =F,得cos =0.6, 解得α=106°,故选D. 对点演练 2.(2025甘肃张掖高一期末)一个物体受到三个共点力的作用,在下列给出的几组力中,能使物体所受合力为零的是(　　) A.F1=3 N,F2=8 N,F3=2 N B.F1=3 N,F2=1 N,F3=5 N C.F1=7 N,F2=5 N,F3=10 N D.F1=5 N,F2=17 N,F3=5 N C 解析 F1=3 N和F2=8 N的合力范围满足11 N=(8+3) N≥F≥(8-3) N=5 N,但是F3=2 N不在合力范围之内,则三力合力不能为零,选项A错误;F1=3 N和F2=1 N的合力范围满足4 N=(1+3) N≥F≥(3-1) N=2 N,但是F3=5 N不在合力范围之内,则三力合力不能为零,选项B错误;F1=7 N和F2=5 N的合力范围满足12 N=(7+5) N≥F≥(7-5) N=2 N,F3=10 N在合力范围之内,则三力合力可能为零,选项C正确;F1=5 N和F2=17 N的合力范围满足22 N =(17+5) N≥F≥(17-5) N=12 N,但是F3=5 N不在合力范围之内,则三力合力不能为零,选项D错误. 学以致用·随堂检测全达标 1 2 3 1.(分力与合力)(2025浙江台州高一期中)在物理学的重大发现中,科学家们创造出了许多物理思想与研究方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、建立物理模型法、类比法等. 如图甲、乙、丙、丁所示, 下列关于几幅图的说法,错误的是(　　) A.甲图中,在推导v-t图像中图线与x轴 所围面积表示物体位移时,体现微元思想 B.乙图中,合力与分力体现等效替代思想 C.丙图中,重心的确定体现理想化模型思想 D.丁图中,微小形变的研究体现放大思想 C 1 2 3 解析 甲图中,在推导v-t图像中图线与x轴所围面积表示物体位移时,体现微元思想,故A正确;乙图中,合力与分力体现等效替代思想,故B正确;丙图中,重心的确定体现等效替代思想,故C错误;丁图中,微小形变的研究体现放大思想,故D正确.本题选择错误的,故选C. 1 2 3 2.(合力的计算)(多选)如图所示,大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成封闭的直角三角形(顶角为直角),下列四个图中,这三个力的合力为零的和最大的分别是(　　) BC 1 2 3 解析 根据平行四边形定则可知,A选项中F2和F1构成的平行四边形的对角线正好和F3重合,即合力的大小为F3,方向与F3同向,则F1、F2、F3三个力的合力为2F3;同样的方法,B选项中可以求得合力为零;C选项中可以求得合力为2F1;D选项中可以求得合力为2F2,又因为图中线段的长短表示力的大小,所以位于斜边上的F1最大.故选B、C. 1 2 3 3.(分力与合力)轿车常用的千斤顶如图所示,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起.当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力大小为3×105 N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°. 下列说法正确的是(　　) A.此时千斤顶对汽车的支持力大小为1×105 N B.此时千斤顶每臂受到的压力大小均为3×105 N C.若继续摇动把手,将汽车顶得更高, 则千斤顶每臂受到的压力增加 D.汽车能被顶起是因为千斤顶对汽车的力大于汽车对千斤顶的力 B 1 2 3 解析 由牛顿第三定律可知,此时千斤顶对汽车的支持力大小等于汽车对千斤顶的压力大小,为3×105 N,故A错误;将汽车对千斤顶的压力分解为沿两臂的两个分力,如图所示,根据对称性可知,两臂受到的压力大小相等,有2F1cos θ=F,解得此时千斤顶每臂受到的压力大小均为F1=3×105 N,故B正确;若继续摇动把手,将汽车顶得更高,两臂靠拢,夹角变小,由F1= ,可知千斤顶每臂受到的压力将减小,故C错误;汽车能被顶起是因为千斤顶对汽车的力大于汽车自身重力,千斤顶对汽车的力与汽车对千斤顶的力是相互作用力,大小相等,故D错误. 两分力 相互垂直 合力大小:F= 合力方向:tan θ= 两分力大 小相等, 夹角为θ 合力大小:F=2F1cos 合力方向:F与F1夹角为 (当θ=120°时,F1=F2=F) 合力与 其中一个 分力垂直 合力大小:F= 合力方向:sin θ= $