3.4 力的合成（PPT同步课件）-【学而思】2026-2027学年高一物理必修第一册分层练习（粤教版）

该高中物理课件聚焦力的合成，涵盖合力与分力概念、平行四边形定则及合力计算方法。通过探究实验导入，让学生拉弹簧测力计使汇力圆环重合，记录力的大小方向，衔接力的基本概念，为多力合成学习搭建支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过实验步骤得出平行四边形定则，知识辨析强化概念理解，典例结合电线杆拉力计算培养推理能力。结构层层递进，助力学生构建物理观念，教师可利用其系统资源提升教学效果。

第四节　力的合成 知识点1　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。 知识 清单破 知识点 1 合力与分力 第1讲　描述运动的基本概念 知识点2　力的合成 1.定义:求几个力的合力的过程叫作力的合成。 2.探究两个互成角度的力的合成规律 a.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。   b.直接用一个弹簧测力计拉细绳,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。 知识点 2 力的合成 第1讲　描述运动的基本概念 c.在平板上用力的图示法作出三个力,观察这三个力所构成的几何图形。 d.改变步骤a中的两个拉力的大小和方向,重复上述的步骤。 根据实验结果,可以得出这三个力满足平行四边形定则。 3.平行四边形定则:两个力合成时,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,F表示F1与F2的合力。 第1讲　描述运动的基本概念 (1)利用作图法求合力; (2)利用计算法求合力。 知识点 3 合力的计算 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 1.合力与原来几个力同时作用在物体上。 (　    ) 2.合力的作用可以替代原来几个力的作用,它与那几个力是等效替代关系。 (　    ) 3.两个力的合力一定大于其中任意一个力的大小。 (　    ) 4.合力F的大小随分力F1、F2之间夹角的增大而减小。 (　    ) 合力与分力不是同时存在的,它们之间是等效替代关系 提示 ✕ √ √ ✕ 第1讲　描述运动的基本概念 疑难 情境破 疑难1　求两个力的合力的方法 讲解分析 1.作图法 　　根据两个分力的大小和方向,用力的图示法,从力的作用点起,按同一标度作出两个分力 F1、F2,再以F1、F2为邻边作出平行四边形,从而得到F1、F2之间的对角线,然后根据力的标度 去量度该对角线,对角线的长度代表了合力的大小,对角线与某一分力的夹角可以确定合力 的方向。 如图所示:用作图法求F1、F2的合力F。 疑难1 求两个力的合力的方法 第1讲　描述运动的基本概念 2.计算法 (1)两分力共线时 ①若F1、F2两力同向,则合力F=F1+F2,方向与两力同向。 ②若F1、F2两力反向,则合力F=|F1-F2|,方向与两力中较大者同向。 (2)两分力不共线时 　　根据平行四边形定则作出力的示意图,然后根据几何知识求解平行四边形的对角线,即 合力。 　　以下为求合力的三种特殊情况: 第1讲　描述运动的基本概念 类型 作图 合力的计算 两分力 相互垂直   大小:F= 方向:tan θ=  两分力大小 相等,夹角为θ   大小:F=2F1 cos  方向:F与F1夹角为  特殊情况:当θ=120°时,F1=F2=F 合力与其中一个分力垂直 大小:F= 方向:sin θ=  第1讲　描述运动的基本概念 典例 如图甲所示,为了防止电线杆发生倾斜,在两侧对称地用钢丝绳加固,每根钢丝绳的拉力 大小均为600 N【1】。 (1)若钢丝绳与电线杆的夹角θ为30°【2】,求钢丝绳对电线杆拉力的合力大小; (2)钢丝绳固定电线杆的另一种形式如图乙所示【3】,为保证两根钢丝绳拉力的合力大小、方 向不变,即与(1)中相同【4】,求两根钢丝绳拉力的大小各为多大? 第1讲　描述运动的基本概念 信息提取    【1】【2】电线杆受两钢丝绳拉力作用,两拉力大小相等;拉力方向与竖直方向 的夹角为30°,可知两根钢丝绳对电线杆拉力的合力方向竖直向下; 【3】钢丝绳a与竖直方向的夹角为30°,钢丝绳b与竖直方向的夹角为90°; 【4】a、b钢丝绳拉力的合力大小与(1)中相同,方向也是竖直向下。 思路点拨    在第(1)问中,已知电线杆受的两钢丝绳拉力的大小和方向,根据平行四边形定则, 求两个力的合力【5】。第(2)问中,已知两钢丝绳拉力的方向及合力的方向,利用平行四边形定 则求两拉力的大小【6】。求解这两个互成角度的力的合力时,可采用作图法或计算法。 第1讲　描述运动的基本概念 解析    (1)方法一:作图法 如图1所示,设两钢丝绳结点为O,自O点引两条有向线段OA和OB,它们跟竖直方向的夹角都 为30°。取单位长度代表200 N的力,则OA和OB都是3个单位长度。利用平行四边形定则作 图,量得对角线OC长为5.2个单位长度,所以合力的大小为F=5.2×200 N=1 040 N(由【1】、 【2】、【5】得)。   方法二:计算法 根据两钢丝绳的拉力大小相等,方向与竖直方向的夹角均为30°角,作出力的平行四边形是一 个菱形,如图2所示,连接A、B,交OC于D,则AB与OC互相垂直平分,故OD= OC。∠AOD=30°, 第1讲　描述运动的基本概念 则有F=2F1 cos 30°=2×600×  N=600  N。 (2)以图2中两根钢丝绳结点为研究对象,a、b两钢丝绳拉力的合力F竖直向下,大小为600  N,作出力的平行四边形如图3所示(由【3】、【4】、【6】得): 根据几何关系,可得钢丝绳a的拉力大小 第1讲　描述运动的基本概念 Fa= =  N=1 200 N 钢丝绳b的拉力大小 Fb=F tan 30°=600 ×  N=600 N。 答案    (1)1 040 N或600  N     (2)1 200 N    600 N 第1讲　描述运动的基本概念 疑难2　多力的合成 讲解分析 1.三个力合力范围的确定 (1)最大值:三个力方向相同时,三力的合力最大,Fm=F1+F2+F3。 (2)最小值:任取两个力,求出其合力的范围,如果第三个力在这个范围之内,则这三个力合力的 最小值为零;如果第三个力不在这个范围之内,则合力的最小值等于三个力中最大的力减去 另外两个力。 2.多个力的合成方法 　　求多个力的合力时,先把表示所有力的有向线段始端都画在一起,然后观察分析各个力 的大小及方向,选择合成力的步骤。解题时可以借助矢量三角形、正弦定理、余弦定理以及 几何关系的对称性等求解。尤其要注意分析几何关系,根据实际情况恰当选择解题方法。 疑难2 多力的合成 第1讲　描述运动的基本概念 　　如图所示,有五个力F1、F2、F3、F4、F5作用于同一点O,构成一个正六边形的两条邻边 和三条对角线,已知F3的大小,求五个力的合力。 　　根据几何知识可知,F1和F4的合力与F3大小相等,方向相同,F2和F5的合力与F3大小相等,方 向相同,得合力为3F3。   第1讲　描述运动的基本概念 $