第3章 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（教科版）

该高中物理课件围绕力的合成展开，涵盖合力与分力的等效替代关系、实验探究互成角度力的合成规律、平行四边形定则及应用，通过实验操作导入，衔接力的概念，为后续力的分解构建学习支架。 其亮点在于注重科学探究与科学思维，实验详细呈现原理、步骤及数据处理，知识辨析通过问题引导质疑创新，关键能力部分系统总结合力大小规律与计算方法。学生能提升探究能力和思维严谨性，教师可依托结构化资源实施高效教学。

4　力的合成 知识点 1 几个力可以用一个力来替代 知识 清单破 1.合力与分力 (1)定义:如果力F的作用效果与力F1和F2共同作用的效果相同,我们就称F为F1和F2的合力,力F 1和F2为力F的分力。 (2)合力与分力的关系:在作用效果上是一种等效替代关系。 (3)合力与分力的三个性质 第1讲　描述运动的基本概念   2.力的合成:求几个力的合力的过程叫作力的合成。 3.共点力:作用于物体上同一点,或者作用在同一物体上且力的作用线相交于同一点的几个 力。 第1讲　描述运动的基本概念 1.实验原理 (1)合力F的确定:把一端固定的同一根橡皮筋拉伸到某点,一次只用一个力F作用,另一次用两 个共点力F1与F2共同作用,则F为F1和F2的合力。 (2)合力理论值F'的确定:作出F1和F2的图示,根据平行四边形定则求得合力F'。 (3)平行四边形定则的验证:在实验误差允许的范围内,比较F'和F是否大小相等、方向相同。 2.实验器材 薄木板、橡皮筋、轻质小圆环、细绳、弹簧测力计、图钉、白纸、铅笔、刻度尺、三角 板。 3.实验步骤 (1)在水平放置的薄木板上用图钉固定一张白纸,橡皮筋的一端固定在木板上的K点处,橡皮 知识点 2 实验:探究两个互成角度的力的合成规律 第1讲　描述运动的基本概念 筋的自然长度为KE。用一根细绳把橡皮筋的E端与轻质小圆环连接起来,如图(a)所示。   (2)从小圆环上再引出两根细绳,用两个弹簧测力计钩住这两根细绳,互成角度地用力F1和F2 拉小圆环,使橡皮筋伸长。保持小圆环静止,将它此时所处的位置记为O点,如图(b)所示。用 笔记下两个拉力F1和F2的方向,并记录它们的大小。 第1讲　描述运动的基本概念 (3)撤去F1和F2,改为只用一个弹簧测力计钩住连接小圆环的细绳,用力F拉橡皮筋,使小圆环同 样静止于O点处,如图(c)所示。用笔记下拉力F的方向,并记录它的大小。   (4)取下白纸,在纸上用同一个标度分别作出力F1、F2及F的图示,如图(d)所示。 第1讲　描述运动的基本概念 4.数据处理 (1)以F1和F2的图示为邻边作平行四边形,其对角线为F'; (2)比较F'与F,若F'与F在实验误差允许的范围内,大小相等、方向相同,则说明互成角度的力 的合成遵循平行四边形定则。 第1讲　描述运动的基本概念 　　在两个力合成时,用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形,那么合力F的大 小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示出来,如图,这种求合力的方法叫作力的平 行四边形定则。   知识点 3 平行四边形定则 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.合力总比分力大吗? 2.力F的大小为100 N,它的一个分力F1的大小为60 N,则另一个分力可能小于40 N吗? 3.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,使用弹簧测力计拉橡皮筋时,拉力应大些吗? 4.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中,用一个弹簧测力计拉橡皮筋时,只需记录 弹簧测力计示数吗? 提示 提示 提示 提示 1.不是。合力与分力满足平行四边形定则,合力用对角线表示,对角线不一定比邻边长,故合力不一定大于分力。 2.不可能。设另一个分力大小为F2,根据平行四边形定则,可知另一个分力的取值范围是F-F1≤F2≤F+F1,即40 N≤F2≤160 N。 3.不是。拉力应适当,不能超过弹簧测力计量程。 4.不是。用一个弹簧测力计拉橡皮筋时,需要记录弹簧测力计示数和细绳方向。 第1讲　描述运动的基本概念 关键能力定点破 第1讲　描述运动的基本概念 1.合力F的大小与两分力的夹角θ(0°≤θ≤180°)的关系 (1)在两个分力F1、F2大小一定的情况下,当θ角减小时,合力F增大;当θ角增大时,合力F减小。   (2)合力F大小的范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2 ①当θ=0时,F最大,有Fmax=F1+F2; ②当θ=180°时,F最小,有Fmin=|F1-F2|,方向与较大的分力方向相同。 2.合力可以大于分力,也可以等于分力,还可以小于分力(如上图)。 关键能力 定点破 定点 1 合力与分力的大小关系分析 第1讲　描述运动的基本概念 3.当两个分力的夹角θ一定时,两个分力增大,其合力不一定增大。如两个分力F1、F2的大小 分别为6 N、2 N,当夹角为180°时,F1、F2的大小分别变为7 N、6 N,其合力大小从4 N变为1 N。 4.三个共点力的合力大小范围 (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不在|F1-F2|~(F1+F2)范围内,则合力的最小值不可能为零,合力的最小值等于三个力中 最大的力减去另外两个力。 第1讲　描述运动的基本概念 1.“作图法”求共点力的合力 (1)如图为用作图法求F1、F2的合力F。   (2)求解思路的流程 定点 2 求共点力的合力的方法 第1讲　描述运动的基本概念 画两个分 力的图示 ⬇ 从力的作用点起,按同一标度 作出两个分力F1、F2的图示 画平行四 边形 ⬇ 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 得出合力 的大小和 方向 ①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 ②用量角器量合力F与某一分力(F1或F2)的 夹角,得出合力的方向 第1讲　描述运动的基本概念 2.“计算法”求共点力的合力 (1)情形一:两分力共线 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)情形二:两分力不共线 ①“计算法”求合力的一般过程 第1讲　描述运动的基本概念 根据平行 四边形定 则作出力 的示意图 ⬇   根据几何 知识求解 平行四边 形的对角 线,即为合 力的大小 由余弦定理有 F=  =  第1讲　描述运动的基本概念 ②“计算法”求合力的三种特殊情况 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 第1讲　描述运动的基本概念 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 3.求多个力的合力的思路与技巧 (1)作示意图:把表示所有力的有向线段始端都画在一起,观察分析各个力的大小及方向,选择 合成力的方法。 (2)方法的选择:注意分析几何关系,根据实际情况恰当借助矢量三角形、正弦定理、余弦定 理以及几何关系的对称性等求解。 (3)示例: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 $