3.4力的合成和分解 课件-2026-2027学年高一上学期物理人教版必修第一册

该高中物理课件围绕“力的合成和分解”展开，涵盖合力与分力、平行四边形定则、正交分解等核心知识点。课堂导入通过“新三个和尚没水喝”故事引发思考，结合曹冲称象等等效法示例，搭建从生活现象到物理概念的认知支架，衔接后续合成、分解等知识。 其亮点在于以情境创设和实验探究为核心，通过故事激发兴趣培养科学探究能力，等效法与平行四边形定则实验助力科学思维的模型建构，联系桥的引桥问题深化物理观念。练习与总结帮助学生系统掌握，教师可借助结构清晰的内容提升教学效率。

3.4 力的合成和分解 教师： 日期： 月 日 DL学物理教悟理--赣 物理雾里悟理 　新“三个和尚没水喝” 　　 “三个和尚没水喝”的故事说的是一个和尚挑水喝，两个和尚抬水喝，三个和尚我依赖你，你依赖我，大家都不肯出力，结果都没水喝．然而，如果三个和尚都肯出力，是不是就一定有水喝呢？如图所示，有一种特殊的杠棒，棒有三个方向，互成120°角，中间挂着一个盛满水的水桶．现他们各自向前用力，在同一水平面上力的大小相同，且同一时刻跨出步子，结果发现寸步难行，时间过去了，水桶还在原地． 请你思考： 　　在这幅漫画中，三个和尚并不懒惰，都很卖力，可他们还是喝不上水，其原因是： 　　(1)三人用力方向互成120°角； 　　(2)三个人用力大小相等． 　　你认为这样的分析正确吗？请你从力的合成的角度分析三个和尚没水喝的理由． 课堂引入 物理雾里悟理 = 等效 一头牛 三个人 课堂引入 思想方法：等效法 等效法：曹冲称象 物理雾里悟理 F1 F2 G F G 一、力的合成 等效代替 分力 合力 等效代替（不是多了一个力） 求几个力的合力的过程，叫做力的合成 物理雾里悟理 合力与分力： 定义：一个力，如果它产生的效果跟几个力共同产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，那几个力就是这个力的分力，合力与分力之间的关系是“等效替代”的关系。 力的合成： 求几个力的合力的过程叫做力的合成 理解要点：合力是几个力的共同作用效果，并不是单独存在的力，因此受力分析中合力和分力不能同时出现，即“有合力就没有分力，有分力就没有合力” (1)等效性：合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，它们在效果上可以相互替代。 (2)同体性：各个分力是作用在同一物体上的，分力与合力为同一物体，作用在不同物体上的力不能求合力。 (3)瞬时性：各个分力与合力具有瞬时对应关系，某个分力变化了，合力也同时发生变化。 一、力的合成 物理雾里悟理 一条直线上的力的合成 F1 F2 F1 F=F1 + F2 F2 F1 F=F1 - F2 一个力作用 二力同向 二力反向 物理雾里悟理 如果以表示两个力F1和F2的有向线段为邻边作平行四边形，那么其合力F的大小和方向这两个邻边之间的对角线来表示，这叫做力的平行四边形定则。 F2 F · F1 O 力的平行四边形定则 互成角度的力的合成 物理雾里悟理 1.两个分力F1、F2大小不变，合力随夹角如何变化？ ①合力最大: F=F1+F2(夹角为0, 即方向相同) ②合力最小: F=︱F1 - F2︱(夹角为180,即方向相反) q F ③合力的大小范围: ︱F1 - F2︱ ≤ F ≤ F1 + F2 ④合力可能大于、等于、小于任一分力 ⑤两个分力F1、F2大小不变，两个分力的夹角越大，合力越小。 平行四边形定则 合力与分力的大小关系 1 5 F/N 0 180o 360o 物理雾里悟理 ①合力一定时，两等大分力大小随夹角增大而增大 ②当夹角为120°时，合力F=F1=F2 2.合力一定时，两等大分力随夹角如何变化？ 平行四边形定则 合力与分力的大小关系 物理雾里悟理 三个及三个以上力的合成方法： F1 F2 F3 F4 F12 F123 F1234 说明： （1）求多个力的合力时，与求解顺序无关。 （2）几个力的合力只有一个，是唯一的。 先求两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，以此类推，直到把所有力合为一个力，得到总合力。 多个力的合成 物理雾里悟理 如果一个物体受两个或多个力作用，这些力都作用在物体上的同一点，或者虽不作用在同一点上，但它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力。 力的合成的平行四边形法则，只适用于共点力 二、共点力 F1 F2 F1 F2 物理雾里悟理 1、下列 关于合力的叙述中正确的是（ ） A、合力是原来几个力的等效替代，合力的作用效果与分力的共同作用效果相同。 B、两个力夹角为 ，它们的合力随 增大而增大。 C、合力的大小不会比分力的代数和大 D、不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成运算。 A、C 2、物体同时受到同一平面内三个共点力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是（ ） A、5N，7N，8N B、5N，2N，3N C、1N，5N，10N D、10N，10N，10N C 你能行！！ 物理雾里悟理 三、力的分解 1、力的分解是力的合成的逆运算 2、力的分解同样遵守平行四边行定则 F F1 F2 分力F1、F2 合力F 力的合成 力的分解 把一个已知力F作为平行四边形的对角线,那么与力F共点的平行四边形的两个邻边,就表示力F的两个分力. 注意:几个分力与原来那个力是等效的,它们可以互相代替， 并非同时并存!!! 物理雾里悟理 F 3、如果没有其它限制，对于同一条对角线，可以作出无数个不同的平行四边形． 三、力的分解 力的分解是由研究的问题所决定的，选择的分解方法要有利于问题的解决。一般情况下，要选择按力的实际作用效果进行分解 物理雾里悟理 动手试试：如图，用铅笔支起图中的绳子 F的作用效果: ①橡皮条被拉伸 ②掌心受到压力 A B C θ F F1 θ F2 亲自体会 看来按力的作用效果来分解比较合适 三、力的分解 探究1 物理雾里悟理 G θ G G2 G1 θ θ G2=G sinθ G1=G cosθ 一般情况下，要选择按力的实际作用效果进行分解 探究2 G1 G2 G 物理雾里悟理 能解决什么问题 联系实际：高大的桥为什么要造很长的引桥？ G1 G2 G q q 物理雾里悟理 实例：当载重卡车陷于泥坑中时，汽车驾驶员按图所示的方法，用钢索把载重卡车和大树栓紧，在钢索的中央用较小的垂直于钢索的侧向力就可以将载重卡车拉出泥坑，你能否用学过的知识对这一方法作出解释。 F 小合力得大分力 “四两拨千斤” F 探究3 三、力的分解 物理雾里悟理 正交分解步骤： 四、力的正交分解法 定义：把一个已知力沿着两个互相垂直的方向进行分解 ①建立xoy直角坐标系 ②沿xoy轴将各力分解 ③求xy轴上的合力Fx,Fy ④最后求Fx和Fy的合力F 如图所示，将力F沿力x、y方向分解，可得： 正交分解法 化复杂的矢量运算为普通的代数运算，将力的合成化简为同向或反向或垂直方向。便于运用普通代数运算公式来解决矢量的运算。正交分解法求合力，运用了“欲合先分”的策略，即为了合成而分解，降低了运算的难度，是一种重要思想方法。 物理雾里悟理 A B C 把两个矢量首尾相接，从一个矢量的始端指向另一个力的末端从而求出合矢量，这个方法叫做三角形定则。 五、三角形定则 F1 F2 O F2 F F F1 F2 物理雾里悟理 物体受三个力处于平衡态：平移后构成封闭矢量三角形 F1 F2 F4 F3 F G N T F=0 F3 F1 F2 F4 F5 五、三角形定则 物理雾里悟理 21 标量：在物理学中，只有大小而没有方向的物理量叫标量。 矢量：在物理学中，既有大小又有方向的物理量叫矢量。 如：力、位移、速度、加速度等 如：时间、路程、质量、温度、长度、能量、速率等 矢量运算遵循平行四边形定则 标量运算遵循算术加法法则 六、矢量与标量 物理雾里悟理 课堂总结（板书设计） 物理雾里悟理 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 Lavf59.6.100 $