第4节 力的合成和分解(课件)高一物理（人教版2023必修第一册）（第1课时）(共27张PPT)

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第4节力的合成和分解

第3章

第1课时

目录

CONTENTS

合力与分力

01

探究两个互成角度的力的合成规律

02

矢量和标量

03

《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”大象的重量的？采用的是什么方法？

等效替代

石头的质量

大象的质量

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，但它们的延长线相交于同一点，这几个力叫做共点力。

钩子受到的力是一组共点力

共点力

新知探究

01

合力与分力

导学探究

某班师生在植树节给树浇水，如图所示，老师一人提着一桶水到现场，放下桶，然后小娟、小明共同提起该桶，准备给树浇水，老师的拉力为F，小娟、小明作用在桶上的力分别为F1、F2。

(1)F与F1、F2共同作用的效果相同吗？

答案相同

(2)判断力F、F1、F2中哪些力是分力，哪些力

是合力。

答案F为F1和F2的合力，F1、F2为F的分力。

１、定义：一个力(F)作用的效果跟几个力(F1、F2……)共同作用的效果相同，这个力(F)叫做那几个力的合力。那几个力叫做这个力的分力。

注意：并不是物体又多受了一个合力

2、关系：

合力

分力

等效替代

大小关系:当两分力F1、F2大小一定时

(1)两力同向时合力最大：

(2)两力方向相反时，合力最小：

F合

F1

F2

F合=F1+F2

F1

F2

F合

F合=│F1-F2│

合力与分力间的大小关系

当两分力F1、F2大小一定时

(3)两力夹角为θ时，如图，合力随θ的增大而减小，合力大小的范围是：|F1－F2|≤F≤F1＋F2.

特别提醒：

(1)在力的合成中分力是实际存在的，

每一个分力都有对应的施力物体，而合力没有与之对应的施力物体。

(2)合力为各分力的矢量和，合力可以大于两个分力中的任何一个力，也可以小于两分力中的任何一个力，还有可能和分力大小相等。

(1)合力与分力都是客观存在的力。()

(2)合力F一定与其分力的作用效果相同。()

(3)合力与分力同时作用于物体上。()

(4)两分力一定是同一物体受到的力。()

×

√

×

√

1.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.F1、F2一定是同种性质的力

C.F1、F2一定是同一物体受到的力

D.F1、F2与F是物体同时受到的力

AC

答案解析：

合力与分力效果相同

F1、F2实际存在，F只是一种效果

合力与分力要会区分

2.两个力F1与F2，其合力为F，则()

A．合力一定大于任一分力

B．合力有可能小于某一分力

C．分力F1增大，而F2不变，且它们的夹角不变

时，合力F一定增大

D．当两分力大小不变时，增大两分力的夹角，

则合力一定减小

BD

答案解析：

合力与分力效果相同

F1、F2实际存在，F只是一种效果

合力与分力大小不存在决定关系

合力与分力要会区分

02

探究两个互成角度的力的合成规律

1.【实验原理】

(1)两个力F1、F2共同作用，能把橡皮条末端小圆环拉到某点，一个力F也可以把橡皮条末端的小圆环拉到，则F与F1和F2共同作用的____相同，则F等于F1和F2的合力。

(2)选择适当的标度，在白纸上作出F1、F2和F的图示，观察三者间的关系，做出猜想。

(3)进行检验，得出结论。

同一点

效果

请同学们阅读教材，然后小组讨论，如何利用桌上器材设计探究方案？

2.【实验器材】方木板、白纸、弹簧秤（两个）、橡皮条、细绳、三角板、图钉

3.【实验步骤】

(1)在方木板上用图钉固定一张白纸，如图甲所示，用图钉把橡皮条的一端固定在木板上A点，在橡皮条的另一端挂上轻质小圆环。

(2)用两个弹簧测力计分别钩住小圆环，互成角度地拉橡皮条，将小圆环拉到某位置O，用铅笔描下小圆环O的位置和细绳的，并记录两弹簧测力计的读数。

(3)用一个弹簧测力计拉橡皮条，将小圆环拉到，记下弹簧测力计的读数和细绳的。

方向

同一位置O

方向

(4)如图乙所示，利用刻度尺和三角板，按适当的标度作出用两个弹簧测力计拉时的拉力F1和F2的图示以及用一个弹簧测力计拉时的拉力F的图示，观察三者间的关系。做出猜想：F是以F1、F2为邻边的平行四边形的对角线。以F1、F2为邻边画出，并画出对角线F′。

(5)进行验证：比较F与F′的大小和方向，若它们在实验误差允许范围内相同，则两个互成角度的力的合成遵循平行四边形定则。

平行四边形

(6)得出结论：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为作平行四边形，这两个邻边之间的就代表合力的大小和方向，如图所示，表示F1与F2的合力。这就是平行四边形定则。

邻边

对角线

F

F2

F合

·

F1

O

1、橡皮筋拉长时结点O的位置一定要相同

2、两个测力计互成角度拉时，夹角不易太大，也不易太小

3、平行木板拉动测力计，读数时要正视刻度，绳套适当长一点

4、三记：记录O点位置、细绳的方向、测力计的示数

注意事项

1.某学生在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，将橡皮条的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小分度为0.1N的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计，当橡皮条的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直(如图甲)，这时弹簧测力计的读数可从图中读出。

(1)由图可读得两个相互垂直的拉力大小为F1＝______N，F2＝______N。

4.00

2.50

(2)在方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力，并求出合力的近似值F＝________N。

4.70

因为读数2.50N、4.00N均是0.50N的整数倍，所以选方格纸中一个小方格的边长表示0.50N，应用平行四边形定则，即可画出两个力以及它们的合力，如图所示。

对角线长度约为9.4格，即合力约为4.70N。

2.某同学用如图甲所示的装置“探究两个互成角度的力的合成规律”。将一木板竖直放在铁架台和轻弹簧所在平面后，其部分实验操作如下，请完成下列相关内容：

(1)如图甲，在木板上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O；

(2)卸下钩码然后将两细绳套系在弹簧下端，用两只弹簧测力计将轻弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的________及两弹簧测力计相应的读数。图乙中B弹簧测力计的读数为________N；

方向

11.40

(3)该同学在坐标纸上画出两弹簧测力计拉力FA、FB的大小和方向，如图丙所示，请在图丙中作出FA、FB的合力F。

丙

(4)通过第(3)问作出的图可得出什么结论：________________________。

在实验误差允许的范围内，两共点力的合成遵循平行四边形定则。

03

矢量和标量

1.矢量:既有大小又有，相加时遵从的物理量。

2.标量:只有大小，没有，相加时遵从算术法则的物理量。

方向

平行四边形定则

方向

对矢量和标量的理解，下列选项正确的是

A.