【讲与练】高中物理人教版(2019)必修1：3.4 力的合成和分解第1课时合力和分力力的合成和分解课件

第三章相互作用——力4．力的合成和分解第1课时合力和分力力的合成和分解课前预习反馈课内互动探究课堂达标检测目标体系构建核心素养提升目标体系构建1．知道合力与分力的概念，体会等效替代的思想。2．通过实验探究，得出平行四边形定则。3．会利用作图和三角函数知识求解合力或者分力。4．知道矢量相加遵从平行四边形定则，能区分矢量和标量。物理观念1．形成初步的共点力、合力、分力、力的合成、力的分解、矢量和标量的概念。2．应用力的合成和分解解决简单的实际问题。科学思维1．体会合力和分力的等效替代关系的物理思想。2．力的分解是力的合成的逆运算。课前预习反馈

合力和分力

知识点

11．共点力几个力如果都作用在物体的_________，或者它们的作用线_____________，这几个力叫作共点力。2．合力与分力假设一个力单独作用的_______跟某几个力共同作用的_______相同，这个力就叫作那几个力的______，这几个力叫作那个力的______。3．合力与分力的关系合力与分力之间是一种___________的关系，合力作用的_______与分力_________________相同。同一点相交于一点效果效果合力分力等效替代效果共同作用的效果『微训练』

(多选)一件行李重为G，被绳OA和OB吊在空中，OA绳和OB绳的拉力分别是F1、F2，如图所示，则()A．F1、F2的合力是GB．F1、F2的合力是FC．行李对绳OA的拉力方向与F1方向相反，大小相等D．行李受到重力G、OA绳拉力F1、OB绳拉力F2，还有F共四个力BC解析：合力与分力具有等效替代的关系。所谓等效是指力F的作用效果与其分力F1、F2共同作用产生的效果相同，F1和F2的合力的作用效果是把行李吊起来，而G的作用效果是使行李下落，另外产生的原因(即性质)也不相同，故A项错误；F1和F2的作用效果和F的作用效果相同，故B项正确；行李对绳OA的拉力与绳拉行李的力F1是相互作用力，等大反向，故C项正确；合力F是为研究问题方便而假想出来的力，实际上不存在，应与实际受力区别开来，故D项错误。力的合成和分解

知识点

21．力的合成：求_______________的过程。2．力的分解：求_______________的过程。3．平行四边形定则：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。几个力的合力一个力的分力邻边对角线F注意：(1)力的合成是唯一的。(2)只有同一物体所受的力才可以合成。(3)不同性质的力也可以合成。(4)受力分析中分力和合力不能同时出现，切勿重复分析。4．如果没有限制，同一个力F可以分解为_______对大小、方向不同的分力。5．两个以上共点力的合力的求法：先求出任意两个力的合力，再求出这个合力与第三个力的合力，直到把___________都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。无数所有的力矢量和标量

知识点

31．矢量：既有大小又有方向，相加时遵从_________________的物理量。2．标量：只有大小，没有方向，相加时遵从___________的物理量。注意：矢量和标量的根本区别在于它们的运算法则不同，而不是有无方向。平行四边形定则算术法则『微训练』1．根据预习内容，判断下列说法正误：(1)两个力的合力一定等于这两个力的代数和。()(2)两个力的合力一定大于其中任意一个力的大小。()(3)两个力的合力的方向可能与两个分力的方向都不相同。()(4)分力与合力是同时作用在物体上的。()(5)将一个已知力进行分解，得到的分力是唯一的。()(6)矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同。()××√××√2．如图所示，吊环运动员在体操比赛过程的四个静止动作中，两侧吊绳所受拉力最小的是()解析：两侧拉力的合力大小等于人的重力，由力的合成法则知，两侧绳的夹角越小，其吊绳所受拉力越小，故选D。D课内互动探究探究

合力与分力要点提炼1．合力与分力的相关性2．合力与分力间的大小关系当两分力F1、F2大小一定时(1)两力同向时合力最大：F＝F1＋F2，方向与两力同向；(2)两力方向相反时，合力最小：F＝|F1－F2|，方向与两力中较大的力同向。(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。典例剖析

关于合力与其两个分力的关系，正确的是()A．合力与分力同时作用在物体上B．合力的大小随两分力夹角的增大而增大C．合力的大小一定大于任意一个分力D．合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力思路引导：解答本题时需要把握以下两点：(1)合力与分力作用效果相同，但不同时作用在物体上；(2)合力与分力遵循平行四边形定则。典题1D解析：合力与分力是等效替代关系，它们并不是同时作用在物体上，选项A错误；根据平行四边形定则可知：两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力，如下图甲，也不一定小于大的分力，如下图乙；合力的大小也不随夹角的增大而增大如下图丙；并且也不一定大于任意一个分力，故D正确，B、C错误。思维升华：(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。

下列关于合力和分力的说法中，正确的是()A．合力总比任何一个分力都大B．两个力的合力至少比其中的一个分力大C．合力的方向只与两分力的夹角有关D．合力的大小介于两个分力之差的绝对值与两个分力之和之间解析：根据平行四边形定则知，合力可能比分力大，可能比分力小，还可能与分力相等，A、B错误；根据平行四边形定则知，合力的方向取决于两分力的大小和方向，C错误；合力的大小取值范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，即合力的大小介于两个分力之差的绝对值与两个分力之和之间，D正确。对点训练❶D探究

求合力的方法要点提炼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．计算法可以根据平行四边形定则作出分力及合力的示意图，然后由几何知识求解对角线，即为合力。以下为求合力的几种特殊情况：(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。(3)在计算合力时要尽可能构造和利用直角三角形，这样更方便求解。典例剖析

(2023·山东省德州市高一上学期月考)港珠澳大桥是一座跨海大桥，连接香港大屿山、澳门半岛和广东省珠海市，全长为49.968千米，主体工程“海中桥隧”长35.578千米，其中海底隧道长约6.75千米，桥梁长约29千米。桥梁采用斜拉索式，假设斜拉桥中一对钢索与竖直方向的夹角是30°，如图乙所示，每根钢索中的拉力都是3×104牛，那么它们对塔柱形成的合力有多大？方向如何？典题2思路引导：本题可用作图法或计算法求解。(1)作图法简单、直观，是物理学中常用的方法之一，但不够精确。(2)在应用计算法时，要画出力的合成的示意图。(3)两力夹角为特殊角(如120°、90°等)时，应用计算法求合力更简单。解析：把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力，以它们为邻边画出一个平行四边形，其对角线就表示它们的合力。由对称性可知，合力方向一定沿塔柱竖直向下。下面用两种方法计算这个合力的大小：解法一：作图法如下图甲所示，自O点引两根有向线段OA和OB，它们跟竖直方向的夹角都为30°。取单位长度为1×104N，则OA和OB的长度都是3个单位长度，作出平行四边形和对角线OC。量得对角线OC长为5.2个单位长度，所以合力的大小为F＝5.2×1×104

N＝5.2×104N。答案：5.2×104N方向竖直向下思维升华：(1)作图时，合力、分力要共点，实线、虚线要分清，标度要唯一且适当。(2)作图法和计算法均为矢量运算的通用方法。

已知F1不变、F2大小不变，F为它们的合力，θ为合力和分力F1之间的夹角θ。如图为F－θ图，则这两个分力的大小分别是()A．F1＝1N

F2＝4NB．F1＝2N

F2＝3NC．F1＝3N

F2＝2ND．F1＝4N

F2＝4N解析：根据题意，由图可知，当θ＝180°时，F与F1反向，且两个力合力大小为1N，即F2－F1＝1N，当θ＝0°时，F与F1同向，且两个力合力大小为5N，即F2＋F1＝5N，解得F1＝2N，F2＝3N。故选B。对点训练❷B核心素养提升等效思想运用等效思想处理问题的一般步骤为：(1)分析新事物(需研究求解的物理问题)的本质特性和非本质特性。(2)寻找适当的替代物(熟悉的事物)，以保留新事物的本质特性，抛弃非本质特性。(3)研究替代物的特性及规律。(4)将替代物的规律迁移到新事物中去。(5)利用替代物遵循的规律、方法求解，得出结论。合力与分力的关系体现了等效思想，这是物理学中一种重要的思想方法。等效思想，亦称为等效替代法，其特征是：如果忽略细节，若两个事物在某方面的效果相同，就可以在所研究的特定问题中用其中一个事物代替另一个。第二章拓展模型竖直上抛运动的分段研究和整体研究、本章第1节重心的概念、初中涉及的等效电路均利用了等效思想。后续课程，如必修第二册运动的合成与分解等，多处涉及等效思想，这也是近年高考考查的一个重要能力，因此我们应引起重视，在平时的学习中注意积累、运用。不止高中物理课程的学习，甚至科学研究中也用到等效思想，例如爱因斯坦的广义相对论甚至就是在等效原理的基础上建立的。借助等效思想，我们可利用熟悉、简单的事物、规律认识新的、复杂事物的特性及规律，或者求解某些普通方法难以解决的物理问题，以简化实际问题。(多选)下列事例体现等效法的有()A．马德堡半球实验中，在每一侧用1头大象代替8匹马，同样恰好可以拉开2个半铜球B．定义加速C．从匀速竖直上升的热气球上落下的压舱物的运动，可看作竖直向上的匀速直线运动与自由落体运动的合运动D．初中物理中用磁感线描述磁场案例AC解析：根据题意是用一头大象代替了八匹马，效果相同，故一头大象的拉力与八匹马的拉力在作用效果上是相等的，一头大象的拉力可以等效替代八匹马的拉力，故A正确；定义加速度是比值定义法，与等效法无关，故B错误；从匀速竖直上升的热气球上落下的压舱物的运动，可看作竖直向上的匀速直线运动与自由落体运动的合运动，即是两个运动的等效，故C正确；初中物中用磁感线描述磁场，是模型法，故D错误。课堂达标检测一、合力与分力的关系1．关于两个大小不变的分力与其合力的关系，下列说法正确的是()A．合力的大小随两力夹角增大而增大B．合力的大小不能小于分力中最小者C．合力的大小一定大于分力中最大者D．合力的大小随着夹角的减小而增大解析：