3.4 力的合成和分解 导学案 -2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4 力的合成和分解 导学案 -2022-2023学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 686.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-09-06 14:15:44 | ||
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文档简介
3.4力的合成和分解
【学习目标】
学会解力的合成和分解。
【学习重难点】
1．探究两个互成角度的力的合成规律；
2．运用力的合成和分解的知识分析日常生活中的有关问题。
【学习过程】
一、合力和分力（自学教材“合力和分力”部分）
1．合力：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力（resultant force）．
2．分力：假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力（component force）．
二、力的合成和分解
1．力的合成：求几个力的合力的过程叫作力的合成（composition of forces）．
2．力的分解：把求一个力的分力的过程叫作力的分解（resolution of force）．
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邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向．这个规律叫作平行四边形定则（parallelogram rule）．
4．力的分解法则：力的分解也遵从平行四边形定则．
5．多个共点力的合成方法
（1）共点力
几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力．
（2）多力合成的方法
先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力．
三、矢量和标量（自学教材“矢量和标量”部分）
1．矢量：既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量（vector）．
力、位移、速度、加速度都是矢量．
2．标量：只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量（scalar）．
质量、路程、功、电流等都是标量．
探究点2：探究两个互成角度的力的合成规律
如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE．在图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环．小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO．撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它处于O点（图丙）．力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都能使小圆环保持静止．
2．当分力F1、F2大小一定时，合力F大小与F1、F2间夹角θ的关系
力的合成方法 合力与分力的大小关系
θ＝0° F＝F1＋F2 合力大于分力
0°<θ<90° 平行四边形定则 合力大于分力
θ＝90° F＝ 合力大于分力
90°<θ<180° 平行四边形定则 合力可能大于、等于或小于分力
θ＝180° F＝|F1－F2| 合力小于其中较大的那个分力，且可能大于、等于或小于另一个分力
综合 |F1－F2|≤F≤F1＋F2
达标检测
一、单选题
1．关于合力和分力的说法正确的是（ ）
A．合力一定大于分力 B．合力和分力的作用效果相同
C．合力和分力可以作用在不同的物体上 D．合力和分力可以同时作用在物体上
2．两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图像如图所示，则这两个分力的大小分别是（ ）
A．1 N和4 N B．2 N和3 N C．1 N和5 N D．2 N和4 N
3．一艘帆船正逆风行驶，其逆风行驶的受力分析如图所示，风力的大小为F、方向与光滑平整的帆面的夹角为，航向与帆面的夹角也为，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，则风力在航向方向的分力大小为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，质量为m的物体受外力F1和F2的作用，F1方向水平向右，F2方向竖直向上，若物体静止在斜面上，则下列关系正确的是（ ）
A．F1sin θ＋F2cos θ＝mgsin θ，F2≤mg
B．F1cos θ＋F2sin θ＝mgsin θ，F2≤mg
C．F1sin θ＋F2cos θ＝mgsin θ，F2≥mg
D．F1cos θ＋F2sin θ＝mgsin θ，F2≥mg
5．如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点。现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向的夹角为，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量不可能为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，用相同的弹簧测力计将同一个重物m，分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，读数分别是F1、F2、F3、F4，已知θ=30°，则有（ ）
A．F4最大 B．F3=F2
C．F2最大 D．F1比其他各读数都小
7．减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全，当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，图中弹力F的画法正确且分解合理的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（ ）
A． B．kL C．kL D．2kL
9．力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力垂直桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
C．运动员做引体向上（缓慢上升）动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故
D．帆船能逆风行驶，说明风力一定能分解出沿船前进方向的分力
二、填空题
10．两个共点力分别为4N、6N的合力最大值为________N，最小值为_________N。
11．一个物体在五个共点力作用下保持平衡，现撤掉其中大小分别为和的两个力，其佘三个力保持不变，则其余三个力的合力大小范围为______，而除F1以外的四个力的合力为______N。
12．同一平面内的三个力，大小分别为6 N、10N、13N，若这三个力同时作用于某一物体，则该物体所受这三个力的合力的最大值和最小值分别为______、______
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B2．B3．A4．B5．B6．C7．B8．B9．D10． 10 211． 5N≤F合≤45N 2512． 29N 0
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【学习目标】
学会解力的合成和分解。
【学习重难点】
1．探究两个互成角度的力的合成规律；
2．运用力的合成和分解的知识分析日常生活中的有关问题。
【学习过程】
一、合力和分力（自学教材“合力和分力”部分）
1．合力：假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力（resultant force）．
2．分力：假设几个力共同作用的效果跟某个力单独作用的效果相同，这几个力就叫作那个力的分力（component force）．
二、力的合成和分解
1．力的合成：求几个力的合力的过程叫作力的合成（composition of forces）．
2．力的分解：把求一个力的分力的过程叫作力的分解（resolution of force）．
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邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向．这个规律叫作平行四边形定则（parallelogram rule）．
4．力的分解法则：力的分解也遵从平行四边形定则．
5．多个共点力的合成方法
（1）共点力
几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力．
（2）多力合成的方法
先求出任意两个力的合力，再求出这个合力跟第三个力的合力，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力．
三、矢量和标量（自学教材“矢量和标量”部分）
1．矢量：既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量叫作矢量（vector）．
力、位移、速度、加速度都是矢量．
2．标量：只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量（scalar）．
质量、路程、功、电流等都是标量．
探究点2：探究两个互成角度的力的合成规律
如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE．在图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环．小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO．撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它处于O点（图丙）．力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都能使小圆环保持静止．
2．当分力F1、F2大小一定时，合力F大小与F1、F2间夹角θ的关系
力的合成方法 合力与分力的大小关系
θ＝0° F＝F1＋F2 合力大于分力
0°<θ<90° 平行四边形定则 合力大于分力
θ＝90° F＝ 合力大于分力
90°<θ<180° 平行四边形定则 合力可能大于、等于或小于分力
θ＝180° F＝|F1－F2| 合力小于其中较大的那个分力，且可能大于、等于或小于另一个分力
综合 |F1－F2|≤F≤F1＋F2
达标检测
一、单选题
1．关于合力和分力的说法正确的是（ ）
A．合力一定大于分力 B．合力和分力的作用效果相同
C．合力和分力可以作用在不同的物体上 D．合力和分力可以同时作用在物体上
2．两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图像如图所示，则这两个分力的大小分别是（ ）
A．1 N和4 N B．2 N和3 N C．1 N和5 N D．2 N和4 N
3．一艘帆船正逆风行驶，其逆风行驶的受力分析如图所示，风力的大小为F、方向与光滑平整的帆面的夹角为，航向与帆面的夹角也为，风力在垂直帆面方向的分力推动帆船逆风行驶，则风力在航向方向的分力大小为（ ）
A． B． C． D．
4．如图所示，在倾角为θ的固定光滑斜面上，质量为m的物体受外力F1和F2的作用，F1方向水平向右，F2方向竖直向上，若物体静止在斜面上，则下列关系正确的是（ ）
A．F1sin θ＋F2cos θ＝mgsin θ，F2≤mg
B．F1cos θ＋F2sin θ＝mgsin θ，F2≤mg
C．F1sin θ＋F2cos θ＝mgsin θ，F2≥mg
D．F1cos θ＋F2sin θ＝mgsin θ，F2≥mg
5．如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点。现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向的夹角为，已知弹簧的劲度系数为k，则弹簧形变量不可能为（ ）
A． B． C． D．
6．如图所示，用相同的弹簧测力计将同一个重物m，分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，读数分别是F1、F2、F3、F4，已知θ=30°，则有（ ）
A．F4最大 B．F3=F2
C．F2最大 D．F1比其他各读数都小
7．减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全，当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，图中弹力F的画法正确且分解合理的是（ ）
A． B．
C． D．
8．如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（ ）
A． B．kL C．kL D．2kL
9．力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力垂直桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
C．运动员做引体向上（缓慢上升）动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故
D．帆船能逆风行驶，说明风力一定能分解出沿船前进方向的分力
二、填空题
10．两个共点力分别为4N、6N的合力最大值为________N，最小值为_________N。
11．一个物体在五个共点力作用下保持平衡，现撤掉其中大小分别为和的两个力，其佘三个力保持不变，则其余三个力的合力大小范围为______，而除F1以外的四个力的合力为______N。
12．同一平面内的三个力，大小分别为6 N、10N、13N，若这三个力同时作用于某一物体，则该物体所受这三个力的合力的最大值和最小值分别为______、______
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B2．B3．A4．B5．B6．C7．B8．B9．D10． 10 211． 5N≤F合≤45N 2512． 29N 0
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