高中物理人教版（2019）必修一 3.4力的合成与分解 学案 （有答案）
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版（2019）必修一 3.4力的合成与分解 学案 （有答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.1MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-10-16 19:20:12 | ||
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文档简介
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3.4力的合成与分解
一学科核心素养
物理观念:
(1)共点力的定义。
(2)合力与分力的关系。
(3)力的合成和分解法则及矢量合成规律的拓展。(4)标矢量的定义。
(5)任意多个力的合成和分解。
科学思维:
(1)能从实际情境中体会等效替换思想。
(2)能从“手提水桶和吊灯”的情境中培养出推理论证思维。
(3)具备从任意角度的二力合成规律(或- 一个 力分解)中得出多个力合成规律的思维。
科学态度与责任:
(1)从等效替换的思想中体会科学本质，增强对科学知识得出过程的认同感和作为物理学习者的成就感。
(2)知道科学知识的得出需要不断地实验修订及思维创新。
(3)从力的合成和分解的角度体会生活中的物理现象，逐步培养学生解决科学难题的兴趣及对未知世界探索的勇气。
二学习重难点
重点:共点力的概念、分力与合力的关系、力的合成规律、力的分解规律、矢量合成法则。
难点:力的合成规律、力的分解规律暨平行四边形定则的得出。
三课前预习
1．力的合成和分解
（1）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，F表示F1与F2的合力。
（4）如果没有限制，同一个力F可以分解为无数对大小、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，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。
2．矢量和标量
（1）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。
（3）两个共点力互相垂直，F1=F2=10 N，则它们的合力F=___________ N，合力与F1间的夹角θ=___________。
3．合力和分力
（1）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___________，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，合力作用的效果与分力___________相同。
4．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。
5．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_____。
6．“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。
图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___________，___________是F1和F2的合力的理论值。
7．一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。
8．某物体受到大小分别为5N、12N、13N三个共点力的作用，这三个力的合力最大值为______N，最小值为______N。
四自我检测
1．5个共点力的情况如图所示，已知F1=F2=F3=F4=F，且这四个力恰好构成一个正方形，F5是其对角线。下列说法正确的是（ ）
A．F1和F5的合力与F3大小相等，方向相反
B．这5个共点力能合成大小为2F、相互垂直的两个力
C．除F5以外的4个力的合力的大小为F
D．这5个共点力的合力恰好为F，方向与F1和F3的合力方向相同
2．如图所示，把静止在斜面上的物体的重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法正确的是（ ）
A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力
B．物体受到mg、FN、f、F1、F2 5个力作用
C．物体受到的合力为mgsinθ
D．物体受到的合力为0
3．已知两个共点力的合力为50N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30N，则（ ）
A．F1的大小是唯一的 B．F2的方向是唯一的
C．F2有两个方向 D．F2可取任意方向
4．两个力的大小分别为F1和F2，两力同向时，合力大小为A，两力反向时，合力大小为B，当两力互相垂直时合力大小为（ ）
A． B．
C． D．
5．关于大小分别为10N和7N的两个力的合力，下列说法正确的是（ ）
A．合力不可能为4N B．合力不可能为10N
C．合力一定为17N D．合力可能为12N
6．弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中的一个关键动作。如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（ ）
A． B． C． D．
7．物体静止于光滑水平面上，力F作用于物体上的O点，现要使合力沿着OO'方向，如图所示，则必须同时再加一个力F'，如F和F'均在同一水平面上，则这个力的最小值为（ ）
A．Fcosθ B．Fsinθ
C．Ftanθ D．Fcotθ
8．在某次救援中消防员利用三脚架向井底的被困人员提供物资，三脚架简化图如图所示。支架质量不计，每根支架与竖直方向均成30°夹角。已知绳索及所挂载物资总质量为m，则在物资平稳匀速下降过程中，每根支架的弹力大小为（ ）
A．mg B． C． D．
9．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
10．如图为两种形式的吊车的示意图，OA为可绕O点转动的轻杆，轻杆的重力不计，AB为缆绳，当它们吊起相同重物时，杆OA在图（a）、（b）中的受力分别为Fa、 Fb，则下列关系正确的是（ ）
A．Fa=Fb B．Fa>Fb C．Fa参考答案：
三课前预习
1． 几个力的合力 一个力的分力
2． 平行四边形定则 算术法则
3． 同一点 相交于一点 合力 分力 等效替代 效果
4． 邻边 对角线 F
5． 效果 效果 合力 分力
6． F′ F
7． 5N≤F合≤45N 25
8． 30 0
四自我检测
1．A
2．D
3．C
4．B
5．D
6．D
7．B
8．D
9．B
10．A
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3.4力的合成与分解
一学科核心素养
物理观念:
(1)共点力的定义。
(2)合力与分力的关系。
(3)力的合成和分解法则及矢量合成规律的拓展。(4)标矢量的定义。
(5)任意多个力的合成和分解。
科学思维:
(1)能从实际情境中体会等效替换思想。
(2)能从“手提水桶和吊灯”的情境中培养出推理论证思维。
(3)具备从任意角度的二力合成规律(或- 一个 力分解)中得出多个力合成规律的思维。
科学态度与责任:
(1)从等效替换的思想中体会科学本质，增强对科学知识得出过程的认同感和作为物理学习者的成就感。
(2)知道科学知识的得出需要不断地实验修订及思维创新。
(3)从力的合成和分解的角度体会生活中的物理现象，逐步培养学生解决科学难题的兴趣及对未知世界探索的勇气。
二学习重难点
重点:共点力的概念、分力与合力的关系、力的合成规律、力的分解规律、矢量合成法则。
难点:力的合成规律、力的分解规律暨平行四边形定则的得出。
三课前预习
1．力的合成和分解
（1）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，F表示F1与F2的合力。
（4）如果没有限制，同一个力F可以分解为无数对大小、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，直到把所有的力都合成进去，最后得到的结果就是这些力的合力。
2．矢量和标量
（1）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。
（3）两个共点力互相垂直，F1=F2=10 N，则它们的合力F=___________ N，合力与F1间的夹角θ=___________。
3．合力和分力
（1）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___________，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，合力作用的效果与分力___________相同。
4．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。
5．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_____。
6．“研究共点力的合成”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。
图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___________，___________是F1和F2的合力的理论值。
7．一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。
8．某物体受到大小分别为5N、12N、13N三个共点力的作用，这三个力的合力最大值为______N，最小值为______N。
四自我检测
1．5个共点力的情况如图所示，已知F1=F2=F3=F4=F，且这四个力恰好构成一个正方形，F5是其对角线。下列说法正确的是（ ）
A．F1和F5的合力与F3大小相等，方向相反
B．这5个共点力能合成大小为2F、相互垂直的两个力
C．除F5以外的4个力的合力的大小为F
D．这5个共点力的合力恰好为F，方向与F1和F3的合力方向相同
2．如图所示，把静止在斜面上的物体的重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法正确的是（ ）
A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力
B．物体受到mg、FN、f、F1、F2 5个力作用
C．物体受到的合力为mgsinθ
D．物体受到的合力为0
3．已知两个共点力的合力为50N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30N，则（ ）
A．F1的大小是唯一的 B．F2的方向是唯一的
C．F2有两个方向 D．F2可取任意方向
4．两个力的大小分别为F1和F2，两力同向时，合力大小为A，两力反向时，合力大小为B，当两力互相垂直时合力大小为（ ）
A． B．
C． D．
5．关于大小分别为10N和7N的两个力的合力，下列说法正确的是（ ）
A．合力不可能为4N B．合力不可能为10N
C．合力一定为17N D．合力可能为12N
6．弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中的一个关键动作。如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（ ）
A． B． C． D．
7．物体静止于光滑水平面上，力F作用于物体上的O点，现要使合力沿着OO'方向，如图所示，则必须同时再加一个力F'，如F和F'均在同一水平面上，则这个力的最小值为（ ）
A．Fcosθ B．Fsinθ
C．Ftanθ D．Fcotθ
8．在某次救援中消防员利用三脚架向井底的被困人员提供物资，三脚架简化图如图所示。支架质量不计，每根支架与竖直方向均成30°夹角。已知绳索及所挂载物资总质量为m，则在物资平稳匀速下降过程中，每根支架的弹力大小为（ ）
A．mg B． C． D．
9．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
10．如图为两种形式的吊车的示意图，OA为可绕O点转动的轻杆，轻杆的重力不计，AB为缆绳，当它们吊起相同重物时，杆OA在图（a）、（b）中的受力分别为Fa、 Fb，则下列关系正确的是（ ）
A．Fa=Fb B．Fa>Fb C．Fa
三课前预习
1． 几个力的合力 一个力的分力
2． 平行四边形定则 算术法则
3． 同一点 相交于一点 合力 分力 等效替代 效果
4． 邻边 对角线 F
5． 效果 效果 合力 分力
6． F′ F
7． 5N≤F合≤45N 25
8． 30 0
四自我检测
1．A
2．D
3．C
4．B
5．D
6．D
7．B
8．D
9．B
10．A
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