2019版新教材物理人教版必修第一册学案： 3.4力的合成和分解 Word版含答案
文档属性
| 名称 | 2019版新教材物理人教版必修第一册学案： 3.4力的合成和分解 Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 65.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-17 10:17:06 | ||
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文档简介
第4节 力的合成和分解
1．合力和分力
(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。
(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。
(3)关系：合力与分力是等效替代关系。
2．力的合成和分解
(1)定义：求几个力的合力的过程叫作力的合成，求一个力的分力的过程叫作力的分解。力的分解是力的合成的逆运算。
(2)运算法则
平行四边形定则：在两个力合成时，如果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。
3．矢量和标量
(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，如速度、力等。
(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，如路程、速率等。
典型考点一 合力和分力
1．(多选)关于几个力及其合力，下列说法正确的是( )
A．合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同
B．合力与原来那几个力同时作用在物体上
C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用
D．求几个力的合力遵从平行四边形定则
答案 ACD
解析 合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同，合力的作用可以替代原来那几个力的作用，A、C正确；合力与分力是等效替代关系，不是重复受力，B错误；求几个力的合力遵从平行四边形定则，D正确。
典型考点二 探究两个互成角度的力的合成规律
2．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中：
(1)采用的科学方法是________。
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
(2)下列是某同学在做该实验时的一些看法，其中错误的是________(填相应的字母)。
A．拉橡皮筋的绳线要细长，实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
B．拉橡皮筋结点到某一位置O时，拉力要适当大些，读数时视线要正对弹簧秤刻度
C．拉橡皮筋结点到某一位置O时，两个弹簧秤之间夹角应取90°以便于算出合力大小
D．实验中，橡皮筋应该与两个弹簧秤之间夹角的平分线在同一直线上
E．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点
(3)实验中的情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉的位置，OB和OC为绳线。O为橡皮筋与绳线的结点，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的F与F′两个力中，方向一定沿AO方向的是________(填“F”或“F′”)。
答案 (1)B (2)CDE (3)F′
解析 (1)该实验中采用的科学方法是等效替代法，B正确，A、C、D错误。
(2)拉橡皮筋的绳线要细长，实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行，A正确；拉力需适当大一些，读数时视线要正对弹簧秤刻度，B正确；两个弹簧秤之间的夹角不一定要取90度，C错误；实验中，两弹簧秤的拉力的角平分线不一定与橡皮筋在同一条直线上，D错误；在实验中，其中一个弹簧秤沿某一方向的拉力不能过大，否则要把弹簧秤另一端拉到O点，调节另一个弹簧秤的拉力时需要超出弹簧秤的量程，E错误。故选C、D、E。
(3)F1与F2的合力的实际测量值为一个弹簧秤拉橡皮筋时的弹力，理论值是通过平行四边形定则得到的值。方向一定沿AO方向的是实际测量值，为F′。
典型考点三 力的合成
3．关于两个力的合力跟这两个分力的大小关系，下列说法中正确的是( )
A．合力的大小一定大于它的任意一个分力的大小
B．合力的大小一定等于它的两个分力的大小之和
C．合力可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小
D．合力的大小不可能与它的分力大小相等
答案 C
解析 两个分力与它们的合力可以构成一个封闭的三角形，根据三角形的边长关系可以知道合力可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小，还可以与两个分力大小都相等，故C正确，A、B、D错误。
4．如图所示，三个力同时作用在质点P上，它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线。已知F1＝F2＝F，则这三个力的合力等于( )
A．3F B．4F
C．5F D．6F
答案 A
解析 F1、F2的夹角为120°，根据几何知识可知F3＝2F，又根据平行四边形定则，F1、F2的合力为F，且方向与F3共线同向，所以F1、F2、F3的合力大小为3F，A正确。
典型考点四 力的分解
5．如图所示，水平面上和倾角为α的斜面上的物体都受到推力F的作用，说明两种情况下F产生的效果，并求出每种情况下F的两个分力的大小。
答案 两种情况下的F都产生使物体压紧接触面和使物体沿接触面滑动的效果 两种情况下，两个分力的大小都是：F1＝Fcosα，F2＝Fsinα
解析 两种情况下的F都产生使物体压紧接触面和使物体沿接触面滑动的效果。对两个图中的推力F进行力的分解，如图所示。
根据力的平行四边形定则，有
甲图：F1＝Fcosα，F2＝Fsinα；
乙图：F1＝Fcosα，F2＝Fsinα。
典型考点五 矢量和标量
6．(多选)关于矢量和标量的理解，下列说法中正确的是( )
A．－10 m的位移比5 m的位移小
B．温度计读数有正负，其正、负号表示温度的方向
C．矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同
D．运算时遵从平行四边形定则的物理量是矢量
答案 CD
解析 矢量是既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量；标量是只有大小，没有方向，相加时遵从算数法则的物理量。－10 m的位移是指位移大小是10 m，方向与规定的正方向相反，它比5 m的位移大，A错误；温度是标量，没有方向，温度计读数的正或负号表示温度比零摄氏度高或低，B错误；矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同，运算时遵从平行四边形定则的物理量是矢量，遵从算数法则的是标量，C、D正确。
1．合力和分力
(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。
(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。
(3)关系：合力与分力是等效替代关系。
2．力的合成和分解
(1)定义：求几个力的合力的过程叫作力的合成，求一个力的分力的过程叫作力的分解。力的分解是力的合成的逆运算。
(2)运算法则
平行四边形定则：在两个力合成时，如果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。
3．矢量和标量
(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，如速度、力等。
(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，如路程、速率等。
典型考点一 合力和分力
1．(多选)关于几个力及其合力，下列说法正确的是( )
A．合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同
B．合力与原来那几个力同时作用在物体上
C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用
D．求几个力的合力遵从平行四边形定则
答案 ACD
解析 合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同，合力的作用可以替代原来那几个力的作用，A、C正确；合力与分力是等效替代关系，不是重复受力，B错误；求几个力的合力遵从平行四边形定则，D正确。
典型考点二 探究两个互成角度的力的合成规律
2．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中：
(1)采用的科学方法是________。
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
(2)下列是某同学在做该实验时的一些看法，其中错误的是________(填相应的字母)。
A．拉橡皮筋的绳线要细长，实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
B．拉橡皮筋结点到某一位置O时，拉力要适当大些，读数时视线要正对弹簧秤刻度
C．拉橡皮筋结点到某一位置O时，两个弹簧秤之间夹角应取90°以便于算出合力大小
D．实验中，橡皮筋应该与两个弹簧秤之间夹角的平分线在同一直线上
E．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点
(3)实验中的情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉的位置，OB和OC为绳线。O为橡皮筋与绳线的结点，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的F与F′两个力中，方向一定沿AO方向的是________(填“F”或“F′”)。
答案 (1)B (2)CDE (3)F′
解析 (1)该实验中采用的科学方法是等效替代法，B正确，A、C、D错误。
(2)拉橡皮筋的绳线要细长，实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行，A正确；拉力需适当大一些，读数时视线要正对弹簧秤刻度，B正确；两个弹簧秤之间的夹角不一定要取90度，C错误；实验中，两弹簧秤的拉力的角平分线不一定与橡皮筋在同一条直线上，D错误；在实验中，其中一个弹簧秤沿某一方向的拉力不能过大，否则要把弹簧秤另一端拉到O点，调节另一个弹簧秤的拉力时需要超出弹簧秤的量程，E错误。故选C、D、E。
(3)F1与F2的合力的实际测量值为一个弹簧秤拉橡皮筋时的弹力，理论值是通过平行四边形定则得到的值。方向一定沿AO方向的是实际测量值，为F′。
典型考点三 力的合成
3．关于两个力的合力跟这两个分力的大小关系，下列说法中正确的是( )
A．合力的大小一定大于它的任意一个分力的大小
B．合力的大小一定等于它的两个分力的大小之和
C．合力可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小
D．合力的大小不可能与它的分力大小相等
答案 C
解析 两个分力与它们的合力可以构成一个封闭的三角形，根据三角形的边长关系可以知道合力可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小，还可以与两个分力大小都相等，故C正确，A、B、D错误。
4．如图所示，三个力同时作用在质点P上，它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线。已知F1＝F2＝F，则这三个力的合力等于( )
A．3F B．4F
C．5F D．6F
答案 A
解析 F1、F2的夹角为120°，根据几何知识可知F3＝2F，又根据平行四边形定则，F1、F2的合力为F，且方向与F3共线同向，所以F1、F2、F3的合力大小为3F，A正确。
典型考点四 力的分解
5．如图所示，水平面上和倾角为α的斜面上的物体都受到推力F的作用，说明两种情况下F产生的效果，并求出每种情况下F的两个分力的大小。
答案 两种情况下的F都产生使物体压紧接触面和使物体沿接触面滑动的效果 两种情况下，两个分力的大小都是：F1＝Fcosα，F2＝Fsinα
解析 两种情况下的F都产生使物体压紧接触面和使物体沿接触面滑动的效果。对两个图中的推力F进行力的分解，如图所示。
根据力的平行四边形定则，有
甲图：F1＝Fcosα，F2＝Fsinα；
乙图：F1＝Fcosα，F2＝Fsinα。
典型考点五 矢量和标量
6．(多选)关于矢量和标量的理解，下列说法中正确的是( )
A．－10 m的位移比5 m的位移小
B．温度计读数有正负，其正、负号表示温度的方向
C．矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同
D．运算时遵从平行四边形定则的物理量是矢量
答案 CD
解析 矢量是既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量；标量是只有大小，没有方向，相加时遵从算数法则的物理量。－10 m的位移是指位移大小是10 m，方向与规定的正方向相反，它比5 m的位移大，A错误；温度是标量，没有方向，温度计读数的正或负号表示温度比零摄氏度高或低，B错误；矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同，运算时遵从平行四边形定则的物理量是矢量，遵从算数法则的是标量，C、D正确。