+3.4.1+力的合成和分解(一)+課件【知識(shí)專講精研】高一上學(xué)期物理人教版（2019）必修第一冊(cè)

第三章相互作用——力力的合成與分解(一)少聰察岐嶷，生五六歲，智意所及，有若成人之智。時(shí)孫權(quán)曾致巨象，太祖欲知其斤重，訪之群下，咸莫能出其理。沖曰：“置象大船之上，而刻其水痕所至，稱物以載之，則校可知矣。”太祖悅，即施行焉。聰明的曹沖所用的方法是“等量替換法”GOGO1.請(qǐng)作出圖甲中小球所受力的示意圖及圖乙中水桶和電燈所受重力的示意圖.請(qǐng)延長(zhǎng)各力的作用線，觀察三個(gè)物體受力有什么共同點(diǎn)？GFNFTO三個(gè)物體所受力的作用線都能夠相交于一點(diǎn)共點(diǎn)力甲乙丙2.某班師生在植樹節(jié)給樹澆水，如圖所示，老師一人提著一桶水到現(xiàn)場(chǎng)，放下桶，然后小娟、小明共同提起該桶，準(zhǔn)備給樹澆水，老師的拉力為F，小娟、小明作用在桶上的力分別為F1、F2。(1)F與F1、F2共同作用的效果相同嗎？等效(2)判斷力F、F1、F2中哪些力是分力，哪些力是合力。力F單獨(dú)的效果與力F1和F2共同作用的效果相同。力F是F1和F2的合力，力F1和F2是力F的分力

。一、合力與分力2.假設(shè)一個(gè)力單獨(dú)作用的效果跟某幾個(gè)力共同作用的效果相同，這個(gè)力就叫作那幾個(gè)力的合力，假設(shè)幾個(gè)力共同作用的效果跟某個(gè)力單獨(dú)作用的效果相同，這幾個(gè)力就叫作那個(gè)力的分力分力F1、F2、F3……合力F等效替代力的合成力的分解1.幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于一點(diǎn)，這幾個(gè)力叫作共點(diǎn)力.一個(gè)靜止的物體，在某平面上受到5個(gè)力作用，你能判斷它將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)嗎？如何解決這個(gè)問題呢？

1個(gè)力等效替代無法直接判斷物體將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；如果能找到一個(gè)力的單獨(dú)作用替代這5個(gè)力的共同作用，而效果不變，即可判斷出物體將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng).(1)合力與分力都是客觀存在的力。(

)(2)合力F一定與其分力的作用效果相同。(

)(3)合力與分力同時(shí)作用于物體上。(

)(4)兩分力一定是同一物體受到的力。(

)×√√×1.如圖所示，假設(shè)有兩個(gè)力作用在同一物體上，且作用在一條直線上，F(xiàn)1＝40N、F2＝30N，你能求出這兩個(gè)力的合力嗎？F1＝40NF2＝30NF1＝40NF2＝30NF合

=70NF合=10N方向與兩個(gè)力同向，水平向左F合=F1+F2=70N方向與較大的力同向，水平向左F合=|F1-F2|=10N[實(shí)驗(yàn)探究]閱讀課本第73頁，結(jié)合以下問題，設(shè)計(jì)本實(shí)驗(yàn)方案：(1)如何提供合力與分力？如何保證合力與分力的作用效果相同？(2)實(shí)驗(yàn)中需要用到哪些儀器？(3)在實(shí)驗(yàn)過程中，需要記錄哪些數(shù)據(jù)？如何記錄？(4)如何處理記錄下來的信息？分力合力等效替代1.實(shí)驗(yàn)原理兩個(gè)力F1、F2共同作用，能把橡皮條末端小圓環(huán)拉到某點(diǎn)，一個(gè)力F也可以把橡皮條末端的小圓環(huán)拉到同一點(diǎn)，則F與F1和F2共同作用的效果相同，則F等于F1和F2的合力。木板白紙三角板圖釘帶繩套的橡皮條鉛筆彈簧測(cè)力計(jì)2.實(shí)驗(yàn)器材F1=10.0NF2=6.8NF合=12.8NO2N3.實(shí)驗(yàn)步驟F

1.00N力的圖示4.數(shù)據(jù)分析

F1OF2F兩個(gè)互成角度的力合成時(shí)，以表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊行，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線代表合力的大小和方向——平行四邊行定則5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論1.彈簧測(cè)力計(jì)使用前沒調(diào)零會(huì)造成誤差.2.實(shí)驗(yàn)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間有摩擦力存在會(huì)造成系統(tǒng)誤差.3.兩次測(cè)量拉力時(shí)，小圓環(huán)沒有拉到同一點(diǎn)會(huì)造成偶然誤差.4.兩個(gè)分力的夾角太小或太大以及F1、F2數(shù)值太小，作圖時(shí)都會(huì)造成偶然誤差.6.誤差分析7.注意事項(xiàng)1.小圓環(huán)位置O點(diǎn)(1)定位O點(diǎn)時(shí)要盡量準(zhǔn)確；O點(diǎn)為小圓環(huán)圓心在白紙上的投影點(diǎn).(若實(shí)驗(yàn)器材沒有小圓環(huán)，則用繩子與橡皮條的結(jié)點(diǎn)代替小圓環(huán))(2)同一次實(shí)驗(yàn)中橡皮條拉長(zhǎng)后的O點(diǎn)必須位于同一位置.2.拉力(1)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)拉力時(shí)要使拉力沿彈簧測(cè)力計(jì)軸線方向；(2)應(yīng)使橡皮條、彈簧測(cè)力計(jì)和小圓環(huán)位于與紙面平行的同一平面內(nèi)；(3)兩個(gè)分力F1、F2間的夾角不要太大或太小.F1、F2所拉的兩根細(xì)繩適當(dāng)長(zhǎng)一些，記錄細(xì)繩方向的兩點(diǎn)要盡量遠(yuǎn)些.3.作圖(1)在同一次實(shí)驗(yàn)中，選定的比例要相同；(2)嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力.互成角度的兩個(gè)力的合成滿足平行四邊形定則，在如圖中，物體受到5個(gè)力的作用，有什么辦法能求出他們的合力呢？F12F123F1234F合無論物體受到幾個(gè)力的作用，最終都可以轉(zhuǎn)化為兩個(gè)力的合成，遵從平行四邊形定則.1.某學(xué)生在“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中，將橡皮條的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5N、最小分度為0.1N的彈簧測(cè)力計(jì)。沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)，當(dāng)橡皮條的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直(如圖甲)，這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖甲中讀出。(1)由圖甲可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力大小為F1＝______N，F(xiàn)2＝______N。4.002.50(2)在方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力，并求出合力的近似值F＝______N。4.722.某同學(xué)用如圖甲所示的裝置“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”。將一木板豎直放在鐵架臺(tái)和輕彈簧所在平面后，其部分實(shí)驗(yàn)操作如下，請(qǐng)完成下列相關(guān)內(nèi)容：(1)如圖甲，在木板上記下懸掛兩個(gè)鉤碼時(shí)彈簧末端的位置O；(2)卸下鉤碼然后將兩細(xì)繩套系在彈簧下端，用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)將輕彈簧末端拉到同一位置O，記錄細(xì)繩套AO、BO的______及兩彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的讀數(shù)。圖乙中B彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為______N；方向11.40(3)該同學(xué)在坐標(biāo)紙上畫出兩彈簧測(cè)力計(jì)拉力FA、FB的大小和方向，如圖丙所示，請(qǐng)?jiān)趫D丙中作出FA、FB的合力F。(4)通過第(3)問作出的圖可得出什么結(jié)論：________________________________________________________。在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，兩共點(diǎn)力的合成遵循平行四邊形定則3.以下是某實(shí)驗(yàn)小組探究“兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的過程。首先進(jìn)行如下操作：①如圖甲，兩細(xì)繩套拴在橡皮條的一端，另一端固定在水平木板上，橡皮條的原長(zhǎng)為GE；②如圖乙，用手通過兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同拉動(dòng)橡皮條。橡皮條和細(xì)繩套的連接點(diǎn)在拉力F1、F2的共同作用下，位于O點(diǎn)，橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為EO；③撤去F1、F2，改用一個(gè)力F單獨(dú)拉住其中一根細(xì)繩套，仍使其位于O點(diǎn)，如圖丙。(1)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)，力F單獨(dú)作用，與F1、F2共同作用的效果是一樣的，由于兩次橡皮條伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度、方向相同，即橡皮條對(duì)小圓環(huán)的拉力相同，所以F等于F1、F2的合力。本實(shí)驗(yàn)采用的科學(xué)方法是____。A.理想實(shí)驗(yàn)法

B.等效替代法C.控制變量法

D.建立物理模型法B(2)然后實(shí)驗(yàn)小組探究了合力F與分力F1、F2的關(guān)系：①由紙上O點(diǎn)出發(fā)，用力的圖示法畫出拉力F1、F2和F(三個(gè)力的方向沿各自細(xì)繩的方向，三個(gè)力大小由彈簧測(cè)力計(jì)讀出)；②用虛線將拉力F的箭頭端分別與F1、F2的箭頭端連接，如圖丁，此圖形應(yīng)該是____________；③多次改變拉力F1、F2的大小和方向，重做上述實(shí)驗(yàn)，通過畫各力的圖示，進(jìn)一步檢驗(yàn)所圍成的圖形。平行四邊形(3)若F′是以F1、F2為鄰邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線，一定沿GO方向的是____(選填“F”或“F′”)。F矢量(vector):既有大小又有方向，相加時(shí)遵從平行四邊形定則的物理量。標(biāo)量(scalar):只有大小，沒有方向，相加時(shí)遵從算術(shù)法則的物理量例：力、位移，速度、加速度等例：質(zhì)量、路程、功、電流等1.如圖所示，一個(gè)物體受到相互垂直的兩個(gè)力作用，畫出物體受到的合力，并求出合力的大小。F合＝5N，方向如圖所示2.如圖所示，一個(gè)人向東走了30m，又向南走了40m，畫出在整個(gè)過程中人的位移，并求出位移的大小。x＝50m，方向如圖所示4.(2023·寧夏銀川市高一月考)下列物理量的運(yùn)算遵循平行四邊形定則的是A.力 B.質(zhì)量C.長(zhǎng)度 D.時(shí)間√