物理必修必修 人教版人教版新课标导学新课标导学新课标导学新课标导学第三章4 4力的合成力的合成返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版理解合力与分力的概念，体会等效替代的物理思想理解合力与分力的概念，体会等效替代的物理思想通过实验，验证力的合成法则通过实验，验证力的合成法则知道共点力，知道共点力的平衡条件知道共点力，知道共点力的平衡条件掌握平行四边形定则，会用作图法、计算法求共点力的合力掌握平行四边形定则，会用作图法、计算法求共点力的合力返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1 1课课前前预预习习2 2课课内内探探究究3 3素素养养提提升升4 4课课堂堂达达标标5 5课课 时时 作作 业业返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版课课 前前 预预 习习返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版当当一一个个物物体体受受到到几几个个力力共共同同作作用用时时，如如果果一一个个力力的的_跟跟这这几几个个力力的的共共同同_相相同同，这这一一个个力力叫叫做做那那几几个个力力的的_，那那几几个个力力叫叫做做这个力的这个力的_。合力与分力的关系为。合力与分力的关系为_关系。关系。合力与分力合力与分力作用效果作用效果 作用效果作用效果 合力合力 分力分力 等效替代等效替代 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1力的合成：力的合成：求几个力的求几个力的_的过程。的过程。2两个力的合成两个力的合成 (1)遵循法则遵循法则_(2)方方法法：以以表表示示这这两两个个力力的的线线段段为为_作作平平行行四四边边形形，这这两两个个邻邻边边之之间间的对角线表示的对角线表示_。3两两个个以以上上的的力力的的合合成成方方法法：先先求求出出任任意意两两个个力力的的合合力力，再再求求出出这这个个合合力力与与_的的合合力力，直直到到把把_都都合合成成进进去去，最最后后得得到到的的结结果果就就是是这些力的合力。这些力的合力。力的合成力的合成合力合力 平行四边形定则平行四边形定则 邻边邻边 合力的大小和方向合力的大小和方向 第三个力第三个力 所有的力所有的力 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1 定定 义义 ： 几几 个个 力力 如如 果果 都都 作作 用用 在在 物物 体体 的的 _， 或或 它它 们们 的的_，这几个力就叫做共点力。，这几个力就叫做共点力。2力的合成适用范围：力的合成适用范围：力的合成遵从平行四边形定则，只适用于力的合成遵从平行四边形定则，只适用于_。共点力共点力同一点同一点 作用线相交于同一点作用线相交于同一点 共点力共点力 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版判一判判一判(1)两个力的合力一定等于这两个力的代数和。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。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。两个力的合力的方向可能与两个分力的方向都不相同。()(4)共点力一定作用于物体上的同一点。共点力一定作用于物体上的同一点。()(5)共点力一定作用于同一物体上。共点力一定作用于同一物体上。() 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解解析析：大大人人的的拉拉力力与与两两小小孩孩的的拉拉力力效效果果相相同同，A正正确确；由由共共点点力力的的合合成成法法则则知合力一定，夹角越大，分力越大，故知合力一定，夹角越大，分力越大，故B、C错，错，D正确。正确。AD 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版方法：方法：先求出先求出F1和和F2的合力的合力F12；再求出再求出F3和和F4的合力的合力F34；最后将最后将F12和和F34合成。合成。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版课课 内内 探探 究究返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版如如图图所所示示是是大大家家都都很很熟熟悉悉的的“ “曹曹冲冲称称象象” ”的故事。的故事。图图中中曹曹冲冲根根据据什什么么得得到到大大象象和和船船上上石石头头的的重重力力相相等等？其其中中包包含含什什么么思思想想方方法法？请请你你结结合合生活经验再举一个相似的例子。生活经验再举一个相似的例子。探究一探究一 对合力与分力的进一步理解对合力与分力的进一步理解返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版提提示示：在在船船的的吃吃水水线线相相同同的的情情况况下下，一一头头大大象象的的重重力力与与一一堆堆石石头头的的重重力力相相当当。其其中中包包含含了了等等效效替替代代的的思思想想方方法法，即即一一头头大大象象和和一一堆堆石石头头的的作作用用效效果果相相同同。结结合合生生活活经经验验举举例例：一一桶桶水水可可以以由由一一个个成成年年人人单单独独提提起起，也也可可以以由由两两个个小小孩孩共共同提起。两个小孩对水桶的作用效果与一个成年人对水桶的作用效果相同。同提起。两个小孩对水桶的作用效果与一个成年人对水桶的作用效果相同。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1合力与分力的相关性合力与分力的相关性(1)等等效效性性：合合力力的的作作用用效效果果与与分分力力的的共共同同作作用用效效果果相相同同，它它们们在在效效果果上上可可以相互替代。以相互替代。(2)同同体体性性：各各个个分分力力是是作作用用在在同同一一物物体体上上的的，分分力力与与合合力力为为同同一一物物体体，作作用在不同物体上的力不能求合力。用在不同物体上的力不能求合力。(3)瞬瞬时时性性：各各个个分分力力与与合合力力具具有有瞬瞬时时对对应应关关系系，某某个个分分力力变变化化了了，合合力力也也同时发生变化。同时发生变化。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版2合力与分力间的大小关系合力与分力间的大小关系当两分力当两分力F1、F2大小一定时大小一定时(1)两力同向时合力最大：两力同向时合力最大：FF1F2，方向与两力同向；，方向与两力同向；(2)两力方向相反时，合力最小：两力方向相反时，合力最小：F|F1F2|，方向与两力中较大的力同向。，方向与两力中较大的力同向。(3)两两力力夹夹角角为为时时，如如图图，合合力力随随的的增增大大而而减减小小，合合力力大大小小的的范范围围是是：|F1F2|FF1F2。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版特特别别提提醒醒：(1)在在力力的的合合成成中中分分力力是是实实际际存存在在的的，每每一一个个分分力力都都有有对对应应的的施施力物体，而合力没有与之对应的施力物体。力物体，而合力没有与之对应的施力物体。(2)合合力力为为各各分分力力的的矢矢量量和和，合合力力可可以以大大于于两两个个分分力力中中的的任任何何一一个个力力，也也可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。以小于两分力中的任何一个力，还有可能和分力大小相等。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解题指导：解题指导：解答本题时需要把握以下两点：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；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。合力与分力遵循平行四边形定则。D 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版BD 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解解析析：由由题题意意可可知知，弹弹簧簧秤秤是是测测量量小小桶桶的的重重力力，而而与与绳绳子子的的长长短短无无关关，故故A错错误误，B正正确确；合合力力一一定定，当当两两绳绳的的夹夹角角越越大大时时，分分力力也也越越大大，甲甲图图中中绳绳的的拉拉力力之之间间的的夹夹角角小小于于乙乙图图中中的的夹夹角角，则则甲甲图图中中绳绳的的拉拉力力比比乙乙图图中中的的小小，故故C错错误误，D正确；故选正确；故选B、D。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版两两人人同同拉拉一一辆辆车车如如下下图图所所示示，每每人人都都用用100牛牛的的力力拉拉，车车受受到到的的拉拉力力一一定是定是200牛吗？牛吗？提提示示：不不一一定定。两两个个力力的的合合力力并并非非等等于于两两个个力力大大小小之之和和，应应根根据据平平行行四四边边形形定定则则，用用作作图图或或者者计计算算的的方方法法求得合力。求得合力。探究二探究二 求合力的方法求合力的方法返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1作图法作图法根根据据平平行行四四边边形形定定则则用用作作图图工工具具作作出出平平行行四四边边形形，然然后后用用测测量量工工具具测测量量出出合力的大小、方向，具体操作流程如下：合力的大小、方向，具体操作流程如下：返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版2计算法计算法可可以以根根据据平平行行四四边边形形定定则则作作出出分分力力及及合合力力的的示示意意图图，然然后后由由几几何何知知识识求求解解对角线，即为合力。对角线，即为合力。以下为求合力的两种特殊情况：以下为求合力的两种特殊情况：返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版特特别别提提醒醒：(1)作作图图时时，合合力力、分分力力要要共共点点，实实线线、虚虚线线要要分分清清，标标度度要要唯唯一且适当。一且适当。(2)作图法和计算法均为矢量运算的通用方法。作图法和计算法均为矢量运算的通用方法。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解题指导：解题指导：本题可用作图法或计算法求解。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。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。在应用计算法时，要画出力的合成的示意图。(3)两力夹角为特殊角两力夹角为特殊角(如如120、90等等)时，应用计算法求合力更简单。时，应用计算法求合力更简单。解解析析：把把两两根根钢钢索索的的拉拉力力看看成成沿沿钢钢索索方方向向的的两两个个分分力力，以以它它们们为为邻邻边边画画出出一一个个平平行行四四边边形形，其其对对角角线线就就表表示示它它们们的的合合力力。由由对对称称性性可可知知，合合力力方方向向一一定定沿塔柱竖直向下。下面用两种方法计算这个合力的大小：沿塔柱竖直向下。下面用两种方法计算这个合力的大小：返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解法一：作图法解法一：作图法如如下下图图甲甲所所示示，自自O点点引引两两根根有有向向线线段段OA和和OB，它它们们跟跟竖竖直直方方向向的的夹夹角角都都为为30。取取单单位位长长度度为为1104N，则则OA和和OB的的长长度度都都是是3个个单单位位长长度度，作作出出平平行行四四边形和对角线边形和对角线OC。量得对角线量得对角线OC长为长为5.2个单位长度，所以合力的大小为个单位长度，所以合力的大小为F5.21104N5.2104N。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版B 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1实验目的实验目的(1)验证两个力合成时的平行四边形定则。验证两个力合成时的平行四边形定则。(2)通通过过验验证证力力的的平平行行四四边边形形定定则则，培培养养用用图图象象法法处处理理实实验验数数据据并并得得出出结结论论的能力。的能力。2实验原理实验原理若若某某个个力力F 的的作作用用效效果果与与两两个个力力F1、F2的的共共同同作作用用效效果果都都能能使使橡橡皮皮条条伸伸长长到到同同一一点点，则则F 为为F1和和F2的的合合力力，作作出出F 的的图图示示，再再根根据据平平行行四四边边形形定定则则作作出出F1和和F2的的合合力力F的的图图示示，比比较较F 、F，分分析析在在实实验验误误差差允允许许的的范范围围内内是是否否大大小小相相等、方向相同。即可验证平行四边形定则。等、方向相同。即可验证平行四边形定则。探究三探究三 实验：验证力的平行四边形定则实验：验证力的平行四边形定则返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版3实验器材实验器材方方木木板板、白白纸纸、弹弹簧簧测测力力计计(两两个个)、橡橡皮皮条条、细细绳绳套套(两两个个)、三三角角板板、刻刻度尺、图钉度尺、图钉(若干若干)、铅笔。、铅笔。4实验过程实验过程(1)钉白纸：用图钉把白纸固定在水平桌面上的方木板上。钉白纸：用图钉把白纸固定在水平桌面上的方木板上。(2)拴拴绳绳套套：用用图图钉钉把把橡橡皮皮条条的的一一端端固固定定在在板板上上的的A点点，橡橡皮皮条条的的另另一一端端拴拴上两个细绳套。上两个细绳套。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版(4)一一个个力力拉拉：只只用用一一个个测测力力计计，通通过过细细绳绳把把橡橡皮皮条条上上的的结结点点拉拉到到同同样样的的位置位置O。记下测力计的读数和细绳的方向。记下测力计的读数和细绳的方向。(5)重复：改变重复：改变F1和和F2的夹角和大小，再做两次。的夹角和大小，再做两次。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版5数据处理数据处理(1)理理论论值值：在在白白纸纸上上按按比比例例从从O点点开开始始作作出出两两个个弹弹簧簧测测力力计计的的拉拉力力F1和和F2的图示，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力的图示，利用刻度尺和三角板根据平行四边形定则求出合力F。(2)测测量量值值：按按同同样样的的比比例例用用刻刻度度尺尺从从O点点起起作作出出一一个个弹弹簧簧测测力力计计拉拉橡橡皮皮条条时拉力时拉力F 的图示。的图示。(3)相相比比较较：比比较较F与与用用平平行行四四边边形形定定则则求求得得的的合合力力F在在实验误差允许的范围内是否相等。实验误差允许的范围内是否相等。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版6操作技巧及注意事项操作技巧及注意事项(1)正确使用弹簧测力计正确使用弹簧测力计弹弹簧簧测测力力计计的的选选取取方方法法：将将两两只只弹弹簧簧测测力力计计调调零零后后互互钩钩水水平平对对拉拉，若若两两只只弹弹簧簧测测力力计计在在对对拉拉过过程程中中，读读数数相相同同，则则可可选选；若若读读数数不不同同，应应另另换换，直直至至相同为止。相同为止。弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下使用。弹簧测力计不能在超出它的测量范围的情况下使用。使用前要检查指针是否在零刻度线上，否则应校正零位。使用前要检查指针是否在零刻度线上，否则应校正零位。被被测测力力的的方方向向应应与与弹弹簧簧测测力力计计轴轴线线方方向向一一致致，拉拉动动时时弹弹簧簧不不可可与与外外壳壳相相碰或摩擦。碰或摩擦。读数时应正对、平视刻度。读数时应正对、平视刻度。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版(2)实验注意事项实验注意事项不不要要直直接接以以橡橡皮皮条条端端点点为为结结点点，可可拴拴一一短短细细绳绳连连两两细细绳绳套套，以以三三绳绳交交点点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点为结点，应使结点小些，以便准确地记录结点O的位置。的位置。互互成成角角度度两两个个力力的的合合力力的的变变化化，看看橡橡皮皮条条结结点点O的的位位置置变变化化，而而在在每每次次实实验中橡皮条结点的位置一定不能改变。验中橡皮条结点的位置一定不能改变。经经验验得得知知两两个个分分力力F1、F2间间夹夹角角越越大大，用用平平行行四四边边形形作作图图得得出出的的合合力力F的的误误差差也也越越大大，所所以以实实验验中中不不要要把把角角取取得得太太大大，一一般般以以不不大大于于90为为最最佳佳。橡橡皮条、细绳、测力计应在同一平面内，测力计的挂钩应避免与纸面摩擦。皮条、细绳、测力计应在同一平面内，测力计的挂钩应避免与纸面摩擦。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版拉拉橡橡皮皮条条的的细细线线要要长长些些，标标记记每每条条细细线线方方向向的的方方法法是是使使视视线线通通过过细细线线垂垂直直于于纸纸面面，在在细细线线下下面面的的纸纸上上用用铅铅笔笔点点出出两两个个定定点点的的位位置置，并并使使这这两两个个点点的的距距离要尽量远些。离要尽量远些。作作图图要要用用尖尖铅铅笔笔，图图的的比比例例要要尽尽量量大大些些，要要用用严严格格的的几几何何方方法法作作出出平平行行四边形，图旁要画出表示力的比例线段，且注明每个力的大小和方向。四边形，图旁要画出表示力的比例线段，且注明每个力的大小和方向。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版B只只用用一一只只弹弹簧簧测测力力计计，通通过过细细绳绳拉拉橡橡皮皮条条，使使它它的的伸伸长长量量与与两两个个弹弹簧簧测测力力计计拉拉时时相相同同，读读出出此此时时弹弹簧簧测测力力计计的的示示数数F 和和记记下下细细绳绳的的方方向向。请请指指出出以以上上步骤中的错误或疏漏：步骤中的错误或疏漏：A中是中是_，B中是中是_。(2)该该学学习习小小组组纠纠正正了了(1)中中的的问问题题后后，某某次次实实验验中中两两个个弹弹簧簧测测力力计计的的拉拉力力F1、F2已已在在图图中中画画出出，图图中中的的方方格格每每边边长长度度表表示示2N，O点点是是橡橡皮皮条条的的结结点点，请请用用直角三角板严格作出合力直角三角板严格作出合力F的图示，并求出合力的大小为的图示，并求出合力的大小为_。没有记录两拉力的方向没有记录两拉力的方向 没有说明要把结点拉至没有说明要把结点拉至O点点 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版(3)乙乙图图是是马马诗诗雨雨同同学学在在白白纸纸上上根根据据实实验验结结果果作作出出的的力力的的示示意意图图，F和和F 中中_是是F1和和F2合合力力的的实实际际测测量值。量值。解解题题指指导导：掌掌握握实实验验原原理理及及操操作作步骤是解题的关键。步骤是解题的关键。F 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版(1)实实验验记记录录纸纸如如图图乙乙所所示示，两两弹弹簧簧测测力力计计共共同同作作用用时时，O点点为为结结点点的的位位置置，拉拉力力F1和和F2的的方方向向分分别别过过P1和和P2点点；一一个个弹弹簧簧测测力力计计拉拉橡橡皮皮筋筋时时，拉拉力力F3的的方方向向过过P3点点。力力F1的的大大小小如如弹弹簧簧测测力力计计所所示示，F1_N(已已知知F22.63N，F34.41N)。(2)同学们在操作过程中有如下议论，其中正确是同学们在操作过程中有如下议论，其中正确是_。A两根细绳必须等长两根细绳必须等长B弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C同一次实验中只要橡皮筋的伸长量相同，结点同一次实验中只要橡皮筋的伸长量相同，结点O点的位置可以变动点的位置可以变动D橡皮条应该与两绳夹角的角平分线在同一直线上橡皮条应该与两绳夹角的角平分线在同一直线上(3)请请在在答答题题纸纸上上作作出出F1和和F2的的合合力力F(标标度度已已给给出出)；并并求求出出合合力力F_N。2.92 B 4.30 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版解解析析：(1)由由图图知知1N之之间间有有10小小格格，一一个个小小格格代代表表0.1N，所所以以弹弹簧簧测测力力计计的的示数为示数为2.92N。(2)通通过过两两细细绳绳用用两两个个弹弹簧簧秤秤互互成成角角度度地地拉拉橡橡皮皮条条时时，并并非非要要求求两两细细绳绳等等长长，故故A错错误误；测测量量力力的的实实验验要要求求尽尽量量准准确确，为为了了减减小小实实验验中中因因摩摩擦擦造造成成的的误误差差，操操作作中中要要求求弹弹簧簧秤秤、细细绳绳、橡橡皮皮条条都都应应与与木木板板平平行行，故故B正正确确；本本实实验验采采用用“等等效效法法”，为为了了使使两两次次拉拉伸伸橡橡皮皮条条的的效效果果相相同同，要要求求两两次次拉拉橡橡皮皮条条时时必必须须将将其其结结点点拉拉至至同同一一个个位位置置，结结点点O点点的的位位置置不不可可以以变变动动，故故C错错误误；两两细细线线拉拉橡橡皮皮条条时时，只只要要确确保保拉拉到到同同一一点点即即可可，不不一一定定橡橡皮皮条条要要在在两两细细线线的的夹夹角角平平分分线线上上，故故D错错误误，故选故选B。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版(3)根根据据平平行行四四边边形形定定则则先先作作出出F2与与F1的的合合力力，如如图图所所示示，由由图图得得F1、F2的的合力大小合力大小4.30N。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版素素 养养 提提 升升返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版1平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态。平衡状态：物体保持静止或匀速直线运动的状态。2平衡条件：合力为零平衡条件：合力为零(共点力作用时共点力作用时)。3重要结论。重要结论。(1)三三力力汇汇交交原原理理：当当物物体体受受到到三三个个非非平平行行的的共共点点力力作作用用而而平平衡衡时时，这这三三个个力必交于一点。力必交于一点。(2)若若处处于于平平衡衡状状态态的的物物体体仅仅受受两两个个力力作作用用，这这两两个个力力一一定定大大小小相相等等、方方向向相反、作用在一条直线上，即二力平衡。相反、作用在一条直线上，即二力平衡。共点力的平衡状态及处理方法共点力的平衡状态及处理方法返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版(3)物物体体受受到到三三个个共共点点力力作作用用而而处处于于平平衡衡状状态态时时，其其中中的的任任一一个个力力与与另另外外两两个力的合力等大反向。个力的合力等大反向。(4)物物体体受受到到N个个共共点点力力作作用用而而处处于于平平衡衡状状态态时时，取取出出其其中中的的一一个个力力，则则这这个力必与剩下的个力必与剩下的(N1)个力的合力等大反向。个力的合力等大反向。返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版D 返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版课课 堂堂 达达 标标返回导航第三章相互作用物物理理必必修修 人人教教版版课课 时时 作作 业业