3.4 力的合成和分解 导学案 高中物理人教版（2019）必修第一册

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3.4 力的合成和分解基础知识导学一、合力和分力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。如图所示：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合力，这几个力叫作那个力的分力。3．合力与分力的关系合力与分力之间是一种等效替代的关系，合力作用的效果与分力作用的效果相同。　等效是指不同的物理现象、模型、过程等在物理意义、作用效果或物理规律方面是相同的。它们之间可以相互替代，而保证结论不变。　“曹冲称象”是大家都熟悉的一个历史典故。请思考：曹冲是根据什么判断大象的重力和船上的石头的重力相等的？其中包含什么思想方法？二、力的合成和分解1．力的合成：求几个力的合力的过程。2．力的分解：求一个力的分力的过程。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，如图所示，F表示F1与F2的合力。4．力的分解(1)力的分解也遵从平行四边形定则。(2)如果没有限制，同一个力可以分解为无数对大小、方向不同的分力。如图所示。(3)一个已知力的分解要根据具体问题来确定。5．多个力的合成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。2．标量：只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量。 重难问题探究在下图中，假如这桶水的重量是200 N。两个孩子提起这桶水时合力的大小一定也是200 N。请思考：如果两个孩子用力的大小分别是F1和F2，F1和F2两个数值相加正好等于200 N吗？基础小题试练1.、为相互垂直的两个共点力，已知，、，则、的合力大小为( )A.7N B.5N C.3N D.1N2.如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上并处于静止状态.蛛丝与竖直方向夹角分别为.用分别表示的拉力，则( )A.的竖直分力大于的竖直分力 B.的竖直分力等于的竖直分力C.的水平分力大于的水平分力 D.的水平分力等于的水平分力3.某同学用如图所示的装置，探究力的合成与分解。（1）本实验采用的科学方法为________.A.理想实验法 B.控制变量法 C.等效替代法 D.建立物理模型法（2）下列实验操作符合规范且正确的是________（多选）.A.同一组实验必须将结点O拉到同一位置B.实验时两弹簧测力计的示数不能超过量程C.应使两弹簧测力计之间的夹角总保持为60°，以便于计算D.为保证实验结果尽可能准确，两弹簧测力计必须保持与木板垂直答案以及解析1.答案：B解析：力的矢量叠加遵循平行四边形定则，有，故B正确，ACD错误。故选B。2.答案：D解析：根据平衡条件可知，在水平方向的分力与的分力大小相等，即，由题可知，且都是锐角，所以，又，则在竖直方向的分力小于的分力，D正确.3.答案：（1）C（2）AB解析：（1）合力与分力是等效与替代的关系，所以本实验采用的是等效替代法。故选C。（2）A.为了保证效果相同，同一组实验必须将结点O拉到同一位置，故A正确；B.为了准确性和不损坏器材，实验时两弹簧测力计的示数不能超过量程，故B正确；C.为了让实验结果具有普遍意义，两弹簧测力计之间的夹角适当大一些就可以，不需要为特定角，故C错误；D.为保证实验结果尽可能准确，两弹簧测力计必须保持与木板平行，故D错误。故选AB。