4.力的合成和分解 知识纲要导引, 核心素养目标, 物理观念 合力、分力、力的合成与分解、矢量和标量 科学探究 探究两个互成角度的力的合成规律 科学思维 等效替代法、作图法、计算法 科学态度 运用力的合成和分解的知识分析日常生活中的有关问题 与责任 基 础 导 学 一、合力和分力(自学教材第72页“合力和分力”部分) 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(resultant force)． 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(component force)． 二、力的合成和分解 (自学教材第73、74页“力的合成和分解”部分) 1．力的合成：求几个力的合力的过程叫作力的合成(composition of forces)． 2．力的分解：把求一个力的分力的过程叫作力的分解(resolution of force)． 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．这个规律叫作平行四边形定则(parallelogram rule)． 4．力的分解法则：力的分解也遵从平行四边形定则． 5．多个共点力的合成方法 (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． (2)多力合成的方法 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(自学教材74、75页“矢量和标量”部分) 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(vector)． 力、位移、速度、加速度都是矢量．
2．标量：只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量叫作标量(scalar)． 质量、路程、功、电流等都是标量． 【思考】
(1)合力与分力同时作用在一个物体上．( )
(2)由作出的力的平行四边形定则可知，合力可能小于分力．( ) (3)共点力一定作用于物体上的同一点．( )
(4)把已知力F分解为两个分力F1与F2，此时物体受到F、F1、F2三个力的作用．( ) (5)由于矢量的方向用正负表示，故具有正负值的物理量一定是矢量．( ) (6)矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同．( ) 答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
课 堂 探 究
主题一 力的合成
【问题探究】
探究点1 同一直线上力的合成的方法
如图所示，一辆小车可以由一个人拉着向前运动，也可以由两个人反向拉着或一个人推着另一个人拉着向前运动．
请结合图思考如何求同一直线上两个力的合力？
提示：两个力同向时，两个力的合力等于两个力的数值之和；两个力反向时，两个力的合力等于两个力的数值之差，方向与较大的力同向．,
(1)位置不变：在同一次实验中，将橡皮条拉长时结点的位置一定要相同．
(2)角度合适：两个弹簧测力计所拉细绳套的夹角不宜太小，也不宜太大，以60 °～100 °为宜．
(1)在橡皮筋形变不超过弹性限度的条件下，拉力尽量大一些，以减小实验误差． (2)严格按照力的图示要求和几何作图法作出合力． 探究点2 探究两个互成角度的力的合成规律
如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE.在图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环．小圆环受到拉力F1、F2的共同作用，处于O点，橡皮条伸长的长度为EO.撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它处于O点(图丙)．力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都能使小圆环保持静止．
(1)实验中，两次将小圆环拉到________，即两次使橡皮筋的形变情况________，我们就认为F1、F2与合力F的作用效果是________的．
(2)实验中要记录哪些信息？
实验中要记录的信息有：________、弹簧测力计每次的示数、____________________. (3)观察两只弹簧测力计的示数之和是否等于一只弹簧测力计的示数？力的合成是不是简单地相加减？
(4)合力F与F1、F2有什么关系？ (5)改变拉力F1和F2的大小和方向，重做上述实验，检验所围成的图形是不是平行四边形． 提示：(1)同一位置O 相同 相同
(2)O点的位置 对应F1、F2、F拉线的方向
(3)一只弹簧测力计的读数不等于两只弹簧测力计的读数之和，而是比两只弹簧测力计读数之和小一些．可见力的合成并不是简单地相加减．
(4)由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F(三个力的方向沿着各自拉线的方向，三个力的大小由弹簧测力计读出)．
(5)用虚线把拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，能看到所围成的形状像是一个平行四边形(如图所示)．
2019_2020学年新教材高中物理3.4力的合成和分解教案新人教版必修第一册
