人教版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用——力4 力的合成和分解当堂检测题

《力的合成与分解——习题课》教学设计

授 课 人：李福生

授课对象：高中一年级

教学内容：人教版（2019版）高中物理必修第一册第三章第4节

一、教学理念

高中物理新课程标准是现代高中物理教学的规范，在实施该标准的过程中，应不断探索新的教学理念,充分发挥教师的主导作用和学生的主体作用，改革教学模式，进行启发式教学，培养学生的物理学科核心素养、满足学生终生发展需求，注重课程的时代性，关注科技进步和社会发展需求。为了更好地激发学生学习的兴趣，将实施多样化教学，将物理知识与生活紧密联系，从生活走进物理，再由物理解释生活现象的方式进行教学，引导学生的自主创新和探究。

二、教材分析

《力的合成与分解》是人教版（2019版）必修第一册第三章第4节的内容，本节包括合力和分力、力的合成和分解、矢量和标量三个方面的知识点。本节利用等效思想提出合力分力的概念，并经过实验探究推理归纳出矢量运算普遍遵守的法则——平行四边形定则，使学生对矢量和标量认识更加深刻。平行四边形定则。为后续的学习具有重要影响，具有承上启下的作用。是高中物理的重要内容，是物理知识体系中有方法、可迁移、应用广泛的内容。

三、学情分析

这个阶段的学生处于高一阶段，他们已经有了初步的观察思考能力、实验探究能力、分析解决问题能力和归纳总结能力，但总容易忽略一些细节内容。学生已经通过实验探究，感悟和理解了合力、分力的概念和平行四边形定则，与力的合成相比，力的分解难点是一个确定的力可以分解成无数组分解的方法，力的分解不是唯一的，要根据对已知了的实际情况进行分解。因此在教学中我们要善于在真实情境中让学生感受感知结论背后的含义，引导学生正确认识知识本质。

四、教学目标与核心素养

（一）物理观念

知道合力与分力的概念；了解力的合成；清楚分解是合成的逆运算；了解力的分解；学会使用平行四边形定则进行受力分析，并运用其分析日常生活中的受力问题；了解力的分解具有唯一性的条件；掌握根据力的效果进行分解的方法和正交分解法。

（二）科学思维

通过对合力、分力概念的探究，强化运用等效替代法分析解决实际问题的能力。

（三）科学探究

通过实验探究，得出力的合成和力的分解遵从的法则——平行四边形定则；培养设计实验、观察实验现象、探索规律、归纳总结的研究问题的方法的能力。

（四）科学态度与责任

通过力的合成和分解的学习，感受对立统一的观点在物理学中的意义；通过实验培养良好的观察习惯和严谨求实的科学精神。

五、教学重难点

（一）重点

1.理解力的分解是力的合成的逆运算。

2.掌握运用平行四边形定则、正交分解法进行力的分解。

3.合力与分力的关系。

4.力的平行四边形定则的理解与运用。

（二）难点

1.运用等效替代思想理解合力与分力的概念。

2.力的平行四边形定则的理解与运用。

3.力的分解具有唯一性的条件。

4.力分解时如何判断力的作用效果及确定两分力的方向。

六、教学方法

（一）教法

讲授法、直观演示法、情景教学法、讨论法

（二）学法

自主探究法、交流合作法、学练结合法

七、教学用具

弹簧测力计、细绳、三角板、直尺、橡皮筋、多媒体等

八、教学流程

（一）知识梳理

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．这几个力就叫作那个力的分力。

二、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。

2．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。

3．分解法则：遵循平行四边形定则．把一个已知力F作为平行四边形的对角线，与力F共点的平行四边形的两个邻边，就表示力F的两个分力F1和F2。

4．分解依据

(1)一个力分解为两个力，如果没有限制，可以分解为无数对大小、方向不同的分力。

(2)实际问题中，要依据力的实际作用效果或需要分解。

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或三角形定则的物理量。

2．标量：只有大小，没有方向，相加时遵从算术法则的物理量。

3．三角形定则：把两个矢量首尾相接，从第一个矢量的始端指向第二个矢量的末端的有向线段就表示合矢量的大小和方向．三角形定则与平行四边形定则实质上是一样的。

（二）基础知识

1、正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)

(1)合力与分力同时作用在一个物体上。 (×)

(2)由力的平行四边形定则可知，合力可能小于分力。 (√)

(3)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。                            (×)

(4)既有大小，又有方向的物理量一定是矢量。 (×)

(5)矢量与标量的本质区别是它们的运算方法不同。 (√)

2、有两个力，一个是10N，一个是2N，这两个力的合力的最大值是12最小值是  8 它们的合力范围 8≤ F ≤ 12    。

3、已知两个相互垂直的力的合力为50N，其中一个力的大小为40N，则另一个力的大小为（   C   ）

A. 10N B. 20N     C. 30N     D. 40N

4、(多选)将力F分解为F1、F2两个分力，则下列说法正确的是(　BCD　)

A．F1、F2和F同时作用在物体上

B．由F求F1或F2叫作力的分解

C．由F1、F2求F叫作力的合成

D．力的合成与分解都遵循平行四边形定则

解析：BCD　[分力和合力是等效替代关系，不能同时作用在物体上，A错；由力的合成和分解的概念可知B、C正确。力的合成和分解都是矢量运算，都遵循平行四边形定则，D正确。]

5、用两根绳子悬挂同一相框,相框处于静止状态,则下图所示的四种方法中,每根悬绳所受拉力最小的是(　 A 　)

解析:相框受重力和两根绳子的拉力处于静止状态,所受合力等于零,可知两根绳子拉力的合力等于重力,绳子的夹角越小,绳子拉力越小,故A正确,B、C、D错误。

6、有两个力，一个是10N，一个是2N，他们的合力有可能是（  AB  ）

      A．8N   B．12N  C．15N  D．30N

7、两个共点力的合力最大值为35 N，最小值为5 N，则这两个力的大小分别为  15 N和   20  N.若这两力的夹角为900，则合力大小为    25N。

9.以下物理量属于矢量的是(　A　)

A.瞬时速度     B.路程       C.时刻      D.瞬时速率

8、F1和F2是共点力,根据平行四边形定则求合力F,作图正确的是(　C　)

解析: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,故C正确。

9、力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N,方向竖直向上。求这两个力的合力F的大小和方向。

方法一：作图法(即力的图示法)求合力

方法二：计算法（精确）求合力

10、将重物通过绳子悬挂起来，根据力的作用效果分解F或G。

11、利用正交分解对物体对F拉或G进行分解。

（三）巩固提升

12、假设一座斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°，每根钢索中的拉力都是3×104 N，则它们对塔柱的合力大小和方向为（　B　）

A．5.2×104 N，方向竖直向上

B．5.2×104 N，方向竖直向下

C．5.2×102 N，方向竖直向上

D．5.2×102 N，方向竖直向下

13、两个力F1和F2间的夹角为 θ（θ≠180°），其合力为F。以下说法正确的是（　D　）

A．合力F总比力F1和F2中的任何一个都大

B．若力F1和F2大小不变，θ角越小，则合力F就越大

C．若夹角θ不变，力F1大小不变，F2增大，则合力F一定增大

D．合力F的作用效果与两个力F1和F2共同产生的作用效果相同

14、如图所示,在同一平面内,大小分别为1 N、2 N、3 N、4 N、5 N、6 N的六个力共同作用于一点,其合力大小为(　A　)

A.0        B.1 N       C.2 N        D.3 N

解析:先分别求1 N和4 N、2 N和5 N、3 N和6 N的合力,大小都为3 N,且三个合力互成120°角,如图所示,根据平行四边形定则知,图中三个力的合力为零,即题中所给六个力的合力为零,故A正确,B、C、D错误。

15、（2022·四川·盐亭中学模拟预测）如图甲所示，射箭时，释放箭的瞬间若弓弦的拉力为100N，对箭产生的作用力为120N，其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示，对箭产生的作用力如图中F所示，则弓弦的夹角α应为（cos53°=0.6 ）（　D　）

A．53°       B．127°       C．143°       D．106°

16、为什么高大的立交桥要建有很长的引桥呢？

17、放在斜面上的物体所受重力G产生怎样的作用效果？如何分解？

18、可自由转动的轻杆AC 和BC ，BC 杆水平。在它们的连接处C点施加一个竖直向下的力F 。

19、刀刃劈物时力的分解

20、找一找衣服上的“劈”

21、拱桥

22、为什么缆绳不能拉直?

23、当载重卡车陷于泥坑中时，汽车驾驶员按图所示的方法，用钢索把载重卡车和大树栓紧，在钢索的中央用较小的垂直于钢索的侧向力就可以将载重卡车拉出泥坑，你能否用学过的知识对这一方法作出解释。

24、一个物体受到四个力的作用，已知F1=1N，方向正东；F2=2N，方向东偏北600，F3=N，方向西偏北300；F4=4N，方向东偏南600，求物体所受的合力。

（四）课堂小结

（五）布置作业

1.完成课本P71“练习与应用”第6、7题

九、板书设计

3.4 力的合成与分解