2019_2020学年高中物理第三章研究物体间的相互作用第三节力的等效和替代学案粤教版必修1

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1、第三节　力的等效和替代[学习目标]1.知道共点力、合力和分力的概念并理解合力和分力的等效替代关系.2.理解力的合成与分解实质上就是等效替代的科学研究方法.3.能用实验探究求合力的方法．一、共点力如果几个力都作用在物体的同一(填“同一”或“不同”)点上，或者几个力的作用线相交于同一点，这几个力就称为共点力．二、力的等效替代1．合力与分力：如果一个力的作用效果与另外几个力的共同作用效果相同，那么这个力与另外几个力等效或可以相互替代，这个力称为另外几个力的合力，另外几个力称为这个力的分力．2．力的合成与分解：

2、从作用效果相同这一观点出发，根据具体情况进行力的替代，称为力的合成与分解．3．力的合成：求几个力的合力的过程或求合力的方法．4．力的分解：求一个力的分力的过程或方法．三、寻找等效力1．将一根橡皮筋的一端固定在木架上，另一端与两根细绳相连．2．如图1所示，分别在细绳下悬挂等量(填“等量”或“不等量”)的钩码，使橡皮筋与细绳的结点伸长至点O，将画有间隔相等同心圆的纸片置于橡皮筋与细绳的后面，其圆心与点O重合．在纸的边缘记下两绳与纸边的交点C、D，同时记录两绳上悬挂钩码的数量．图13．如图2所示，直接用一个弹

3、簧测力计去拉细绳，同样使结点伸长至点O，记下弹簧测力计的读数以及细绳与纸边的交点J.图24.取下纸片，连接OC、OD、OJ，用力的图示(填“图示”或“示意图”)法作出三个力，如图3所示．图35．改变钩码的数量，重复上述实验步骤．判断下列说法的正误．(1)作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，则这两个力一定是共点力．(　×　)(2)合力与原来那几个力同时作用在物体上．(　×　)(3)合力的作用可以替代原来那几个力的作用，它与那几个力是等效替代关系．(　√　)一、合力与分力的关系一个大人能够提起

4、一桶水，两个小孩共同用力也可以提起这桶水．那么大人用的力和两个小孩共同用的力有什么关系？哪个是合力？哪些是分力？答案　效果相同，可以等效替代；大人的力是两个小孩作用力的合力；两个小孩的作用力是分力．1．等效替代(1)力的作用效果：使物体发生形变或改变物体的运动状态．(2)条件：当几个不同的力共同作用在同一物体上产生的效果跟一个力单独作用时产生的效果相同时，它们就可以互相替代．(3)作用：等效替代是重要的科学思维方法之一，它可以使复杂问题变成简单问题．2．如何理解合力与分力的关系(1)合力与分力之间的关系

5、是一种等效替代的关系．一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同，即一个力可以由几个力来代替，反过来，多个力也可以由一个力来代替．(2)合力与分力只是作用效果相同，在作用效果上存在等效替代的作用，可以是同性质的力，也可以是不同性质的力．例1　(多选)关于F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是(　　)A．合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同B．两力F1、F2一定是同种性质的力C．两力F1、F2一定是同一个物体受到的力D．两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力答案　AC解析　只有同一个物体受

6、到的力才能合成，分别作用在不同物体上的力不能合成．合力是对原来几个分力的等效替代，两力可以是不同性质的力，但合力与分力不能同时存在，所以选项A、C正确．针对训练　(多选)如图4所示，同一吊灯分别按两种方式悬挂，第一种方式吊灯只受一个A绳拉力的作用，第二种方式吊灯受到B绳和C绳的共同作用，两灯均处于静止状态，则下列说法正确的是(　　)图4A．A绳对灯的拉力与灯的重力是等效的B．B、C两绳对灯的拉力与A绳对灯的拉力等效C．B绳对灯的拉力和C绳对灯的拉力可以看做A绳对灯的拉力的分力D．A绳的拉力、B绳的拉力和

7、C绳的拉力是共点力答案　BC二、探究合力与分力的关系1．实验方案(1)先将橡皮筋一端固定，将两个力F1、F2作用在另一端并使其伸长一定长度到达某一位置；再用另一个力F作用于橡皮筋的同一点，使其伸长相同的长度到达同一位置，那么，F与F1、F2的效果就相同．(2)若记下F1、F2的大小和方向，画出各个力的图示，就可以研究F与F1、F2的关系了．2．结论求两个力的合力时，可以用表示这两个力的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．注意事项(1)结点O同一次实验中橡皮筋拉长后的

8、O点必须保持不变．(2)拉力①要保证橡皮筋、细绳位于与纸面平行的同一平面内．②两个分力F1、F2间的夹角θ不要太大或太小．(3)作图①在同一次实验中，选定的比例要相同；②严格按力的图示要求和几何作图法作出平行四边形，求出合力．例2　李明同学在做“探究求合力的方法”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图5(a)所示．　图5(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力．