1、第3节 力的等效和替代知识点一 力的图示与力的示意图目标篇预习篇考点篇栏目链接1.力的示意图：仅用一个带箭头的线段粗略地表示一个力，称为力的示意图.2.力的图示：（1）作力的图示的步骤是：选定标度，即单位长度表示多少力；从力的作用点开始，沿力的方向按一定比例画出一段线段；在线段的末端标出箭头，表示方向.（2）选定标度时，注意根据力的大小做恰当的选择，能在图中非常直观、方便地看到这个力，还要使图匀称美观.例 1 如图所示，绳对物体竖直向上的拉力大小为 150 N，用力的图示法表示拉力.解析：画力的图示要严格按照以下步骤进行：（1）选定标度.（2）从作用点沿力的方向画一线段，线段长短按选定的标度和
2、力的大小画.线段上加刻度，如图甲所示从 O 点竖直向上画一段 3 倍于标度的线段；（3）在线段终点上加箭头表示力的方向.为了简便也可以照图乙那样不画物体，而用质点来表示物体，画出力 F 的图示.画力的示意图：如图丙所示，从物体向力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向.然后标明 F150 N 即可.尝试应用1.重量为 20 N 的物体静置于水平面上，请分别作出物体受力的示意图及力的图示.解析：物体受到重力 20 N，方向竖直向下，还受到竖直向上的支持力 FN，此两力的示意图如图甲.而此两力的图示如图乙.知识点一 力的等效和替代目标篇预习篇考点篇栏目链接1.等效与替代：如果力 F 的作用效果与 F
3、1、F2、F3共同作用效果相同，则 F 与 F1、F2、F3之间可以相互等效替代.2.合力与分力.当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力.原来的那几个力叫分力.3.力的合成.求几个力合力的过程或合力的方法，叫做力的合成.已知几个力，可以通过力的合成求得它们的合力，合力的作用效果与这几个分力的作用效果相同，因此合力可以代替这几个力.合力与分力的关系是等效替代的关系.4.力的分解.求一个力的分力的过程，称为力的分解.尝试应用2.关于合力与分力的关系，下列说法正确的是（B）A.合力的大小一定等于两个分力大小之
4、和 B.合力的大小可能比任一个分力大，也可能比任一个分力小 C.合力与分力大小不可能相等 D.两分力的夹角由 0增大到 180的过程中，其合力大小不断增大 1.实验步骤：（1）用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上.（2）把橡皮条一端钉在板上 A 点，另一端拴上两个细绳套.（3）用两个弹簧秤互成角度拉绳套，使橡皮条与细绳的结点伸长至 O，并记下秤的示数 F1、F2，描出细绳方向（在细绳下描两点以确定拉力方向），如图甲所示.（4）用一个弹簧秤把该橡皮条与细绳的结点拉至 O 点，描出绳的方向，记下示数 F，如图乙所示.（5）用铅笔和刻度尺从结点 O 沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出 F1、F2
5、 的图示，按同样的标度作出 F的图示；并以 F1 和F2 为邻边用刻度尺作平行四边形，过 O 点画其对角线，此对角线即为合力 F 的图示.（6）比较力 F与平行四边形定则求出的合力 F 在大小和方向上是否相同.（7）改变两个力 F1、F2 的大小和夹角，再重复实验两次.2.实验注意事项.（1）同一实验中的两只弹簧秤的选取方法是：将两只弹簧秤勾好后对拉，若两只弹簧秤在拉的过程中，读数相同，则可选，若不同，应另换，直至相同为止，使用时弹簧秤与板面平行.（2）在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过弹性限度的条件下，应使拉力尽量大一些，以减小误差.（3）画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画
6、得大一些，但也不要太大而画出纸外.要严格按力的图示要求和几何作图法作出合力.（4）在同一次实验中，橡皮条拉长的结点 O 位置一定要相同.（5）由作图法得到的 F 和实际测量得到的 F，不可能完全符合，但在误差允许范围内可认为 F 和 F符合.尝试应用3.根据要求，完成“验证力的平行四边形定则”实验.（1）如图甲所示，把白纸固定在木板上后，再把木板竖立在桌面上，用图钉把橡皮筋的一端固定在 A 点，另一端 B 连接两条轻绳，跨过定滑轮后各拴一细绳套，分别挂上 3 个钩码和 4 个钩码（每个钩码重 1 N），调整滑轮的位置，稳定后结点 B 位于 O 处，记下 和两条轻绳的方向，取下滑轮及钩码.（2）
7、如图乙所示，取某单位长度表示 1 N，用力的图示作出两条轻绳的拉力 F1 和 F2；再用一把弹簧测力计把结点也拉至 O 处，记下测力计的读数 F N，取下测力计.（3）在图丙作出 F1 和 F2 的合力 F 及拉力 F的图示.（4）对比 F 和 F的大小和方向，发现它们不是完全一致的，其可能的原因是_ _.（填一个原因）答案：（1）O 的位置（2）5.0（3）略（4）测量存在误差；作图没有画准；弹簧测力计自身重力的影响；滑轮与绳之间的摩擦力等.题型一 对力的示意图及力的图示的理解 目标篇预习篇考点篇栏目链接例 1 如图所示，物体 A 对物体 B 的压力是 10 N，试画出这个力的图示和示意图.
8、解析：（1）画力的图示，要严格按照以下步骤进行.选定标度：此题选 2 mm 长的线段表示 2 N 的力.从作用点沿力的方向画一线段，线段长短根据选定的标度和力的大小成正比，线段上加刻度，如图甲所示.也可以如图乙所示，从 O点（用 O 点代替 B 物体）竖直向下画一段五倍于标度（10 mm）的线段.在线段上加箭头表示力的方向.（2）画力的示意图：从作用点或从 B 的中心处沿力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向，然后标明 FN10 N 即可，如图丙所示.答案：见解析变式训练1.作出下列力的图示：（1）物体受 250 N 的重力.（2）用细线拴一个物体，并用 400 N 的力竖直向上提物体.（3）
9、水平向左踢足球，用力大小为 1 000 N.解析：选不同标度（单位），力的图示线段的长短可不同；标度的选取要有利于作图.答案：如图所示 题型二 对力的等效于替代的理解 目标篇预习篇考点篇栏目链接例 2（多选）关于合力与分力的说法中，正确的是（）A.合力的作用效果跟几个分力共同作用产生的效果相同B.合力与分力同时作用在物体上C.合力的作用可用几个分力来替代D.合力与分力是一对平衡力解析：合力的作用效果与它的分力的作用效果相同，它们并不是同时作用在物体上，如当物体受到合力作用时，分力则是按效果命名的，没有施力物体，是不存在的；如几个分力是同时作用在物体上的，则合力是按效果得出的，也不是物体受到的，
10、是不存在的，更谈不上是平衡力了，所以 B、D 错误.答案：AC名师点睛：合力与分力是一种等效与替代关系，它们不能同时存在，不能使物体平衡；寻找合力与分力，要从它们是否具有相同的作用效果来进行.变式训练2.（多选）如图所示，甲中用两根细绳将重物 G 悬挂，此时 OA绳对重物 G 的拉力为 F1，OB 绳对重物 G 的拉力为 F2，乙用 OC 绳单独将物体悬挂起来，此时 OC 绳对物体的拉力为 F，则下列说法正确的是（AB）A.F1、F2 两力共同作用效果与 F 一个力的作用效果相同 B.可以用 F 这一个力代替 F1 和 F2 两个力 C.不能用 F1、F2 这两个力代替 F 这个力 D.F1F
11、2 应该等于 F 解析：重物 G 在 F1、F2 以及重力作用下静止或在 F 和重力作用下静止，甲、乙两种情形，力的效果相同，静止、重力一样，说明F1、F2 两个力作用效果与 F 这一个力作用效果一样，F1、F2 两个力是矢量，求和不是直接代数相加减，而应该求矢量和.等效替代时，既可以用一个力代替多个力，也可以用多个力代替一个力，故 A、B 选项正确.题型三 寻找“等效力”的实验探究 目标篇预习篇考点篇栏目链接例 3（多选）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中 A 为固定橡皮条的图钉，O 为橡皮条与细绳的结点，OB 和 OC 为细绳.图乙是在白纸上根据实验结果画出的图.
12、如下的判断正确的是（）A.图乙中的 F是 F1 和 F2 的等效力B.图乙中的 F 是 F1 和 F2 的等效力C.图乙中的 F的方向一定沿 AO 方向D.图乙中的 F 的方向一定沿 AO 方向解析：图乙中，与 F1 和 F2 等效的力应该是与它们的作用效果相同的力，所以该等效力沿 OA 方向，C 对，D 错；由于实验误差，以F1 和 F2 为邻边作出的平行四边形的对角线应为理论值，A 对，B 错.答案：AC名师点睛：力的等效性指的是力的相互代替，要保证力产生的效果相同.实验中得到的合力应与两分力具有相同的作用效果，而通过作平行四边形求得的合力跟分力的作用效果有差别.若忽略实验误差的影响，理论值与实验值就重合了.变式训练3.（多选）关于“探究等效力”的实验，下列说法正确的是（AC）A.两个力 F1、F2 拉与一个力 F 拉的作用效果相同 B.实验中不必记录两分力的夹角 C.实验中必须记录两分力的方向 D.实验中不用记录橡皮条端点最终被拉到的位置 解析：在“探究等效力”的实验中，是分别用一个力 F 和两个力F1、F2 把橡皮条拉到相同的位置（即效果相同），然后通过图示法研究 F 和 F1、F2 之间的关系.所以必须记下绳结的位置，D 错 A 对；又因为力是矢量，所以要记下方向，B 错 C 对.
