1、3.3 力的等效和替代 学案（粤教版必修1）1共点力如果几个力都作用在物体的同一点上，或者它们的_相交于同一点，这几个力叫做共点力2合力、分力、力的合成一个力产生的效果如果能跟原来几个力共同作用产生的_，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做这个力的_求几个力的合力的过程叫力的_力的_实际上就是要找一个力去代替几个已知的力，而不改变其作用效果3合力和分力是作用效果的一种_关系，而不是力的本质上的_合力实际上并不存在，即合力找不到与之对应的施力物体，只是把合力与另几个分力等效看待4寻找等效力的实验方案(1)先将橡皮条一端固定，将两个力F1、F2作用在另一端并使其伸长一定长度；再用另一个力F
2、作用于橡皮条的同一点，使其伸长到_的长度，那么，F与F1、F2的_就相同(2)若记下F1、F2的大小和_，画出各个力的图示，就可以研究F与F1、F2的关系了.一、力的替代问题情境如图1所示，同样一桶水，一个人提和两个人共同提，感觉是不一样的，那么他们的效果一样吗？图1 要点提炼1合力与分力合力与分力：当一个物体受到几个力的共同作用时，可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同作用的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力2力的合成求几个力的合力的过程或求合力的方法，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
3、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3力的分解有几个力，如果它们的作用效果跟原来的一个力产生的效果相同，这几个力就叫做原来那个力的分力求一个已知力的分力叫做力的分解问题延伸有的同学说，受力分析时既要分析合力，也要分析分力，你认同此观点吗？为什么？ 二、寻找等效力1实验步骤：实验探究求分力与合力的关系(1)在桌上平放一个方木板，在方木板上铺上一张白纸，用图钉把白纸固定好(2)用图钉把橡皮条的一端固定在板上的G点(G点的位置应该靠近顶端中点)，在橡皮条的另外一端拴上两条细绳，细绳的另外一端是绳套(3)用弹簧秤分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点达到某一位置O.(4
4、)用铅笔记下O点的位置和两条细绳的方向，分别读出两只弹簧秤的示数(在同一条件下)(5)用铅笔和三角板在白纸上从O点沿着两绳的方向画直线，按照一定的标度作出两个力F1和F2的图示(6)只用一只弹簧秤，通过细绳把橡皮条的结点拉到相同的位置O点，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力F的图示(7)探究这三个力的大小及方向的关系2实验结论：(1)两个或多个分力的作用效果与一个力的作用效果相同；(2)两个或多个力的合成遵循平行四边形定则3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
5、，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，尽量使图画得大一些，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和实验测量得到的F，不可能完全符合，但在误差允许范围内可认为F和F相等.例1 关于共点力，下列说法不正确的是( )A作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，这两个力是共点力B作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力C作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则
6、这几个力是共点力D作用在一个物体上的几个力，如果它们的力的作用线汇交于同一点，则这几个力是共点力听课记录 例2 关于两个分力F1、F2及它们的合力F的说法，下述正确的是( )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的力D两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力听课记录 变式训练 关于合力与分力，下列说法中正确的是( )A合力与分力是等效的B合力与分力的性质相同C合力与分力同时作用在物体上D合力与分力在分析时不能同时考虑例3 将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1
7、N的弹簧测力计，沿着两个不同的方向拉弹簧测力计当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图2(a)所示这时弹簧测力计的读数可从图中读出图2(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_N和_N(只需读到0.1 N)(2)在方格纸(如图(b)所示)上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力【即学即练】1下列关于分力和合力的说法中，正确的是( )A分力与合力同时作用在物体上B几个分力同时作用在物体上时产生的效果与合力单独作用在物体上时产生的效果相同C合力总是大于分力D合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小，合力可能大于、等于或小于任一分力2已知三个共点力的合力为零，则这三个力的大小可能为(
8、 )A15 N,5 N,6 NB3 N,6 N,4 NC1 N,2 N,10 ND1 N,6 N,3 N3同时作用在某物体上的两个力，大小分别为6 N和8 N当这两个力之间的夹角由0逐渐增大至180时，这两个力的合力将由最大值_ N逐渐变到最小值_ N.4根据力的合成的平行四边形定则，用作图法求出图3中F1和F2的合力图3参考答案课前自主学习1作用线2效果相同 分力 合成 合成3替代 替代4(1)同样 效果 (2)方向核心知识探究一、问题情境同一桶水，一个人把它提起来，感觉很重，给桶施加了一个向上的拉力；两个人共同提起来，感觉很轻松，给桶施加了两个力对桶施加一个力或施加两个力，都是将桶提了起来
9、，所以作用效果是相同的问题延伸 不认同，因为合力与分力的作用效果相同，是一种等效替代关系，受力分析时只根据力的性质分析实际存在的力即可解题方法探究例1 A 共点力是几个力作用于一点或力的作用线交于一点的力作用在同一物体上大小相等方向相反的两个力不一定在同一条直线上，即不一定是共点力如果受两个力且平衡的物体，所受的力一定是共点力，故A错误例2 AC 只有同一个物体的受力才能合成，分别作用在不同物体上的力不能合成合力是对原来几个力的等效替代，可以是不同性质的力，但不能同时存在，故正确答案为A、C.变式训练 AD 合力与分力是等效替代关系，合力产生的效果与分力共同作用的效果相同，因而合力与分力不是同
10、时作用在物体上，也不涉及性质问题例3 (1)2.5 N 4.0 N (2)见解析图解析 测力计的读数要按题目要求读，注意有效数字的位数本题考查弹簧测力计的读数及用力的图示法求合力从图中知，弹簧测力计最小刻度为0.1 N，因此竖直向下的弹簧测力计读数为2.5 N，水平向右的弹簧测力计读数为4.0 N因为读数2.5 N、4.0 N均是0.5 N的整数倍，因此，选方格纸中一个小方格的边长表示0.5 N，应用平行四边形定则，即可画出两个力以及它们的合力，如图所示即学即练1BD 力的合成不能重复计力，力的合成符合平行四边形定则，不是加、减的运算2B 任一力应小于等于其余两力之和，大于等于其余两力之差314 24略