2018-2019高中物理 第三章 研究物體間的相互作用 第三節(jié) 力的等效和替代課件 粵教版必修1.ppt

第三節(jié) 力的等效和替代,第三章 研究物體間的相互作用,學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.知道共點力、合力和分力的概念并理解合力和分力的等效替代關(guān)系. 2.理解力的合成與分解實質(zhì)上就是等效替代的科學(xué)研究方法. 3.能用實驗探究求合力的方法.,內(nèi)容索引,自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實基礎(chǔ),重點探究 啟迪思維 探究重點,達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí),一、共點力 如果幾個力都作用在物體的 (填“同一”或“不同”)點上，或者幾個力的作用線 ，這幾個力就稱為共點力.,同一,相交于同一點,二、力的等效替代 1.合力與分力：如果一個力的作用效果與另外幾個力的共同作用效果 ，那么這個力與另外幾個力 或可以相互 ，這個力稱為另外幾個力的 ，另外幾個力稱為這個力的 . 2.力的合成與分解：從作用 這一觀點出發(fā)，根據(jù)具體情況進(jìn)行力的 ，稱為力的合成與分解. 3.力的合成：求幾個力的合力的過程或求合力的方法. 4.力的分解：求一個力的分力的過程或方法.,相同,等效,替代,合力,分力,效果相同,替代,三、尋找等效力 1.將一根橡皮筋的一端固定在木架上，另一端與兩根細(xì)繩相連. 2.如圖1所示，分別在細(xì)繩下懸掛 (填“等量”或“不等量”)的鉤碼，使橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點伸長至點O，將畫有間隔相等同心圓的紙片置于橡皮筋與細(xì)繩的后面，其圓心與點O重合.在紙的邊緣記下兩繩與紙邊的交點C、D，同時記錄兩繩上懸掛鉤碼的數(shù)量.,圖1,等量,3.如圖2所示，直接用一個彈簧測力計去拉細(xì)繩，同樣使結(jié)點伸長至 ，記下彈簧測力計的_ 以及細(xì)繩與紙邊的交點J. 4.取下紙片，連接OC、OD、OJ，用力的 (填“圖示”或“示意圖”)法作出三個力，如圖3所示.,圖2,圖3,5.改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實驗步驟.,點O,讀數(shù),圖示,即學(xué)即用 判斷下列說法的正誤. (1)作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，則這兩個力一定是共點力.( ) (2)合力與原來那幾個力同時作用在物體上.( ) (3)合力的作用可以替代原來那幾個力的作用，它與那幾個力是等效替代關(guān)系.( ),答案,重點探究,一、合力與分力的關(guān)系,導(dǎo)學(xué)探究 一個大人能夠提起一桶水，兩個小孩共同用力也可以提起這桶水.那么大人用的力和兩個小孩共同用的力有什么關(guān)系？哪個是合力？哪些是分力？ 答案 效果相同，可以等效替代；大人的力是兩個小孩作用力的合力，兩個小孩的作用力是分力.,答案,知識深化 合力與分力的關(guān)系 1.等效性：合力與分力產(chǎn)生的效果相同，可以等效替代. 2.同體性：各個分力是作用在同一物體上的.作用在不同物體上的力不能求合力.,例1 (多選)關(guān)于F1、F2及它們的合力F，下列說法中正確的是 A.合力F一定與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同 B.兩力F1、F2一定是同種性質(zhì)的力 C.兩力F1、F2一定是同一個物體受到的力 D.兩力F1、F2與F是物體同時受到的三個力 解析 只有同一個物體受到的力才能合成，分別作用在不同物體上的力不能合成.合力是對原來幾個分力的等效替代，兩力可以是不同性質(zhì)的力，但合力與分力不能同時存在，所以選項A、C正確.,答案,解析,合力與分力是等效替代關(guān)系，作用在同一個物體上，其作用效果相同，并不是指物體同時受到合力和分力的作用.,答案,針對訓(xùn)練 (多選)如圖4所示，同一吊燈分別按兩種方式懸掛，第一種方式吊燈只受一個A繩拉力的作用，第二種方式吊燈受到B繩和C繩的共同作用，兩燈均處于靜止?fàn)顟B(tài)，則下列說法正確的是,A.A繩對燈的拉力與燈的重力是等效的 B.B、C兩繩對燈的拉力與A繩對燈的拉力等效 C.B繩對燈的拉力和C繩對燈的拉力可以看做A繩對燈的拉力的分力 D.A繩的拉力大小等于B繩的拉力大小和C繩的拉力大小的和,圖4,二、探究合力與分力的關(guān)系,1.實驗方案 (1)先將橡皮筋一端固定，將兩個力F1、F2作用在另一端并使其伸長一定長度到達(dá)某一位置；再用另一個力F作用于橡皮筋的同一點，使其伸長相同的長度到達(dá)同一位置，那么，F(xiàn)與F1、F2的效果就相同. (2)若記下F1、F2的大小和方向，畫出各個力的圖示，就可以研究F與F1、F2的關(guān)系了. 2.結(jié)論 求兩個力的合力時，可以用表示這兩個力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的對角線就代表合力的大小和方向.,3.注意事項 (1)結(jié)點O 同一次實驗中橡皮筋拉長后的O點必須保持不變. (2)拉力 要保證橡皮筋、細(xì)繩位于與紙面平行的同一平面內(nèi). 兩個分力F1、F2間的夾角不要太大或太小. (3)作圖 在同一次實驗中，選定的比例要相同； 嚴(yán)格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力.,例2 李明同學(xué)在做“探究求合力的方法”實驗時，利用坐標(biāo)紙記下了橡皮筋的結(jié)點位置O以及兩只彈簧測力計拉力的大小和方向，如圖5(a)所示. (1)試在圖(a)中作出無實驗誤差情況下F1和F2的合力圖示，并用F表示此力.,圖5,答案,答案 如圖所示,(2)有關(guān)此實驗，下列敘述正確的是 A.兩彈簧測力計的拉力可以同時比橡皮筋的拉力大 B.橡皮筋的拉力是合力，兩彈簧測力計的拉力是分力 C.兩次拉橡皮筋時，需將橡皮筋結(jié)點拉到同一位置O，這樣做的目的是 保證兩次彈簧測力計拉力的效果相同 D.若只增大某一只彈簧測力計的拉力大小而保持橡皮筋結(jié)點位置不變， 只需調(diào)整另一只彈簧測力計拉力的大小即可,答案,(3)如圖(b)所示是張華和李明兩位同學(xué)在做以上實驗時得到的結(jié)果，其中哪一個實驗比較符合實驗事實？(力F是用一只彈簧測力計拉時的圖示),答案,答案 張華的實驗比較符合實驗事實,例3 在做“探究求合力的方法”的實驗時，先將橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細(xì)繩.實驗時，需要兩次拉伸橡皮筋，一次是通過兩細(xì)繩用兩個彈簧秤互成角度地拉橡皮筋，另一次是用一個彈簧秤通過細(xì)繩拉橡皮筋. (1)實驗對兩次拉伸橡皮筋的要求中，下列說法正確的是_. A.將橡皮筋拉伸相同長度即可 B.將橡皮筋沿相同方向拉到相同長度 C.將彈簧秤都拉伸到相同刻度 D.將橡皮筋和繩的結(jié)點拉到相同位置,答案,(2)同學(xué)們在操作過程中有如下討論，其中對減小實驗誤差有益的說法是_. A.兩細(xì)繩必須等長 B.彈簧秤、細(xì)繩、橡皮筋都應(yīng)與木板平行 C.用兩彈簧秤同時拉細(xì)繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應(yīng)盡可能大 D.拉橡皮筋的細(xì)繩要長些，標(biāo)記同一細(xì)繩方向的兩點要遠(yuǎn)些,答案,達(dá)標(biāo)檢測,1.(共點力的理解)關(guān)于共點力，下列說法中錯誤的是 A.作用在一個物體上的兩個力，如果大小相等，方向相反，則這兩個力一 定是共點力 B.作用在一個物體上的兩個力，如果是一對平衡力，則這兩個力是共點力 C.作用在一個物體上的幾個力，如果它們的作用點在同一點上，則這幾個力 是共點力 D.作用在一個物體上的幾個力，如果它們的作用線交于同一點，則這幾個 力是共點力 解析 共點力是指同時作用在物體上的同一點或作用線相交于同一點的幾個力，故A錯誤，B、C、D正確.,1,2,3,答案,解析,2.(實驗原理及步驟)某同學(xué)做“探究求合力的方法”實驗時，主要步驟有： A.在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木 板上； B.用圖釘把橡皮筋的一端固定在方木板上的A點，在橡皮筋的另一端拴上 兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套； C.用兩個彈簧測力計分別鉤住繩套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸長， 結(jié)點到達(dá)某一位置O，記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)； D.按選好的標(biāo)度，用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示， 并用平行四邊形定則求出合力F；,1,2,3,E.只用一只彈簧測力計，通過細(xì)繩套拉橡皮筋使其伸長，讀出彈簧測 力計的示數(shù)，記下細(xì)繩的方向，按同一標(biāo)度作出這個力F的圖示； F.比較F和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論. 上述步驟中： (1)有重要遺漏的步驟的序號是_和_； 解析 根據(jù)“探究求合力的方法”實驗的操作過程可知，有重要遺漏的步驟的序號是C、E.,答案,1,2,3,C,E,解析,(2)遺漏的內(nèi)容分別是_和_ _. 解析 在C中未記下兩條細(xì)繩的方向，E中未說明是否把橡皮筋的結(jié)點拉到同一位置O.,答案,1,2,3,解析,C中應(yīng)加上“記下兩條細(xì)繩的方向”,E中應(yīng),說明“把橡皮筋的結(jié)點拉到同一位置O”,3.(實驗原理及步驟)在“探究求合力的方法”實驗中，如圖6所示，某同學(xué)進(jìn)行實驗的主要步驟是：將橡皮筋的一端固定在A點，另一端(活動端)拴上兩根繩套，每根繩套分別連著一個彈簧測力計.沿著兩個相互垂直的方向拉彈簧測力計，當(dāng)橡皮筋的活動端拉到O點時，通過標(biāo)記a、b兩點來記錄兩力的方向，并由彈簧測力計的示數(shù)記錄兩個拉力F1、F2的大小.再用一個彈簧測力計將橡皮筋的活動端拉至O點，測出其拉力F大小并確定方向.,1,2,3,圖6,(1)在圖上以每格1 N為標(biāo)度，作出拉力F1、F2及合力F的圖示.,1,2,3,答案 見解析圖,解析 彈簧測力計F14.80 N，F(xiàn)23.60 N.作圖如圖所示,答案,解析,(2)在本實驗中，采用下列哪些方法可以減小實驗誤差 A.實驗前，先把所用的兩個彈簧測力計的鉤子互相鉤住平放在桌子上向相反的 方向拉動，檢查讀數(shù)是否相同 B.兩個分力F1和F2的大小要適當(dāng)大些 C.兩個分力F1和F2的夾角要盡量小些 D.拉橡皮筋的繩套要適當(dāng)長一些 解析 實驗前，先把所用的兩個彈簧測力計的鉤子互相鉤住平放在桌子上向相反的方向拉動，檢查讀數(shù)是否相同，故A正確； 為了減小測量的誤差，兩個分力的大小要適當(dāng)大一些，夾角適當(dāng)大一些，故B正確，C錯誤； 拉橡皮筋的繩套要適當(dāng)長一些，故D正確.,1,2,3,解析,答案,