高中物理《力的等效和替代》粤教版必修.ppt

第三节 力的等效和替代,目标导航,预习导引,目标导航,预习导引,二,三,一,四,一、共点力 如果几个力都作用在物体的同一点上,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.,目标导航,二,三,一,四,预习导引,二、力的等效 在马德堡半球实验中,一头大象的拉力与八匹马的拉力是等效的.,目标导航,二,三,一,四,预习导引,三、力的替代 1.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.在物理学中,通常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.求几个力的合力的过程或求合力的方法,叫做力的合成.求一个力的分力的过程或方法,叫做力的分解.,目标导航,二,三,一,四,预习导引,合力与分力同时作用在物体上的吗? 提示:不是.,目标导航,二,一,三,四,预习导引,四、寻找等效力 利用力的形变效果相同寻找等效力,得出的合力与分力的关系是:合力可以用以两个分力为邻边所作平行四边形,两个邻边之间的对角线来表示,即对角线表示合力的大小和方向.,目标导航,二,一,三,四,预习导引,如果两个力作用在两个物体上,能不能求这两个力的合力? 提示:作用在两个物体上的力不会产生同一个效果,所以这样的两个力不能合成.,知识精要,思考探究,迁移应用,一,二,典题例解,一、合力与分力间的关系 1.合力与分力的相关性 (1)等效性:合力产生的效果与它的分力共同产生的效果相同,这是进行力的合成必须遵守的原则. (2)唯一性:不管有几个力共同作用在物体上,有且只有一个力的作用效果与之相同.如果那几个分力个数确定,每个分力的大小、方向都保持不变,则合力的大小、方向也是确定的,并且是唯一的. (3)同体性:各个分力是作用在同一物体上的,作用在不同物体上的力不能求合力. (4)瞬时性:各个分力与合力具有瞬时对应关系,某个分力变化了,合力也同时发生变化.,知识精要,思考探究,迁移应用,一,二,典题例解,知识精要,思考探究,迁移应用,一,二,典题例解,(3)两个分力成某一角度时,如图所示,三角形AOC的每一条边对应一个力,由几何知识可知:两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,即|F1-F2|FF1+F2.因此合力大小的范围是|F1-F2|FF1+F2. (4)夹角越大,合力越小. (5)合力可以大于、等于两个分力中的任何一个力,也可以小于两分力中的任何一个力.,一,二,知识精要,思考探究,迁移应用,典题例解,拉雪橇的狗一般是纯种西伯利亚哈士奇、阿拉斯加雪橇犬或萨摩耶.几只狗拉雪橇的效果与一匹马拉雪橇的效果相同,那么马拉雪橇的力就是几只狗拉雪橇的力的合力吗? 提示:是.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,那么这个力称为另外几个力的合力.,一,二,知识精要,思考探究,迁移应用,典题例解,【例1】 (多选)关于合力与其两个分力的关系,下列说法中正确的 是( ) A.合力的作用效果与其两个分力共同作用的效果一定相同 B.合力的大小不可能小于它的任一个分力 C.合力的大小可能等于某一个分力的大小 D.合力的大小在任何情况下都不能等于其两个分力的大小之和 思路分析:合力和分力间是一种等效替代的关系,合力和分力间构 成一个三角形,合力和分力的大小关系可由三角形三边关系进行 判断.,一,二,知识精要,思考探究,迁移应用,典题例解,解析:一个力产生的效果和另外几个力共同产生的效果相同,这个力为另外几个力的合力.合力和它的两个分力构成一个三角形,由三角形的三边关系可知,合力可以大于、等于或小于任何一个分力,故选项A、C正确. 答案:AC,一,二,知识精要,思考探究,迁移应用,典题例解,一,二,知识精要,思考探究,迁移应用,典题例解,(多选)有两个力,一个是3 N,一个是5 N,它们的合力大小( ) A.可能是3 N B.可能是7 N C.可能是1 N D.可能是12 N 答案:AB 解析:3 N和5 N的两个力,合力的最大值是8 N,最小值是2 N,A、 B两个选项中给出的力均在此范围内,而C、D选项给出的力不在 此范围内.,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,二、寻找等效力实验的注意事项 1.不要直接以橡皮筋端点为结点,可用一段细绳连两细绳套,以三绳交点为结点,应使结点尽量小些,以便准确地记录结点O的位置. 2.在同一次实验中,橡皮筋被拉长时结点O的位置一定要相同. 3.使用弹簧测力计测力时,读数应尽量大些,但不能超出它的测量范围. 4.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,拿掉细绳套后,再将所标点与O点连接以确定力的方向. 5.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,【例2】 (多选)在做寻找等效力实验时,橡皮筋的一端固定在木板 上,先用两个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点, 再用一个弹簧测力计把橡皮筋的另一端拉到O点,以下操作中错 误的是( ) A.同一次实验过程中,O点位置不允许变动 B.实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹 簧测力计刻度 C.橡皮筋应与两绳夹角的平分线在同一直线上 D.实验中,把橡皮筋的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间夹 角应取90,以方便算出合力大小 思路分析:(1)能够正确理解分力与合力的等效性. (2)理解实验目的和操作步骤是解题的关键.,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,解析:同一实验过程中,为确保用两个弹簧测力计拉橡皮筋和用 一个弹簧测力计拉橡皮筋的效果相同,两次的O点位置应相同,选项 A正确;我们所要探究的是两力合成时普遍遵守的规律,实验中,不 应针对特殊情况研究,选项C、D错误. 答案:CD,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,在完成寻找等效力的实验后,某同学对其实验操作过程进行了回顾,并在笔记本上记下如下几条体会,你认为他的体会中正确的是( ) A.两根细绳套必须等长 B.用两只弹簧测力计拉绳套时合力的图示F与用一只弹簧测力计拉绳套时图示F不完全重合,在误差允许范围内,可以存在这一情况 C.若F1、F2方向不变,而大小各增加1 N,则合力的方向也不变,大小也增加1 N D.用两只弹簧测力计拉绳套时,两测力计的示数要相同,一,二,知识精要,典题例解,迁移应用,答案:B 解析:实验中两细绳套只记录作用力的方向,