高中物理 第三章 研究物体间的相互作用 第三节 力的等效和替代课件 粤教版必修1.ppt

第三节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 第三章 知识点一 知识点二 考向一 考向二 随堂基础巩固 课时跟踪训练 知识点三 1 力的三要素 力的大小 方向和作用点 2 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 3 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 自学教材 1 影响力的作用效果的因素有 力的 和 物理学中称之为力的三要素 2 如果几个力都作用在物体的上 或者几个力的作用线同一点 这几个力就称为共点力 大小 方向 作用点 同一点 相交于 重点诠释 1 对力概念的理解 1 力的物质性 力是物体之间的相互作用 力不能离开物体而存在 2 力的相互性 物体间力的作用是相互的 施力物体同时也是受力物体 受力物体同时也是施力物体 3 力的矢量性 力是矢量 不但有大小 而且有方向 4 力的效果性 力是改变物体运动状态 产生形变的原因 5 力的三要素 大小 方向 作用点 力的大小用弹簧测力计测量 在国际单位制中 力的单位是牛顿 简称 牛 符号 n 2 共点力 1 定义 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 2 特点 作用在同一个物体上 作用点重合 或作用线相交于同一点 可以是性质相同的力 也可是性质不同的力 特别提醒 1 力是矢量 要把一个力完全表达出来 既要说明力的大小 又要说明力的方向 2 大小和方向都相同的力 作用在物体上的不同位置 即作用点不同 产生的效果一般不同 1 下列关于力的作用效果的叙述 错误的是 a 物体的运动状态发生改变必定是物体受到力的作用b 物体的运动状态没有发生改变 物体也可能受到力的作用c 力的作用效果不仅取决于力的大小和方向 还与力的作用点有关d 力作用在物体上 必定同时出现形变和运动状态的改变 解析 因为力是改变物体运动状态的原因 故物体的运动状态发生改变 必定受到力的作用 故选项a正确 由于力的效果是使物体发生形变或改变物体的运动状态 两者可同时发生 也可不同时发生 这里力可能只是使物体发生了形变 故选项b正确 d错误 力的作用效果取决于力的三要素 故选项c正确 答案 d 自学教材 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或可以 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 从相同这一观点出发 根据进行力的替代 称为力的合成与分解 2 求几个力的的过程或方法 叫做力的合成 求一个力的的过程或方法 叫做力的分解 相互替代 具体情况 作用效果 合力 分力 等效 重点诠释 合力与分力的特性 1 等效性 合力与几个分力产生的效果相同 2 替代性 合力与分力不能同时参与运算 如在受力分析时 不能认为物体在受到分力作用的同时还受到合力的作用 3 力的合成与分解 寻求用一个力等效替代几个力的过程 称为力的合成 寻求用几个力等效替代一个力的过程 称为力的分解 力的合成和分解互为逆运算 2 双选 关于分力与合力 下列说法正确的是 a 合力与分力同时作用在同一物体上b 分力作用于物体上共同产生的效果与合力单独作用时产生的效果是相同的c 各个分力一定是同一性质的力才可以进行合成d 各个分力必须是同一个物体同一时刻受到的力 解析 合力是各个分力的等效替代 二者本质是同一作用效果两种发生原因的不同表述 并不是同时作用于物体上 a错 b正确 各个分力可以是不同性质的力 也可以是同一性质的力 c错 各个分力必须是同一时刻同一物体受到的几个力 合力也即是这一时刻受到的合力 d正确 答案 bd 自学教材 利用力的相同寻找等效力 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的两个邻边之间的对角线表示 即表示合力的大小和方向 形变效果 平行四边形 对角线 重点诠释 合力与分力大小关系的实验探究 实验目的 通过实验探究合力与分力的关系 实验器材 方木板一块 弹簧测力计两个 细绳两段 橡皮筋一个 白纸 铅笔 刻度尺 量角器 图钉 探究过程 1 制定探究方案 合力与分力必须是等效的 在本实验中可用橡皮筋的形变是否完全相同来判断力是否等效 先用两个测力计互成角度拉橡皮筋至某一位置 再用一个测力计拉橡皮筋至同一位置 则第一次的两个拉力与第二次的一个拉力产生的效果相同 将橡皮筋拉到同一位置 因此可用第二次的拉力作合力 用第一次的两个拉力作分力 图3 3 1 因为力是矢量 定量研究合力与分力的关系必须同时考虑力的大小和方向 必须将各力的图示画出进行比较 2 步骤 把橡皮筋的一端固定在板上 用两条细绳系在橡皮筋的另一端 通过细绳用两个弹簧测力计互成角度拉橡皮筋 橡皮筋伸长 使结点伸长到一固定点 用铅笔记下固定点的位置 画出两条细绳的方向 并记下两个测力计的读数 选取合适的标度 作出两个力f1 f2的图示 只用一个测力计 通过细绳把橡皮筋上的结点拉到同样的位置点 记下测力计的读数和细绳的方向 按同样的标度作出这个力f的图示 f就是f1 f2的合力 注意观察合力与分力的关系 改变两个分力的夹角和大小 再做几次实验 3 关于 探究求合力的方法 的实验 下列说法不正确的是 a 两个弹簧测力计的拉力与一个弹簧测力计的拉力作用效果相同b 实验中不必记录两分力的方向c 实验中必须记录两分力的方向d 实验中必须记录橡皮筋端点最终被拉到的位置 解析 本实验要研究合力和分力的关系 把第一次两个弹簧测力计的拉力f1和f2看成与第二次一个弹簧测力计拉力f单独作用的效果相同时 f1 f2和f才构成分力和合力的关系 在这个实验中 用橡皮筋在拉力作用下发生的形变来反映力的作用效果 这个形变包括伸长量和伸长方向两项 伸长量反映橡皮筋所受合力的大小 伸长方向反映橡皮筋所受合力的方向 仅用其中的一项不能完整表示出力的作用效果 答案 b 例1 关于合力与其两个分力的关系 下列说法中正确的是 a 合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同b 两个分力的作用效果与它们合力的作用效果不一定相同c 两个分力的大小之和就是合力的大小d 一个力可以分解为任意大小的两个分力 解析 两个分力的作用效果与其合力的作用效果一定是相同的 合力可以等效替代两个分力 所以a正确 b错误 分力与合力的关系应是作用效果相同 并不是分力的大小之和等于合力的大小 所以c d均不正确 答案 a 借题发挥 1 合力与分力的概念是在作用效果相同的前提下定义的 故合力与分力的作用效果一定是相同的 2 力是矢量 力的合成和分解遵循矢量运算法则 而不是简单的代数加减 图3 3 2 1 双选 如图3 3 2所示 完全相同的两个吊灯 左边的吊灯只受一个a绳拉力的作用 右边的吊灯受到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 a a绳对灯的拉力与灯重力是等效的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绳对灯拉力的分力d a绳的拉力等于b绳的拉力和c绳的拉力的和 解析 a绳产生的效果是使灯吊在空中 b c两绳产生效果也是使灯吊在空中 所以a绳的拉力和b c绳的拉力是等效的 可以相互替代 b c两绳的拉力可以看做a绳拉力的分力 而a绳拉力可以看做b c两绳拉力的合力 答案 bc 例2 某同学做 寻求等效力 的实验时 主要步骤是 a 在桌上放一块方木板 在方木板上铺一张白纸 用图钉把白纸钉在方木板上 b 用图钉把橡皮筋的一端固定在板上的a点 在橡皮筋的另一端拴上两条细绳 细绳的另一端系着绳套 c 用两个弹簧测力计分别钩住绳套 互成角度地拉橡皮筋 使橡皮筋伸长 结点到达某一位置o 记录下o点的位置 读出两个弹簧测力计的示数 d 按选好的标度 用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力f1和f2的图示 并用平行四边形定则求出合力f e 只用一只弹簧测力计 通过细绳套拉橡皮筋使其伸长 读出弹簧测力计的示数 记下细绳的方向 按同一标度作出这个力f 的图示 f 比较f 和f的大小和方向 看它们是否相同 得出结论 上述步骤中 1 有重要遗漏的步骤的序号是 和 2 遗漏的内容分别是 和 解析 本题主要考查在验证力的平行四边形定则实验中的实验步骤 要求理解 记住该实验的操作顺序 据验证力的平行四边形定则的操作规程可知 有重要遗漏的步骤的序号是c e 在c中未记下两条细绳的方向 e中未说明是否把橡皮筋的结点拉到了同一位置o 答案 1 ce 2 记下两条细绳的方向把橡皮筋的结点拉到同一位置o 2 在探究合力的方法时 先将橡皮条的一端固定在水平木板上 另一端系上带有绳套的两根细绳 实验时 需要两次拉伸橡皮条 一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条 另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条 1 实验对两次拉伸橡皮条的要求中 下列哪些说法是正确的 填字母代号 a 将橡皮条拉伸相同长度即可b 将橡皮条沿相同方向拉到相同长度c 将弹簧秤都拉伸到相同刻度d 将橡皮条和绳的结点拉到相同位置 2 同学们在操作过程中有如下议论 其中对减小实验误差有益的说法是 填字母代号 a 两细绳必须等长b 弹簧秤 细绳 橡皮条都应与木板平行c 用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大d 拉橡皮条