力的等效和替代

F 2

F 1 G

图2

A

第九讲 力的等效和替代

一、课前热身

１、在做“验证力的平行四边形定则”的实验时,橡皮条的一端固定在木板上，用两只弹簧测力计 把橡皮条的另一端拉到某一确定的O 点,则下列说法中正确的是( ）

A ．同一次实验中,Ｏ点位置不允许变动

B.实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O 点的位置

C.实验中，把橡皮条的另一端拉到O 点时，两只弹簧测力计之间的夹角必须取９0°

D.实验中,要始终将其中一只弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后调节另一只弹簧 测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O 点

2、下列说法中错．误．

的是（ ) A.力的合成遵循平行四边形定则

B ．一切矢量的合成都遵循平行四边形定则

C.以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线都是它们的合力

D.与两个分力共点的那一条对角线所表示的力是它们的合力

3、有三个共点力,大小分别是14N 、10N 、５Ｎ,其合力的最小值为( ）

Ａ．0ﻩ ﻩﻩB ．3Ｎﻩﻩ ﻩC ．5N ﻩﻩ ﻩＤ．１Ｎ

４、将质量为m 的长方形木块放在水平桌面上,用与水平方向成α角的斜向右上方的力Ｆ拉着木块向右运动,如图1所示，则（ ）

A ．力F 的水平分力为F co ｓ α，等于木块受的摩擦力

B ．力F 的竖直分力为F sin α，它使物体m 对桌面的压力比mg 小

C ．力F 的竖直分力为Ｆs ｉn α，它不影响物体对桌面的压力

D.力F 与木块重力mg 的合力方向可以竖直向上

５、如图2，某同学把放在斜面上的木箱的重力分解为F 1和F 2两个力,F 1平行于斜面向下,F 2垂直于斜面向下，下列关于这两个力的说法中，正确的是( ） Ａ.F 1是木箱受的力 ﻩﻩﻩ Ｂ.F 2是斜面受的压力 C.F 2是木箱受的力 ﻩ ﻩ D ．斜面受的压力与F 2大小相等

二、考纲考点

三、学习目标

知 识 点 要求程度 矢量与标量 Ⅰ 力的合成与分解 Ⅱ

图1

1、通过“验证力的平行四边形定则”初步体会等效替代的物理思想。

2、进一步理解矢量和标量的概念,掌握力的平行四边形定则，会用作图法和几何知识计算合力。

3、知道什么是力的分解,了解力的分解的一般方法。

四、学习过程

（一）力的等效和替代

１、影响力的作用效果是指力的三要素:分别为力的、、。

2、如果几个力都作用在物体的，或者几个力的作用线相交于，

这几个力就称为共点力。

３、等效与替代是重要的科学思维方法之一,它能帮助将复杂问题简单化。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，我们称之为力的。而且这个力与另外几个力

可以相互替代,这就是力的。

４、一个力作用在物体上,它产生的效果和几个力共同作用在该物体上产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的，那几个力就叫做这个力的。

问题1：在做“探究合力与分力的关系”的实验中要注意些什么?

例1、某同学做“验证力的平行四边形定则”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．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条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,互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，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,通过细绳套拉橡皮条使其伸长，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。

（1)有重要遗漏的步骤的序号是___＿___＿和________；

(２）遗漏的内容分别是_＿____＿_＿___________＿和___＿_____＿_＿_＿______＿______＿＿。

练习1、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 N的弹簧测力计,沿

着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３所示,这时弹簧测力计的示数可从

图中读出。

(1）由图可读得两个相互垂直的拉力的大

小分别为______N和________N。

(2)在如图所示的方格纸上按作图法的要

求画出这两个力及它们的合力。

问题２：合力一定大于每个分力吗？

例2、关于两个大小不变的共点力与其合力的关系,下列说法正确的是（) A．合力大小随着两夹角的增大而增大

B．合力随着两分力的夹角(不大于１８０°）减小而增大

C．合力大小一定大于分力中的较大者

D.合力不可能小于分力中的较小者

练习2、作用在物体上同一点的两个力之间的夹角由0°逐渐增大到１８0°的过程中,合力的大

小将( )

A.逐渐增大ﻩ

B.逐渐减小

C.先增大后减小ﻩ

ﻩD．先减小后增大

（二)力的合成与分解

１、力的合成

（1）矢量和标量:既有大小又有的物理量叫矢量，矢量的合成与分解都遵从

;只有大小没有的物理量叫标量，标量按求和。

（２)力的合成：求几个力的叫做力的合成。

（３)平行四边形定则：用表示这两个共点力的线段为作，它的就表示合力的大小和方向，这就是力的平行四边形定则。它可以求两个互成角度的共点

力的合力。还可以根据需要简化成三角形。

（4)两个共点力的合力范围：≤F合≤

(5)平行四边形定则可简化成三角形定则,如图4。由三角形定则还可以得到一个有用的推

论：如果n个力首尾相接组成一个封闭多边形,则这ｎ个力的合力为零。

F1 F2

F