粤教版高中物理必修一3.3《力的等效和替代》word学案
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力的等效和替换【教学目标】(一)知识目标:1.了解力的图示法,区别力的图示和力的示意图。
2.理解力的等效和替代的关系,即从作用效果相同的角度进行力的相互替代。
(二)能力目标通过实验探究方案的设计实施,在探究过程中理解等效替代的研究思想。
(三)德育目标1.培养学生善于交流的合作精神,在交流合作中发展能力,并形成良好的学习习惯和学习方法。
2.通过力的等效替代,使学生领略跨学科知识结合的奇妙,同时领会科学探究中严谨务实的精神和态度。
【教学重难点】力的等效与替代关系。
【教学过程】一、引入新课(投影)情境引入:著名的马德堡半球实验,当两支马对增加到十六匹时才恰能拉开这两个半球,如果用两头大象来替代两支马队,也恰能把这两个半球拉开。
这表明,从力的作用效果上看,一头大象的拉力与八匹马的拉力是等效的。
复习概念:力、力的三要素、力的作用效果、力的图示法二、新课教学①(投影)(板书)(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。
②(投影)力的等效和替代的生活实例引出概念:力的等效和替代。
(板书)(二)力的等效和替代1.合力与分力2.合力与分力的关系3.力的合成与分解③提出问题:一个合力可以替代几个分力的共同作用,几个分力的共同作用也可以替代一个合力。
那么,合力与分力存在怎样的关系?(三)实验探究:寻找等效力实验器材:方木板、图钉、白纸、橡皮条、细绳、弹簧秤(两个)、刻度尺、三角板。
实验步骤:(1)用图钉把白纸钉在水平桌面的方木板上。
(2)把橡皮条一端钉在板上,另一端栓上两个细绳套。
(3)用两个弹簧秤互成角度拉绳套,使结点伸长到O点,记下秤示数F1、F2,描出细绳的方向(在细绳下描两个点以确定拉力的方向)。
(4)用一个弹簧秤把该橡皮条的结点拉至O点,描出细绳的方向,记下示数F′。
(5)用F1.F2的图示为邻边作平行四边形,过O点画对角线,此对角线即为合力F的图示。
高中物理 3.3力的等效与替代1教案粤教版必修1 一、教学目标知识与技能:1.理解合力、分力、力的合成、分解的概念.2.理解力的合成本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代.过程与方法:1.通过学习合力和分力的概念,了解物理学常用的方法——等效替代法.2.通过实验探究方案的设计与实施,初步认识科学探究的意义和基本过程,并进行初步的探究。
情感态度与价值观: 1.培养学生善于交流的合作精神,在交流合作中发展能力,并形成良好的学习习惯和学习方法.2.通过力的等效替代,使学生领略跨学科知识结合的奇妙,同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度二、教学内容剖析1、本节课的地位和作用:本节在承接“力”的基础知识上,讲述力的等效和替代,是学习力的合成与分解所必需的预备知识。
2、节课教学重点:让学生知道等效和替代是一种重要的科学思维方法。
3、本节课教学难点:实验探究方案的设计与实施.三、教学思路与方法:本节课重点让学生探究并理解力的等效与替代,但对于刚入高中学习不久的高一学生从数形结合角度去探究物理规律是有难度的,在教学中尽量呈现学生有体验的情景,让学生兴趣盎然地走完探究之路,是本课要达到的目的之一。
先通过一个例子,让学生在理清一些基本概念之后,就让学生在实验基础上开始猜想两共点分力与合力的关系,再引导学生在实验中验证猜想探究结论。
故本节课的设计本着使研究性学习方式渗透到学科课堂教学中的信念,让学生充分体验知识获得的过程,感悟其中的方法,在许多实验中切实提高学生的实验技能及培养学生协作精神和实事求是的科学精神。
探究、讲授、讨论、练习是本节所用的方法。
四、教学准备:多媒体课件,学生分组实验器材:木板、白纸、图钉(若干)、橡皮筋、细绳套(两根)、弹簧秤(两只)、三角板、铅笔.五、课堂教学设计一、力的图示力的三要素:大小、方向、作用点。
力的作用和三要素都有关系。
一根带有箭头的线段把力的三要素表示出来叫力的图示。
二、力的等效和替代师:(以题讲解力的图示的步骤)如图3—1—1所示,绳对物体竖直向上的拉力大小为150N,用力的图示法表示拉力.解析:画力的图示要严格按照以下步骤进行:(1)选定标度.(2)从作用点沿力的方向画一线段,线段长短按选定的标度和力的大小画.线段上加刻度,如图甲所示从O点竖直向上画一段3倍于标度的线段;(3)在线段终点上加箭头表示力的方向.为了简便也可以照图乙那样不画物体,而用质点来表示物体,画出力F的图示.生:练习师:巡视指导并总结由于高中对物体进行受力分析的时候很多,力的图示画起来比较麻烦,我们以后会经常画一种简化的力的图示——力的示意图.力的示意图是在力的图示的基础上,不对力的大小有具体的要求,只画力的作用点和方向,表示物体在这个方向上受到了力.我们在以后经常要用到这种方法,希望大家能够熟练掌握.师:画力的图示,应按怎样的步骤进行?(学生回答,老师补充)生:①选定标度②从作用点沿力的方向画一线段,线段长短按选定的标度和力的大小画,线段上标刻度。
第3节力的等效与替代本节教材分析三维目标1.知识与技能:了解力的图示法,区别力的图示和力的示意图。
理解力的合成和分解的本质是从作用效果相同的角度进行力的相互替代。
掌握合力和分力的关系——构成平行四边形。
培养学生的实验设计能力和实验操作能力。
2.过程与方法:让学生清楚研究一个具体问题时所采用的科学方法和一般程序,同时明白如何去理解等效的概念。
注重实验探究方案设计的思考与改善。
3.情感态度与价值观:使学生领略跨学科知识结合的,同时领会科学探究中严谨、务实、友好合作的精神和态度。
教学重点使学生经历“合力与分力的关系”的探究过程,学习科学探究的方法。
教学难点(1)等效替代的科学研究思想(2)实验方案的设计(3)概念较抽象教学建议怎样在这一节里充分调动学生的学习积极性呢?根据本节课的特点与学生的实际情况,我采用板演引导(板书演示加以引导)、实验演示与发现法。
由于本节后面探究合力与分力的关系是从力的大小和方向两方面进行的,必须用力的图示处理实验结果,因此,教师在教学中要对此加以引导,让学生用科学的方法将力表示出来。
也就是说,通过板演使学生明确力的图示的规范性。
由于学生动手能力不是很强,有一定的依赖性,所以这一节设置为通过教师的实验演示来阐述等效的思想,并归纳出力的合成原则——平行四边形定则。
让学生通过这一节的学习,了解到物理规律与数学规律之间存在的和谐美。
新课导入设计举例引入——一辆小汽车陷入泥泞,用什么方法可以将其拉出?十几个人能将其拉出来,用另一辆汽车也能将其拉出来。
这辆汽车的牵引力和十几个人的作用力是否存在何种关系?怎样判断这种关系的存在——引出课题:力的等效和替代。
提问引入:1、力的三要素是什么?2、有哪些方法可以较准确地表示出一个力?3、这两种表示方法有何不同?(画图说明)画出下图中弹簧的受力情高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
基于“情景任务”教学,培养物理学科素养——高一“力的等效和替换”教学设计例起同一桶水事例;【学生】分小组做图3-3-5中小实验:用一把弹簧秤和用两把弹簧秤一起分别拉同一橡皮筋伸长了同一长度的事例。
教师指导实验【学生】:进行实验操作【问题2】:叙述三个“等效”事例教师引导【学生】:归纳总结:1、图3-3-3:8匹马施加的8个力共同作用效果←等效→1 头大象施加的1个力F作用效果;2、图3-3-4:2个小孩施加的2个力F1、F2共同作用效果←等效→1个大人施加的1个力F作用效果;3、图3-3-5:2把弹簧秤施加的2个拉力F1、F2共同作用效果←等效→1把弹簧秤施加的1个力F作用效果深化等效思想【问题过渡】:既然F与F1、F2共同作用效果等效,那么力F 与F1、F2能否相互替换?三、力的替代教师引导【学生】:能1、图3-3-3:8匹马施加的8个力共同作用效果←替换→1头大象施加的1个力F作用效果;2、图3-3-4:2个小孩施加的2个力F1、F2共同作用效果←替换→1个大人施加的1个力F作用效果;3、图3-3-5:2把弹簧秤施加的2个拉力F1、F2共同作用效果←替换→1把弹簧秤施加的1个力F作用效果深化替代思想四、引入概念:(1)合力与分力(2)力的合成与分解【引导学生归纳】:由“力的等效与替代”思维方法,得出“合力与分力”和“力的合成与分解”的概念。
【学生】:1、合力与分力:在上几个事例中,一个力产生的作用效果和几个力共同产生的作用效果相同,这个力就叫做哪几个力的合力,哪几个力称为这个力的分力。
2、力的合成与分解:求几个力的合力叫做力的合成,求一个力的几个分力叫做力的分解。
从事例中提炼概念对图3-3-3、图3-3-4图3-3-5归纳总结讨论与交流:生活中还有其它类似的例子吗?通过事例理解几个概念【问题过渡】:若合力F与两分力F1、F2的作用效果等效可替代,那么F与两分力F1、F2的大小、方向【学生】:猜想(1)合力总大于分力(2)合力就是两个分力的数值之和(3)合力大小比两个分力的数值之和小些的某个值激发学生思考,猜测,激发学生学习兴趣关系如何呢?五、寻找等效力【探究实验】:设计实验,正式猜想利用每张实验台上备有实验仪器,设计你的实验方案引导:利用电脑展示,结合学生的设计进行归纳说明【教师引导】:实验中,必须使两次力的作用效果相同:橡皮筋拉长到同一位置O。
第三章研究物体间的相互作用第三节力的等效和替代1.等效与替代:如果一个力F的跟另外几个力F1、F2、F3…的共同相同,那么这个力与另外几个力可以等效和相互替代。
等效替代是重要的科学思维方法之一,它可以使复杂问题变成简单问题.2.合力与分力:一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,则这个力就叫那几个力的,而那几个力就叫这个力的,合力与分力之间是效果上的等效“替代”关系.3.力的合成与分解:在物理学中,通常从相同这一点出发,根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。
求几个力的合力的过程或求合力的方法叫 ,求一个力的分力叫 .4. (单选)关于合力与其两个分力的关系,下列说法中正确的是( )A.合力的大小一定大于小的分力,小于大的分力B.合力的大小随分力夹角的增大而增大C.合力的大小一定大于任意一个分力D.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力5.(单选)两个大小和方向都确定的共点力,其合力的( )A.大小和方向都确定B.大小确定,方向不确定C.大小不确定,方向确定 D.大小和方向都不确定【自主学习】参考答案:1.作用效果,作用效果2.合力,分力3.作用效果,力的合成,力的分解。
4.解析:根据平行四边形定则可知,两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力,如图甲所示,也不一定小于大的分力,如图乙所示;合力的大小也不随夹角的增大而增大,如图丙所示,并且也不一定大于任意一个分力.故选项D正确.5.解析:由平行四边形定则可知,当两个分力的大小和方向确定后,则其对角线的大小和方向也确定了,故选项A正确.答案:A如图3-3-1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,一个人把它提起来,感觉很重,给桶施加了个向上的拉力;两个人共同提起来,感觉很轻松,给桶施加了个力.一个人提和两个人提都是将桶提了起来,作用效果是的.1.合力与分力:一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,则这个力就叫那几个力的合力,而那几个力就叫这个力的分力,合力与分力之间是效果上的等效“替代”关系.2.力的合成与分解:在物理学中,通常从作用效果相同这一点出发,根据具体情况进行力的图3-3-1替代,称为力的合成与分解。
课题力的等效和替代从容说课先从科学的角度让学生理解力的图示和力的示意图的区别,让学生从科学的表示法表示一个力。
进而从生活的等效的概念以及历史史实让学生理解等效与替代的概念;继而让学生自主探究得出力的合成与分解的关系,为下一节明确合力与分力的关系打好基础.三维目标知识与技能(1)了解力的图示法,区别力的图示和力的示意图.(2)理解力的合成与分解本质上是从作用效果相等的角度进行力的相互替代.过程与方法(1)在实验过程中学会探究合力与分力的关系.(2)在制作示力的合成与分解示教仪的过程中,进一步理解合力与分力的关系.力的图示与力的示意图是不同的,本节书中后面要用力的图示处理实验结果,因此教师在教学中要对此加以引导,让学生用科学的方法将力表示出来。
对于力的示意图和力的图示,学生并不一定引起重视,教师要引导学生学会用科学的方法表述一个力。
这为后面的实验探究打好基础。
力的等效主要是要让学生清楚研究一个具体的问题时所采用科学的方法,同时明白如何去等效的概念。
力的替代与力的等效合为一体,共同构成等效替代的思想。
进一步理解科学研究的方法,同时为力的合成和分解作准备。
教学中教师要做好实验,如有可能应该让学生自己动手操作。
同时教师还可以让学生自己说明结果,学生的结果不一样说明可以有不同的替代,为下一节力的分解作好铺垫。
学生可以在自主找规律的过程中体会到学习的乐趣。
实验结果在误差范围内是准确的。
情感态度与价值观通过力的等效替代,使学生领略跨学科知识结合的奇妙,同时领会科学探究中严谨、务实的精神和态度.教学重点:探究合力与分力的关系。
教学难点:探究合力与分力的关系。
教学用具:弹簧秤、刻度尺等。
课时安排1课时教学过程[引入新课]师:通常物体都会受到多个力的作用,许多情况下这些力的作用可以与某个力作用产生同样的效果。
例如,一辆小汽车陷进了泥坑,需要十几个人连推带拉才能把它从泥坑中拉出来,如果用另一辆汽车用绳子牵一下,就可以把它从泥坑中拉出来,这时一辆汽车的牵引和十几个人的作用力是怎能样的关系呢?生:是等效的。
《力的等效和替代》教案一、教学内容分析1、本节课的地位与作用:力的等效和替代是粤版物理必修I第三章第三节的内容。
在学习本节课之前学生已经学习了弹力、摩擦力等力的概念,对力有了一定的感性和理性的认识,同时在第一章中已经学习了位移矢量,对矢量的知识有了一定的储备,获得感性认识。
这节课的内容,为下面的力的合成与分解有着密不可分的联系,为后续力的合成与分解打下知识层面的基础。
本节课所初步总结出来的平行四边形定则也是处理矢量的一个通则,因此本节课为以后动量、冲量、动能定理等内容打下了坚实的基础,具有承上启下的作用,这节课的学习效果将直接影响后续课程的学习。
2、课程标准对本节内容的要求:通过实验,理解力的合成与分解。
对等效替代的思想在科学研究中的应用有质的认识。
学习关于实验探究的一般程序和方法,养成良好的思维习惯,能运用等效思想和所学的探究方法分析、解决日常生活中的一些问题。
3、教材的内容安排:粤教版教材第三章第3节力的等效和替代这一节的内容,首先是教师讲解一些相关的概念:力的图示、力的等效、合力、分力、力的合成与分解等概念,教师引导学生探究:寻找等效力,引导学生进行实验设计,最后引导学生得出具有普适性的方法:平行四边形定则的初步得出。
4、对教材的思考:这章的教材编写整体上看,比较适合学生的认识特点,我觉得第三节《力的等效与替代》力的等效这部分,在教学中我应该一直在强调力的等效,直至后面寻找等效力,从本质上来说,就是求几个分力的合力,故而在这里,应该把寻找等效力与力的合成在观念上应该先对等起来,作为教师应该注重提出猜想前的引导工作,引导学生从几何层面上来考虑它们之间的关系,不置使得学生无从下手。
5、学生学情分析(一)学生兴趣:实验操作的兴趣,对未知世界的强烈好奇心。
(二)学生的知识基础:在本节课之前学生已经学习了位移以及力的概念,初步接触了矢量的概念。
(三)学生的认知特点:对矢量方向性的理解还仅停留在表面上。
高中物理 3.3 力的等效和替代学案粤教版必修1➢自主学习:1.力的图示1)力的三要素:不同的力作用效果一般不同,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)力的示意图:只用一根来表示力,所得到的图我们称为~力的示意图只可以表示出力的和,但不能表示出力的。
3)力的图示:为了形象、直观地表示力,我们用一的线段来表示力的大小、方向和作用点。
所得到的图我们称为--其中线段的表示力的大小;线段的指向力的方向;(或)表示力的作用点。
例1、B物体的重力是100N,放在水平地面上。
请分别用力的示意图和力的图示法画出其所受的重力。
例2、重为6N的木块放在水平桌面上处于静止状态,画出木块对桌面压力的图示,并画出木块所受重力和支持力的示意图。
➢问题导读:力的图示和力的示意图都可以用来表示一个力,两者有什么相同和不同之处?➢自主学习:力的等效与替代2.力的等效:如果一个力作用效果与另外几个力的共同作用效果相同,那么从力的作用效果上来看,这个力与另外几个力是的。
3、力的替代:1)合力与分力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可以相互的,这个力称为另外几个力的,另外几个力称为这个力的。
2)力的合成与分解物理学中,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,称为求几个力的合力的过程,叫做;求一个力的分力的过程,叫做。
➢练一练:1、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.合力与分力的性质一定相同;C.合力与分力同时作用在物体上;D.合力与分力的性质不影响作用效果。
2、关于力的合成,下列说法中正确的是()A. 一个物体受两个力的作用,求出他们的合力,物体便受到三个力的作用;B.如果一个力的作用效果与几个力的作用效果相同,这个力就是那几个力的合力;C.某个力与其他力使物体发生的形变相同,这个力就是那几个力的合力;D. 不同性质的力,不能进行合成。
《力的等效和替代》教学设计课题:3.3力的等效和替代教学时间:40分钟教学对象:高一级学生教材:粤教版高中物理教材,必修1第三章第三节教学用具:多媒体课件、导学案、示教仪实验器材:木板、图钉、弹簧测力计、带两根细绳套的橡皮筋、三角板、同心圆纸片教学三维目标:1、知识与技能目标(1)理解力的图示法,能正确作出力的图示;(2)理解力的合成与分解本质与等效替代的关系;(3)知道合力与分力的关系满足平行四边形定则。
2、过程与方法(1)通过类比力的等效与替代,让学生自己分析、讨论,培养学生自主探究能力;(2)在探究过程中理解等效替代的科学研究思想。
3、情感态度与价值观(1)使学生领略科学研究的综合性,在科学探究中形成严谨、务实的态度;(2)在探究过程中培养学生的协作、交流能力。
教学重点和难点:1、教学重点:通过探究等效力,理解合力与分力的关系满足平行四边形定则。
2、教学难点:用几何知识对实验数据和力的图示进行分析,得出力的平行四边形定则。
教法和学法:1、教法:讲授法、实验探究法2、学法:自主学习教学流程:教学过程:教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图【创设情境,导入新课】先观看录像:拔萝卜(2分钟)列举生活实例:(2分钟)接着引入课题:(1分钟)力的等效与替代引导观察:共点力问:同学们看到这个大萝卜需要几个人才能拔出来?如果有一个大力士过来帮忙会怎样?引导学生回忆生活实例,并对学生列举的例子进行归纳总结。
引导:说明一个力的作用效果和几个力一起的作用效果相同,那么他们就可以相互替代。
板书:一、共点力:作用于物体同一点或作用线相交于同一点观看视频答:大力士一个人的力和大头儿子一家人的力,都可以把萝卜拔起来。
思考学生1:马德保半球实验学生2:推小车学生3:提水……观察思考通过有声视频给学生以感官刺激,激发学生的学习兴趣。
用学生熟悉的生活经验,发掘力的等效可以相互替代的例子,认识等效替代这种思维方式和研究问题的方法。
第3节力的等效与替代本节教材分析三维目标1.知识与技能:了解力的图示法,区别力的图示和力的示意图。
理解力的合成和分解的本质是从作用效果相同的角度进行力的相互替代。
掌握合力和分力的关系——构成平行四边形。
培养学生的实验设计能力和实验操作能力。
2.过程与方法:让学生清楚研究一个具体问题时所采用的科学方法和一般程序,同时明白如何去理解等效的概念。
注重实验探究方案设计的思考与改善。
3.情感态度与价值观:使学生领略跨学科知识结合的,同时领会科学探究中严谨、务实、友好合作的精神和态度。
教学重点使学生经历“合力与分力的关系”的探究过程,学习科学探究的方法。
教学难点(1)等效替代的科学研究思想(2)实验方案的设计(3)概念较抽象教学建议怎样在这一节里充分调动学生的学习积极性呢?根据本节课的特点与学生的实际情况,我采用板演引导(板书演示加以引导)、实验演示与发现法。
由于本节后面探究合力与分力的关系是从力的大小和方向两方面进行的,必须用力的图示处理实验结果,因此,教师在教学中要对此加以引导,让学生用科学的方法将力表示出来。
也就是说,通过板演使学生明确力的图示的规范性。
由于学生动手能力不是很强,有一定的依赖性,所以这一节设置为通过教师的实验演示来阐述等效的思想,并归纳出力的合成原则——平行四边形定则。
让学生通过这一节的学习,了解到物理规律与数学规律之间存在的和谐美。
新课导入设计举例引入——一辆小汽车陷入泥泞,用什么方法可以将其拉出?十几个人能将其拉出来,用另一辆汽车也能将其拉出来。
这辆汽车的牵引力和十几个人的作用力是否存在何种关系?怎样判断这种关系的存在——引出课题:力的等效和替代。
提问引入:1、力的三要素是什么?2、有哪些方法可以较准确地表示出一个力?3、这两种表示方法有何不同?(画图说明)画出下图中弹簧的受力情高考理综物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
第三章研究物体间的相互作用第三节力的等效和替代F的跟另外几个力F1、F2、F3…的共同相同,那么这个力与另外几个力可以等效和相互替代。
等效替代是重要的科学思维方法之一,它可以使复杂问题变成简单问题.2.合力与分力:一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,则这个力就叫那几个力的,而那几个力就叫这个力的,合力与分力之间是效果上的等效“替代”关系.3.力的合成与分解:在物理学中,通常从相同这一点出发,根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。
求几个力的合力的过程或求合力的方法叫,求一个力的分力叫.4. (单选)关于合力与其两个分力的关系,下列说法中正确的是()A.合力的大小一定大于小的分力,小于大的分力B.合力的大小随分力夹角的增大而增大C.合力的大小一定大于任意一个分力D.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力5.(单选)两个大小和方向都确定的共点力,其合力的()A.大小和方向都确定B.大小确定,方向不确定C.大小不确定,方向确定D.大小和方向都不确定【自主学习】参考答案:1.作用效果,作用效果2.合力,分力3.作用效果,力的合成,力的分解。
4.解析:根据平行四边形定则可知,两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力,如图甲所示,也不一定小于大的分力,如图乙所示;合力的大小也不随夹角的增大而增大,如图丙所示,并且也不一定大于任意一个分力.故选项D正确.5.解析:由平行四边形定则可知,当两个分力的大小和方向确定后,则其对角线的大小和方向也确定了,故选项A正确.样的,一个人把它提起来,感觉很重,给桶施加了个向上的拉力;两个Array人共同提起来,感觉很轻松,给桶施加了个力.一个人提和两个人提都是将桶提了起来,作用效果是的.1.合力与分力:一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,则这个力就叫那几个力的合力,而那几个力就叫这个力的分力,合力与图3-3-1分力之间是效果上的等效“替代”关系.2.力的合成与分解:在物理学中,通常从作用效果相同这一点出发,根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。
求几个力的合力的过程或求合力的方法叫力的合成,求一个力的分力叫力的分解.图答案:一,两相同重点归纳对合力与分力的关系的理解1不同的力作用在同一个物体上,其效果可以是相同的,例如:一辆马车可以用一匹马来拉,也可以用多匹马来拉;一艘小船可以一个人划,也可以两个人划。
就拉车而言,如果车以相同的速度前进,一匹马的作用效果和多匹马的作用效果是相同的,也就是等效的,划船的例子中也同样存在力的等效问题。
2.力的替代(1)力的作用效果:使物体发生形变或改变物体的运动状态。
(2)当不同的力共同作用在同一物体上产生相同的效果时,他们是可以互相替代的。
等效替代是非常重要的科学思维方法之一,他可以使复杂问题变成简单问题。
(3)根据具体情况进行力的替代,称为力的合成与分解。
3.合力与分力的定义: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可以等效和相互替代,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。
4.合力与分力(1)合力与分力之间的关系是一种等效替代的关系。
(2)一个力可以有多个分力,即一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同,反过来,多个力的作用效果可由一个力来替代。
[例1] (双选) 关于合力与分力,下列说法正确的是( ) 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.合力与分力的性质不影响作用效果解析: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产生的效果相同,合力和分力能替换作用在物体上,因而合力与分力不是同时作用在物体上,合力与分力的性质不影响作用效果。
答案:AD触类旁通1.(双选)关于力的合成,下列说法正确的是( )A.一个物体受两个力的作用,求出他们的合力,物体便受到三个力的作用B.如果一个力的作用效果与几个力的作用效果相同,这个力就是那几个力的合力C.不同性质的力,不能进行合成D.某力与其他几个力使静止的物体发生形变相同,这个力就是那几个力的合力。
解析:合力与分力是根据力的作用效果来替代,不是合力与分力同时作用在物体上的,力的合成与力的性质无关,故选B 、D 答案:BD知识点2 合力的大小 新知探究情景:小明在前面拉斗车,小丽在后面推斗车,在他们两个的共同作用下可以拉动斗车做匀速直线运动,大力士自己去拉斗车,他一个人即可轻松拉动斗车做匀速直线运动。
小明与小丽的合力使得斗车做匀速直线运动,所以小明与小丽的合力应该 斗车与水平地面间的摩擦力;大力士单独作用于斗车的力也是使得斗车做匀速直线运动,故大力士单独作用于斗车的力 斗车与地面间的摩擦力。
所以大力士单独作用于斗车的力 小明和小丽共同作用于斗车的合力。
这两个过程中大力士的力叫小明与小丽共同作用的 ,小明和小丽的两个力分别叫大力士的。
答案:等于,等于,等于,合力,分力 重点归纳对合力的大小的理解图3-3-2 图3-3-21.当分力1F 和2F 的夹角变化时,合力F 的大小和方向都发生变化。
2.两分力同向时合力最大,21F F F+=。
3.两分力反向时,合力最小,21F F F -=,其方向与较大的一个分力方向相同。
4.合力的取值范围:2121F F F F F +≤≤-。
5.夹角越大,合力就越小。
6.合力可能大于某一分力,也可能小于某一分力,还可能等于某一个分力的大小。
[例2](双选)有两个力,一个3N ,另一个5N ,则它们的合力的大小可能是( )A.2NB.1NC.6ND.9N解析:3N 和5N 这两个力的合力,最大值为8N ,最小值为2N ,而2N 、6N 刚好在其范围内,1N 、9N 超出范围。
答案:AC 触类旁通2. (单选)同一平面内的三个力,大小分别为4N 、6N 、7N,若三个力同时作用在某物体上 则该物体所受的三个力的合力最大值和最小值分别为( ) A .17N 、3N B .17N 、0 C .9N 、0 D .17N 、11N解析:三个力合力最大为三者相加,所以4N 、6N 、7N,的合力最大值为17N ,因为4N 、6N 、这两个力的最大值为10N ,最小值为2N, 而7N,刚好在这两个力的范围内,也就当4N 、6N 、的合力为7N 时,三个力的合力为0。
【实验目的】1. 探究求分力与合力的关系 【实验原理】1.等效法:使一个力F ′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果相同,都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到某点,所以一个力F ′就是这两个力F1和F2的合力,作出力F ′的图示.再根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F 的图示,比较F 和F ′的大小和方向是否都相同。
【实验器材】方木板、弹簧测力计两个、白纸、橡皮条一段、细绳套两个、图钉(若干)、三角板、刻度尺、铅笔【实验步骤】1.将一根橡皮筋的一端固定在木架上,另一端与两根细绳相连。
2.如图3-3-3甲图所示,分别在细绳下悬挂等量的钩码,使橡皮筋与细绳的结点伸长至点O ,将画有间隔相等同心圆的纸片置于橡皮筋与细绳的后面,其圆心与点O 重合。
在纸的边缘记下两绳与纸边的交点C 、D ,同时记录两绳上悬挂钩码的数值。
3. 如图3-3-3已图所示,直接用一个弹簧测力计去拉牺牲套,同样使结点伸长至点O ,记下弹簧测力计的读数以及细绳与纸边的交点J 。
图3-3-34.取下纸片,连接OC 、OD 、OJ ,用力的图示法作出三个力F F F 、、21(如图3-3-3丙图所示)。
5.改变钩码的数量,重复上述实验步骤。
【实验结论】在力1F 和2F 的的方向上各作各作线段OA 和OB ,根据选定的标度,使它们的长度分别表示力1F 和2F 的大小。
以OA 和OB 为邻边作平行四边形OACB 。
量出这个平行四边形的对角线OC 的长度,可以看出,根据同样的标度,合力F 的大小和方向可以用对角线OC 表示出来。
改变力1F 和2F 的大小和方向,重做上述实验,可以得到同样的结论。
【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,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3] (双选)当两个力夹角为0180时,两力的合力为2N ;当两力的夹角为090时,其合力为10N ,则下列说法正确的是( )A. 此合力大小的变化范围在2N 和14N 之间变化。
B. 此合力大小的变化范围在2N 和10N 之间变化。
C. 两力的大小分别是2N 和8ND. 两力的大小分别是6N 和8N解析:设这两个力为1F 和2F ,则夹角为0180时,N F F 221=-,夹角为090时,()2222110N F F =+,则,81N F =,62N F =则这两个力的合力范围为2~14N 。
答案:AD 触类旁通3.(单选)如图3-3-4所示,重力为100 N 的物体在水平面上向右运动,物体和平面间的动摩擦因数为0.2,与此同时,物体受到一个水平向左的力F =20 N 的作用,则物体受到的合力是( ) A .0 B .40 N ,水平向左 C .20 N ,水平向左 D .20 N ,水平向右 解析:物体向右运动,受向左的滑动摩擦力为:N N G N F f 201002.0=⨯===μμ 又外力F 水平向左,故物体所受合力为:N F F F f 40=+=合,方向水平向左,故B 正确.1.关于合力和分力,以下说法正确的是( ) A .合力就是分力的代数和 B .合力总比某一分力大C .分力与合力的方向总是不一致的D .合力等于某一分力是可能的图3-3-4解析:合力是分力的矢量和,而不是代数和,所以A 错误;合力介于两分力代数和与两分力代数差的绝对值之间,所以B 错误,D 正确;当两分力方向相同时,合力与分力方向相同,所以C 错误.答案: D2..两个大小和方向都确定的共点力,其合力的( ) A .大小和方向都确定 B .大小确定,方向不确定 C .大小不确定,方向确定 D .大小和方向都不确定解析:由平行四边形定则可知,当两个分力的大小和方向确定后,则其对角线的大小和方向也确定了,故选项A 正确. 答案:A3.关于合力与其两个分力的关系,下列说法中正确的是( ) A .合力的大小一定大于小的分力,小于大的分力 B .合力的大小随分力夹角的增大而增大 C .合力的大小一定大于任意一个分力D .合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力解析:根据平行四边形定则可知,两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力,如图3-3-6甲所示,也不一定小于大的分力,如图3-3-6乙所示;合力的大小也不随夹角的增大而增大,如图3-3-6丙所示,并且也不一定大于任意一个分力.故选项D 正确. 答案:D二.双项选择题 4.关于共点力,下列说法中正确的是 ( )A .作用在一个物体上的两个力,如果大小相同,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,如果它们的作用点不在同一点上,则这几个力一定不是共点力D .作用在一个物体上的几个力,如果它们的作用线可以汇交于一点,则这几个力是共点力解析:作用在一个物体上的几个力,如果作用在物体的同一点,或者虽不作用在物体的同一点,但力的作用线汇交于一点,则这几个力是共点力,所以C 错误,D 均正确;大小相同,方向相反的力不一定作用在同一点,但一对平衡力必在同一直线上,是共点力,所以A 错误,B 正确. 答案: BD5.两个共点力1F 和2F ,其合力为F ,则( )A .合力一定大于任一分力B .合力有可能小于某一分力C .分力1F 增大,而2F 不变,且它们的夹角不变时,合力F 一定增大D .当两分力大小不变时,增大两分力的夹角,则合力一定减小解析:本题可采用特殊值法分析:若F1=2 N ,F2=3 N ,则其合力的大小范围是1 N≤F≤5 N ,故选项A 错误,B 正确.当F1与F2反向时,F =F2-F1=1 N ,若增大F1至F1′=3 N ,则F =F2-F1′=0,合力反而减小,故选项C 错误.当F1与F2间夹角为0°时,合力最大,为5 N ;当F1、F2间的夹角增大为180°时,合力最小为1 N ,说明随着F1与F2间的夹角的增大,其合力减小,故D 正确. 答案:BD1.下列哪个因素不影响力的作用效果( ) A .力的大小 B .力的方向 C .力的作用点D .力的单位图3-3-6解析:力的三大要素:力的大小、方向、作用点是影响力的作用效果的。