3.3 力的等效和替代 学案（含答案）

1、第三节力的等效和替代学习目标 1.知道共点力、合力和分力的概念并理解合力和分力的等效替代关系.2.理解力的合成与分解实质上就是等效替代的科学研究方法.3.能用实验探究求合力的方法一、共点力如果几个力都作用在物体的同一(填“同一”或“不同”)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二、力的等效替代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力的合成与分解：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力的合成：求几个力的合力的过程或

2、求合力的方法4力的分解：求一个力的分力的过程或方法三、寻找等效力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1所示，分别在细绳下悬挂等量(填“等量”或“不等量”)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量图13如图2所示，直接用一个弹簧测力计去拉细绳，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24.取下纸片，连接OC、OD、OJ，用力的图示(填“图示”或“示意图”)法作出三个力，如图3所示图35改变钩码的数量，重复上述实验步

3、骤判断下列说法的正误(1)作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，则这两个力一定是共点力()(2)合力与原来那几个力同时作用在物体上()(3)合力的作用可以替代原来那几个力的作用，它与那几个力是等效替代关系()一、合力与分力的关系一个大人能够提起一桶水，两个小孩共同用力也可以提起这桶水那么大人用的力和两个小孩共同用的力有什么关系？哪个是合力？哪些是分力？答案效果相同，可以等效替代；大人的力是两个小孩作用力的合力；两个小孩的作用力是分力1等效替代(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)条件：当几个不同的力共同作用在同一物体上产生的效果跟一个力单独作用时产生的效果相同

4、时，它们就可以互相替代(3)作用：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如何理解合力与分力的关系(1)合力与分力之间的关系是一种等效替代的关系一个力的作用效果可以与多个力的作用效果相同，即一个力可以由几个力来代替，反过来，多个力也可以由一个力来代替(2)合力与分力只是作用效果相同，在作用效果上存在等效替代的作用，可以是同性质的力，也可以是不同性质的力例1(多选)关于F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是()A合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同B两力F1、F2一定是同种性质的力C两力F1、F2一定是同一个物体受到的力D两力F1、F2与F是物体同时受到的三

5、个力答案AC解析只有同一个物体受到的力才能合成，分别作用在不同物体上的力不能合成合力是对原来几个分力的等效替代，两力可以是不同性质的力，但合力与分力不能同时存在，所以选项A、C正确针对训练(多选)如图4所示，同一吊灯分别按两种方式悬挂，第一种方式吊灯只受一个A绳拉力的作用，第二种方式吊灯受到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()图4AA绳对灯的拉力与灯的重力是等效的BB、C两绳对灯的拉力与A绳对灯的拉力等效CB绳对灯的拉力和C绳对灯的拉力可以看做A绳对灯的拉力的分力DA绳的拉力、B绳的拉力和C绳的拉力是共点力答案BC二、探究合力与分力的关系1实验方案(1)先将橡皮筋一

6、端固定，将两个力F1、F2作用在另一端并使其伸长一定长度到达某一位置；再用另一个力F作用于橡皮筋的同一点，使其伸长相同的长度到达同一位置，那么，F与F1、F2的效果就相同(2)若记下F1、F2的大小和方向，画出各个力的图示，就可以研究F与F1、F2的关系了2结论求两个力的合力时，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向3注意事项(1)结点O同一次实验中橡皮筋拉长后的O点必须保持不变(2)拉力要保证橡皮筋、细绳位于与纸面平行的同一平面内两个分力F1、F2间的夹角不要太大或太小(3)作图在同一次实验中，选定的比例要相同；严格按力的图示要求和几何作图法

7、作出平行四边形，求出合力例2李明同学在做“探究求合力的方法”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两只弹簧测力计拉力的大小和方向，如图5(a)所示图5(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示，并用F表示此力(2)有关此实验，下列叙述正确的是_A两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力C两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同D若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而保持橡皮筋结点位置不变，只需调整另一只弹簧测力计拉力的大小即可(3)如图(b)所示是张华和李明两位同学在做以

8、上实验时得到的结果，其中哪一个实验结果比较符合实验事实？(力F是用一只弹簧测力计拉时的图示)答案(1)如图所示(2)AC(3)张华的实验结果比较符合实验事实例3在做“探究求合力的方法”的实验时，先将橡皮筋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，需要两次拉伸橡皮筋，一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮筋，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋(1)实验对两次拉伸橡皮筋的要求中，下列说法正确的是_A将橡皮筋拉伸相同长度即可B将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度C将弹簧测力计都拉伸到相同刻度D将橡皮筋和绳的结点拉到相同位置(2)同学们在操作过程中有如下讨论，其中对减小实验

9、误差有益的说法是_A两细绳必须等长B弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行C用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应尽可能大D拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些答案(1)BD(2)BD1(共点力的理解)关于共点力，下列说法中错误的是()A作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，则这两个力一定是共点力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，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力D作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用线交于同一点，则这几个力是共点力答案A解析共点力是指同时作用在物体上的同一点或作用线相

10、交于同一点的几个力，故A错误，B、C、D正确2(实验原理及步骤)在“探究求合力的方法”实验中，如图6所示，某同学进行实验的主要步骤是：将橡皮筋的一端固定在A点，另一端(活动端)拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计沿着两个相互垂直的方向拉弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，通过标记a、b两点来记录两力的方向，并由弹簧测力计的示数记录两个拉力F1、F2的大小再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉至O点，测出其拉力F大小并确定方向图6(1)在图上以每格1 N为标度，作出拉力F1、F2及合力F的图示(2)在本实验中，采用下列哪些方法可以减小实验误差_A实验前，先把所用的两个弹簧测力计的钩子互相钩住平放在桌子上向相反的方向拉动，检查读数是否相同B两个分力F1和F2的大小要适当大些C两个分力F1和F2的夹角要尽量小些D拉橡皮筋的绳套要适当长一些答案(1)见解析图(2)ABD解析(1)弹簧测力计F14.80 N，F23.60 N作图如图所示(2)实验前，先把所用的两个弹簧测力计的钩子互相钩住平放在桌子上向相反的方向拉动，检查读数是否相同，故A正确；为了减小测量的误差，两个分力的大小要适当大一些，夹角适当大一些，故B正确，C错误；拉橡皮筋的绳套要适当长一些，故D正确