物理·必修1(粤教版)
力的等效和替代
1．两个力的作用效果相同，则( )
A．两个力的大小相同
B．两个力的大小和方向相同
C．两个力的大小和作用点相同
D．两个力的大小、方向和作用点相同
答案：D
2．下图中，电灯所受的拉力F的示意图正确的是( )
解析：电灯所受的拉力F，作用在电灯上，方向沿绳子向上，所以B正确．
答案：B
3．比较下列两力的大小，正确的是( )
A．F1>F2 B．F1C．F1＝F2 D．无法判断
解析：用力的图示表示力时，首先要选取标度，即单位长度代表的力的大小．而表示F2的线段的长度虽然比表示F1的短，但是标度较大，所以F1答案：B
4．在“探究合力与分力的关系”实验中，以下说法中错误的是( )
A．必须使分力与合力在同一平面内
B．将橡皮筋拉得越长，实验误差越小
C．若保持两分力方向不变，将两分力大小各增大1倍，合力也将变为原来的2倍，且方向不变
D．只要结点位置不变，无论两分力如何改变，其合力不会改变
解析：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，而不是无条件地将橡皮筋拉得越长越好．
答案：B
5．(双选)关于合力与分力的关系，下列说法正确的是( )
A．合力和分力同时作用在同一物体上
B．几个分力作用在同一个物体上共同的作用效果与它们合力单独作用效果相同
C．几个分力一定要同一性质的力才可以合成
D．几个力必须是同时作用在同一物体上才可以合成
答案：BD
6．在“寻找等效力”的实验中，使用弹簧测力计时必须注意( )
A．测量前检查弹簧测力计的指针是否指在零点
B．测量前应该把两弹簧测力计互相钩在一起并对拉，观察它们的示数是否相同，应选用示数不同的一对弹簧测力计
C．在用弹簧测力计拉橡皮条时，称壳不要与纸面摩擦
D．在用弹簧测力计拉橡皮条时，细绳和弹簧测力计的轴线应该在一条直线上
解析：在“寻找等效力”的实验前，首先要确认弹簧测力计是准确的，可从两方面检查，一是检查弹簧测力计的指针是否指在零点，二是将两弹簧测力计互相钩在一起并对拉，观察它们的示数是否相同，应选用示数相同的一对弹簧测力计，所以A对B错．在用弹簧测力计拉橡皮条时，称壳与纸面的摩擦并不会影响其读数，细绳和弹簧测力计的轴线若不在一条直线上，则读数会偏小，C错D对．
答案：AD
7．在力的合成中，下列关于两个分力与它们合力的关系的说法中，正确的是( )
A．合力一定大于每一分力
B．合力一定小于每一分力
C．合力的方向一定与分力的方向相同
D．两个分力的夹角在00～1800变化时，夹角越大合力越小
解析：两个力的合力取值范围为|F1－F2|≤F合≤F1＋F2，选D.
答案：D
8．如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P 在 F1、F2和 F3三力作用下保持静止．下列判断正确的是( )
A．F1>F2>F3 B．F3>F1>F2
C．F2>F3>F1 D．F3>F2>F1
解析：由平衡条件可得F1sin 30°＝F2sin 60° ，F1cos 30°＋F2cos 60°＝F3，解方程可得B对．
答案：B
9．2010年广州亚运会，我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军，为中国体育军团勇夺第一金，其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环(设开始时两绳与肩同宽)，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置，则在两手之间距离增大的过程中，吊环的两根绳的拉力FT(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为( )
A．FT增大，F不变 B．FT增大，F增大
C．FT增大，F减小 D．FT减小，F不变
解析：由平衡条件可得F＝2FTcos θ＝mg，当两手之间的距离增大时，θ增大时，cos θ减少，FT增大，F不变，选A.
答案：A
10．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，沿着两个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，如图所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出：
(1)由图中可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为________N和________N(只需读到0.1 N)．
(2)在下面的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力．
解析：(1)由题图可知，弹簧秤最小分度为0.1 N，因此，竖直向下的弹簧秤读数为2.5 N，水平向右的弹簧秤读数为4.0 N.
(2)如下图所示
答案：(1)2.5 4.0 (2)图见解析
课件35张PPT。第三章 研究物体间的相互作用
第三节 力的等效和替代 栏目链接D1．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是等效替代的关系．
3．通过“寻找等效力探究实验”初步发现平行四边形定则．
重点：力的等效与替代关系．
难点：平行四边形定则的探究．
栏目链接 栏目链接1．力的图示．
在物理学中，可以用________________的线段表示力，线段是按一定比例画出的．它的长短表示力的____________，它的方向表示力的______________．这种表示力的方法，叫力的图示．
带箭头 大小 方向 栏目链接2．合力与分力：当一个物体受到几个力的____________时，可以求出这样一个力，这个力产生的________跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做这个力的分力．
3．求几个力的合力的____________或求合力的__________，叫做力的合成．求一个力的__________的过程叫做力的分解．
共同作用 效果 过程 方法 分力 栏目链接 栏目链接考点1 力的图示和力的示意图
1．力的示意图：仅用一个带箭头的线段粗略地表示一个力，称为力的示意图．
2．力的图示：
(1)作力的图示的步骤是：①选定标度，即单位长度表示多少力；②从力的作用点开始，沿力的方向按一定比例画出一段线段；③在线段的末端标出箭头，表示方向．
栏目链接(2)选定标度时，注意根据力的大小做恰当的选择，能在图中非常直观、方便地看到这个力，还要使图匀称美观．
例1 如图所示，绳对物体竖直向上的拉力大小为150 N，用力的图示法表示拉力．
栏目链接解析：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； 栏目链接(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．
画力的示意图：如图丙所示，从物体向力的方向画一线段，并加上箭头，表示方向．然后标明F＝150 N即可．
答案：见解析
栏目链接变 式
练 习1．作出下列力的图示：
(1)物体受250 N的重力．
(2)用细线拴一个物体，并用400 N的力竖直上提物体．
(3)水平向左踢足球，用力大小为1 000 N.
栏目链接变 式
练 习解析：①选不同标度(单位)，力的图示线段的长短可不同；②标度的选取要有利于作图示．
答案：如图所示
栏目链接变 式
练 习 ① ② 栏目链接变 式
练 习 ③
栏目链接考点2 力的等效和替代1．等效与替代：如果力F的作用效果与F1、F2、F3…共同作用效果相同，则F与F1、F2、F3…之间可以相互等效替代．
2．合力与分力．
当一个物体受到几个力共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力的作用效果跟原来几个力的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力．原来的那几个力叫分力．
栏目链接3．力的合成．
求几个力合力的过程或合力的方法，叫做力的合成．
已知几个力，可以通过力的合成求得它们的合力，合力的作用效果与这几个分力的作用效果相同，因此合力可以代替这几个力．合力与分力的关系是等效替代的关系．
4．力的分解．
求一个力的分力的过程，称为力的分解．
栏目链接例2 (双选)关于合力与分力的说法中，正确的是( )
A．合力的作用效果跟几个分力共同作用产生的效果相同
B．合力与分力同时作用在物体上
C．合力的作用可用几个分力来替代
D．合力与分力是一对平衡力 栏目链接解析：合力的作用效果与它的分力的作用效果相同，它们并不是同时作用在物体上，如当物体受到合力作用时，分力则是按效果命名的，没有施力物体，是不存在的；如几个分力是同时作用在物体上的，则合力是按效果得出的，也不是物体受到的，是不存在的，更谈不上是平衡力了，所以B、D错误．
答案：AC
小结：合力与分力是一种等效与替代关系，它们不能同时存在，不能使物体平衡；寻找合力与分力，要从它们是否具有相同的作用效果来判断. 栏目链接变 式
练 习2．(双选)如图所示，甲中用两根细绳将重物G悬挂，此时OA绳对重物G的拉力为F1，OB绳对重物G的拉力为F2，乙用OC绳单独将物体悬挂起来，此时OC绳对物体的拉力为F，则下列说法正确的是( )
栏目链接变 式
练 习A．F1、F2两力共同作用效果与F一个力的作用效果相同
B．可以用F这一个力代替F1和F2两个力
C．不能用F1、F2这两个力代替F这个力
D．F1＋F2应该等于F
栏目链接变 式
练 习解析：重物G在F1、F2以及重力作用下静止或在F和重力作用下静止，甲、乙两种情形，力的效果相同，静止、重力一样，说明F1、F2两个力作用效果与F这一个力作用效果一样，F1、F2两个力是矢量，求和不是直接代数相加减，而应该求矢量和．等效替代时，既可以用一个力代替多个力，也可以用多个力代替一个力，故A、B选项正确．
答案：AB
栏目链接考点3 寻找等效力(验证力的平行四边形定则)1．实验步骤．
(1)用图钉把白纸钉在水平桌面上的方木板上．
(2)把橡皮条一端钉在板上A点，另一端拴上两个细绳套．
(3)用两个弹簧秤互成角度拉绳套，使橡皮条与细绳的结点伸长至O，并记下秤的示数F1、F2，描出细绳方向(在细绳下描两点以确定拉力方向)，如图甲所示．
栏目链接甲乙 栏目链接(4)用一个弹簧秤把该橡皮条与细绳的结点拉至O点，描出绳的方向，记下示数F′，如图乙所示．
(5)用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线，按选定的标度作出F1、F2的图示，按同样的标度作出F′的图示；并以F1和F2为邻边用刻度尺作平行四边形，过O点画其对角线，此对角线即为合力F的图示．
栏目链接(6)比较力F′与平行四边形定则求出的合力F在大小和方向上是否相同．
(7)改变两个力F1、F2的大小和夹角，再重复实验两次．
栏目链接2．实验注意事项．
(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．
栏目链接(3)画力的图示时，应选定恰当的标度，尽量使图画得大一些，但也不要太大而画出纸外．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和实际测量得到的F′，不可能完全符合，但在误差允许范围内可认为F和F′符合．
栏目链接例3 (双选)某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．以下判断正确的是( ) 栏目链接A．图乙中的F′是F1和F2的等效力
B．图乙中的F是F1和F2的等效力
C．图乙中的F′的方向一定沿AO方向
D．图乙中的F的方向一定沿AO方向
栏目链接解析：图乙中，与F1和F2等效的力应该与它们的作用效果相同的力，所以该等效力沿OA方向，C对，D错；由于实验误差，以F1和F2邻边作出的平行四边形的对角线应为理论值，A对，B错．
答案：AC
栏目链接小结：1.力的等效性指的是力的相互代替，要保证力产生的效果相同.
2.实验中得到的合力应与两分力具有相同的作用效果，而通过作平行四边形求得的合力跟分力的作用效果有差别.若忽略实验误差的影响，理论值与实验值就重合了
栏目链接变 式
练 习3．(双选)关于“探究等效力”的实验，下列说法正确的是( )
A．两个力F1、F2拉与一个力F拉的作用效果相同
B．实验中不必记录两分力的夹角
C．实验中必须记录两分力的方向
D．实验中不用记录橡皮条端点最终被拉到的位置
栏目链接变 式
练 习解析：在“探究等效力”的实验中，是分别用一个力F和两个力F1、F2把橡皮条拉到相同的位置(即效果相同)，然后通过图示法研究F和F1、F2之间的关系．所以必须记下绳结的位置，D错A对；又因为力是矢量，所以要记下方向，B错C对．
答案：AC
栏目链接
