粵教版物理必修一作業(yè)：第3章 第3節(jié) 力的等效和替代

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1、
第三節(jié)　力的等效和替代 1．力的三要素有力的________、________、________；如果幾個(gè)力都作用在物體的________，或者幾個(gè)力的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力稱為________． 2．如果一個(gè)力的作用效果與另外幾個(gè)力的共同作用效果________，那么這個(gè)力與另外幾個(gè)力等效或可以相互________，這個(gè)力稱為另外幾個(gè)力的________，另外幾個(gè)力稱為這個(gè)力的________．在物理學(xué)中，通常從作用效果相同這一觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)具體情況進(jìn)行力的替代，稱為________________．如果已知幾個(gè)力，求它們的合力的過程或求合力的方法叫做力的_____

2、___，如果已知一個(gè)力，求它的分力的過程或方法叫力的________． 3．探究合力與分力的關(guān)系時(shí)，可用互成角度的兩個(gè)力共同作用在橡皮條上，記錄兩個(gè)力的________、________，然后用一個(gè)力作用在橡皮條上，讓其效果與那兩個(gè)力產(chǎn)生的效果________，記錄這個(gè)力的大小、方向．效果相同的標(biāo)志是橡皮條伸長(zhǎng)________、________都相同． 4．尋找等效力也可用懸掛鉤碼的方法，實(shí)驗(yàn)方案如下： (1)如圖1所示，分別在細(xì)繩下懸掛等量的鉤碼，使橡皮筋與細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)伸長(zhǎng)至點(diǎn)O，將畫有間隔相等同心圓的紙片置于橡皮筋與細(xì)繩的后面，其圓心與點(diǎn)O重合．在紙的邊緣記下兩繩與紙邊的交點(diǎn)C、D，同

3、時(shí)記錄兩繩上懸掛鉤碼的數(shù)量． 圖1 (2)如圖2所示，直接用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)去拉細(xì)繩，同樣使結(jié)點(diǎn)伸長(zhǎng)至點(diǎn)O，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)以及細(xì)繩與紙邊的交點(diǎn)J. 圖2 (3)取下紙片，連接OC、OD、OJ，用力的圖示法作出三個(gè)力F1、F2、F如圖3所示． 圖3 (4)改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟． 5．由實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：合力與分力可以構(gòu)成平行________，兩分力是平行四邊形的兩條________，合力是兩分力所夾的那條________． 6．關(guān)于幾個(gè)力與它們的合力的說法錯(cuò)誤的是(　　) A．合力的作用效果跟原來那幾個(gè)力共同作用的效果相同 B．合力與原來那幾個(gè)力同時(shí)作

4、用在物體上 C．合力的作用可以代替那幾個(gè)力的作用 D．合力與分力可以構(gòu)成平行四邊行 7．關(guān)于合力與其兩個(gè)分力的關(guān)系，正確的是(　　) A．合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力 B．合力的大小隨分力夾角的增大而增大 C．合力的大小一定大于任意一個(gè)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 【概念規(guī)律練】 知識(shí)點(diǎn)一　合力與分力 1．(雙選)關(guān)于合力的下列說法中正確的是(　　) A．幾個(gè)力的合力就是這幾個(gè)力的代數(shù)和 B．幾個(gè)力的合力一定大于這幾個(gè)力中的任何一個(gè)力 C．幾個(gè)力的合力可能小于這幾個(gè)力中最小的力 D．幾個(gè)力的合力可能大于這幾個(gè)力中最大的力

5、 2．(雙選)關(guān)于兩個(gè)分力F1、F2及它們的合力F，下列說法正確的是(　　) A．合力F一定與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同 B．兩力F1、F2一定是同種性質(zhì)的力 C．兩力F1、F2一定是同一個(gè)物體所受的力 D．兩力F1、F2與F是物體同時(shí)受到的三個(gè)力 知識(shí)點(diǎn)二　尋找等效力的方法 3．在探究等效力的方法實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組采用了如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置．實(shí)驗(yàn)中，把橡皮條的一端固定在板上的G點(diǎn)，橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩套，將木板豎直固定好，在兩條細(xì)繩套上分別掛上適當(dāng)?shù)你^碼，互成角度拉橡皮條使之伸長(zhǎng)，將結(jié)點(diǎn)拉到某一位置O，此時(shí)需要記下結(jié)點(diǎn)的位置O以及①________和②________

6、.再用一條細(xì)繩套掛上適當(dāng)?shù)你^碼把橡皮條拉長(zhǎng)，使結(jié)點(diǎn)也到達(dá)同一個(gè)位置O，再次記錄③________和④________.實(shí)驗(yàn)時(shí)，用兩個(gè)力拉橡皮條和用一個(gè)力拉橡皮條都使之伸長(zhǎng)且使結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一個(gè)位置O的目的是⑤______. 圖4 4. 圖5 某小組在做“尋找等效力”實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)如圖5所示，A是固定橡皮條的圖釘，O為在力的作用下橡皮條與細(xì)線套的結(jié)點(diǎn)所達(dá)到的位置，F(xiàn)′與AO共線． (1)圖2中______(填“F”或“F′”)是兩個(gè)分力F1與F2用平行四邊形畫出的對(duì)角線的值； (2)本實(shí)驗(yàn)中，假如力F1的大小及方向固定不變，為了使橡皮條仍伸長(zhǎng)到O點(diǎn)，對(duì)力F2來說，下面幾種說法中

7、正確的是(　　) A．F2可以有多個(gè)方向 B．F2的方向和大小可以有多個(gè)值 C．F2的方向和大小是唯一的 D．F2的方向是唯一的，但大小可以有多個(gè)值 【方法技巧練】 尋找等效力的方法 5．給你兩只量程為5 N的輕彈簧秤，一個(gè)帶有小釘子的平板，幾張白紙，將橡皮筋結(jié)在小釘子上，白紙平鋪在木板上，探究下面兩個(gè)問題： (1)用一只彈簧秤將橡皮筋拉到某點(diǎn)O，用兩只彈簧秤同時(shí)以不同的角度拉橡皮筋是否也能將橡皮筋拉到O點(diǎn)？即兩種方法的效果是否可以相同？ (2)用一只彈簧秤將橡皮筋拉到某點(diǎn)O的作用力與用兩只彈簧秤同時(shí)以不同的角度將橡皮筋拉到O點(diǎn)的作用力有什么關(guān)系？

8、 1．關(guān)于共點(diǎn)力，下列說法中不正確的是(　　) A．作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果大小相等，方向相反，這兩個(gè)力是共點(diǎn)力 B．作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果是一對(duì)平衡力，則這兩個(gè)力是共點(diǎn)力 C．作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，如果它們的作用點(diǎn)在同一點(diǎn)上，則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力 D．作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，如果它們的作用線相交于同一點(diǎn)，則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力 2．下列敘述正確的是(　　) A．力的作用效果是使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變 B．物體受到幾個(gè)力的作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定改變 C．力可以由一個(gè)物體傳到另一個(gè)物體 D．一個(gè)受力物體可以對(duì)應(yīng)著一個(gè)以上的施力物體 3. 圖6 如圖6所示

9、，兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的大小一定，夾角θ是變化的，合力為F.在θ角從0°逐漸增大到180°的過程中，合力F的大小變化情況為(　　) A．從最小逐漸增加到最大 B．從最大逐漸減小到零 C．從最大逐漸減小到最小 D．先增大后減小 4. 圖7 如圖7所示，力F分解為F1、F2兩個(gè)分力，則下列說法不正確的是(　　) A．F1、F2的合力就是F B．由F求F1或F2叫做力的分解 C．由F1、F2求F叫做力的合成 D．F的大小總是大于F1和F2的大小 5．已知兩個(gè)分力的大小為F1、F2，它們的合力大小為F，下列說法中正確的是(　　) A．不可能出現(xiàn)F

10、 B．不可能出現(xiàn)F>F1同時(shí) F>F2的情況 C．不可能出現(xiàn)FF1＋F2的情況 6．關(guān)于合力與其兩個(gè)分力的關(guān)系，下列說法錯(cuò)誤的是(　　) A．合力的作用效果與兩個(gè)分力共同作用的效果一定相同 B．合力的大小可能小于它的任一個(gè)分力 C．合力的大小可能等于某一個(gè)分力的大小 D．合力的大小在任何情況下都不能等于兩個(gè)分力的大小之和 7．關(guān)于合力的下述說法中正確的是(　　) A．合力的性質(zhì)與原來分力性質(zhì)相同 B．合力與原來的分力間的關(guān)系是等效替代關(guān)系 C．合力總比分力大 D．合力總比一個(gè)分力大，比另一個(gè)分力?。? 8．在做“互成角度的兩個(gè)力的合

11、成”實(shí)驗(yàn)時(shí)，以下說法中正確的有(　　) A．用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí)，應(yīng)使兩細(xì)繩之間的夾角為90°，以便算出合力的大小 B．用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)，結(jié)點(diǎn)的位置必須與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置重合 C．若用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)合力的圖示F與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)拉力的圖示F′不完全重合，說明力的合成的平行四邊形定則不一定是普遍成立的 D．用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)，結(jié)點(diǎn)的位置沒有必要與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置重合 9．在“互成角度的兩個(gè)力的合成”實(shí)驗(yàn)中，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，下列做法錯(cuò)誤的是(　　) A．描點(diǎn)、作圖時(shí)的鉛筆尖一些，并使圖盡量大些 B．拉橡皮條的細(xì)繩盡量長(zhǎng)些 C．在用兩

12、個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)，兩細(xì)繩的夾角盡量大些 D．在用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)，兩彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)盡量大些 題 號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答 案 10.將橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5 N、最小刻度為0.1 N的彈簧測(cè)力計(jì)．沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測(cè)力計(jì)．當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖8所示．這時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)可從圖中讀出． 圖8 (1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為________N和__________N(只需讀到0.1 N)． (2)在方格紙

13、(見圖9)上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力． 圖9 11. 圖10 如圖10所示，某同學(xué)在家中嘗試驗(yàn)證合力與分力可以構(gòu)成平行四邊形，他找到三條相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個(gè)釘子A、B上，另一端與第三條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物． (1)為完成該實(shí)驗(yàn)，下述操作中不必要的是________． A．測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度 B．測(cè)量橡皮筋的原長(zhǎng) C．測(cè)量懸掛重物后橡皮筋的長(zhǎng)度 D．記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置 (2)釘子位置固定，欲利用

14、現(xiàn)有器材，改變條件再次驗(yàn)證，可采用的方法是___________． 第三節(jié)　力的等效和替代 課前預(yù)習(xí)練 1．大小　方向　作用點(diǎn)　同一點(diǎn)　共點(diǎn)力 2．相同　替代　合力　分力　力的合成與分解　合成 分解 3．大小　方向　相同　長(zhǎng)度　方向 4．四邊形　鄰邊　對(duì)角線 6．B 7．D　[兩個(gè)共點(diǎn)力的合力的大小不一定大于小的分力，小于大的分力；合力的大小也不隨夾角的增大而增大；并且也不一定大于任意一個(gè)分力．] 課堂探究練 1．CD　[合力與分力可以構(gòu)成平行四邊形所以A錯(cuò)誤；幾個(gè)力同向時(shí)，合力為幾個(gè)力大小之和，比任何一個(gè)力都大，只要幾個(gè)力的大小和方向合適，合力可以為零，

15、比幾個(gè)力中最小的力還小，所以B錯(cuò)誤，C、D正確．] 2．AC　[只有同一個(gè)物體的受力才能合成，分別作用在不同物體上的力不能合成，合力是對(duì)原來幾個(gè)力的等效替換，分力可以是不同性質(zhì)的力，但受力分析時(shí)，分力與合力不能同時(shí)存在，故正確選項(xiàng)為A、C.] 點(diǎn)評(píng)　合力與分力是一種“等效替換”關(guān)系，一個(gè)物體不能同時(shí)受到分力與合力，也就是說，合力與分力不能同時(shí)作用在同一個(gè)物體上． 3．①兩細(xì)繩的方向?、趦山M鉤碼的個(gè)數(shù)　③該細(xì)繩的方向?、茔^碼的個(gè)數(shù)?、輧纱卫酵瑯拥奈恢肙，橡皮條的伸長(zhǎng)量相同，兩次作用效果相同，這樣一組鉤碼單獨(dú)拉時(shí)的力，就是兩組鉤碼共同拉時(shí)拉力的合力 4．(1)F　(2)C 解析　通過實(shí)

16、驗(yàn)探究，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩個(gè)力的合力不一定比每個(gè)分力大，隨著它們夾角的增大，合力逐漸變小，合力最大為兩個(gè)力同方向時(shí)兩力大小之和，最小為兩個(gè)力反方向時(shí)兩力大小之差．認(rèn)真理解等效力和平行四邊形的概念，在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合力的圖示法進(jìn)行解答． (1)顯然F′是單個(gè)力作用時(shí)的情況，因?yàn)镕′與AO共線，F(xiàn)是F1與F2的對(duì)角線． (2)由于F1的大小和方向確定，所以F2是唯一確定的． 5．見解析 解析　(1)用一只彈簧秤將橡皮筋拉到某點(diǎn)O，用兩只彈簧秤同時(shí)以不同的角度拉橡皮筋也能將橡皮筋拉到O點(diǎn)．即兩個(gè)拉力的作用效果可以和一個(gè)力的作用效果相同． (2)分兩個(gè)步驟做這個(gè)實(shí)驗(yàn)：①記下用一只彈簧秤拉到O點(diǎn)時(shí)的力

17、的大小和方向，并用力的圖示法將這個(gè)力表示出來，記為F；②記下用兩只彈簧秤同時(shí)以不同的角度拉到O點(diǎn)時(shí)兩彈簧秤的示數(shù)及方向，并用力的圖示法將這兩個(gè)力表示出來，記為F1、F2.多次重復(fù)步驟②，發(fā)現(xiàn)有一個(gè)共同的特點(diǎn)：F是以F1、F2為鄰邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線． 課后鞏固練 1．A　[根據(jù)共點(diǎn)力的概念，幾個(gè)力如果都作用在物體的同一點(diǎn)，或者它們的作用線相交于同一個(gè)點(diǎn)，這幾個(gè)力叫做共點(diǎn)力，所以C、D項(xiàng)正確．一對(duì)平衡力一定作用在同一條直線上，它們一定是共點(diǎn)力，故B正確．對(duì)于A選項(xiàng)中所描述的兩個(gè)力，它們有可能一上一下，互相平行但不共點(diǎn)，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤．] 2．D　3.C　4.D 5．D　[兩個(gè)力的合力

18、的大小范圍是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，因此A、B、C均錯(cuò)，D正確．] 6．D　[一個(gè)力產(chǎn)生的效果和幾個(gè)力共同產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力為幾個(gè)力的合力，合力的大小和方向等于分力構(gòu)成的平行四邊形對(duì)角線的大小和方向，可以通過一些特例，如分析同一直線上的二力的等效力，兩個(gè)大小相等、互成90°的兩個(gè)力的等效力等．] 7．B　[在力的合成中，合力并不是一個(gè)真實(shí)存在的力，找不到合力的施力者，合力與分力的概念是建立在效果相同即所謂的等效的基礎(chǔ)上的，因此，合力也就沒有性質(zhì)的問題．合力這個(gè)“合”字的意義不是代數(shù)中的“和”，合力F既可以大于，也可以等于或小于原來的任意一個(gè)分力，一般地|F1－F2|≤F≤|F1

19、＋F2|.] 8．B　[A項(xiàng)中應(yīng)當(dāng)以60°、90°、120°等各種角度實(shí)驗(yàn)，A項(xiàng)錯(cuò)誤．B項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤．結(jié)點(diǎn)重合才能體現(xiàn)力的等效性，C項(xiàng)錯(cuò)誤，應(yīng)允許有一定的測(cè)量、作圖等誤差．] 9．C　[作圖時(shí)比例大些,使彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大些,可以減小相對(duì)誤差,使拉橡皮條的細(xì)繩長(zhǎng)些,可使記錄繩的方向時(shí),確定的點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)O距離大些,減小連線時(shí)的相對(duì)誤差,因此A、B、D選項(xiàng)所說的要求都能起到減小相對(duì)誤差的作用，在實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)分力F1、F2的夾角θ過大，用平行四邊形作圖得到的合力F的誤差越大，所以在實(shí)驗(yàn)中不要把θ角取得太大．] 10．(1)2.5　4.0　(2)見解析圖 解析　從圖中可知，彈簧測(cè)力計(jì)最小分度

20、為0.1 N，因此，豎直向下的彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為2.5 N，水平向右的彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為4.0 N．因?yàn)樽x數(shù)2.5 N、4.0 N均是0.5 N的整數(shù)倍，因此，選方格紙中一個(gè)小方格的邊長(zhǎng)表示0.5 N，應(yīng)用合力與分力可以構(gòu)成平行四邊形，即可畫出兩個(gè)力以及它們的合力，如下圖所示． 11．(1)A　(2)更換不同的小重物 解析　本題主要考查運(yùn)用等效方法來尋找等效力，考查考生正確遷移和靈活運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)和方法的能力．運(yùn)用等效思想來驗(yàn)證以兩力為平行四邊形的鄰邊，作平行四邊形，其對(duì)角線是否和合力相符．本小題中結(jié)點(diǎn)受三個(gè)力，其中兩個(gè)力的合力與第三個(gè)力等大反向，故先測(cè)出各力的大小和方向，然后作出各力的圖示，以兩邊為鄰邊做平行四邊形，如果在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)平行四邊形的對(duì)角線與第三個(gè)力等大反向，即可驗(yàn)證．為測(cè)量各力的大小故需要記錄橡皮筋原長(zhǎng)、懸掛重物后的長(zhǎng)度以及記錄懸掛重物后O點(diǎn)位置．故應(yīng)選A.可以通過改變小重物改變各力的大?。?