《高中物理 第三章 研究物體間的相互作用 第三節(jié) 力的等效和替代（平行四邊形法則）素材 粵教版必修1（通用）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第三章 研究物體間的相互作用 第三節(jié) 力的等效和替代（平行四邊形法則）素材 粵教版必修1（通用）（3頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、力的等效與替代 合力、分力、力的合成概念 這節(jié)課我們不研究電阻，我們研究的是力，如果一個(gè)力與幾個(gè)力的作用效果一樣，我們就說這一個(gè)力與幾個(gè)力是等價(jià)的。這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力，原來的那幾個(gè)力叫做分力。 首先我們了解一下什么是共點(diǎn)力，如果幾個(gè)力都作用在物體的同一點(diǎn)，或者幾個(gè)力的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力就稱為共點(diǎn)力。如果我兩只手提著一根木棒的兩端，這兩個(gè)力是共點(diǎn)力嗎？雖然這兩個(gè)力的作用效果與我用一只手提著木棒的中點(diǎn)的作用效果是一樣的，但他們不是共點(diǎn)力，所以這一個(gè)力并不是這兩個(gè)力的合力。（黑板上畫圖） 求幾個(gè)力合力的過程叫做力的合成。注意力合成的思想：為了問題簡(jiǎn)化，用一個(gè)力等效代替幾個(gè)

2、力，并不是物體多受了一個(gè)合力。 那么幾個(gè)力的合力怎樣來求呢？下面我們先來回顧初中學(xué)的同一直線上的力的合成。 如果兩個(gè)力的方向相同，則F=F1+F2，如果兩個(gè)力的方向相反，則F=F1－F2。合力的方向呢？ 如果兩個(gè)力共點(diǎn)力不在同一直線，而是有一個(gè)夾角，那么這樣兩個(gè)力的合力是否就是兩個(gè)力的大小之和呢？ 再次演示實(shí)驗(yàn)：用兩只彈簧測(cè)力計(jì)成一定角度提起一個(gè)鉤碼保持靜止，分別讀出兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)，然后用一只彈簧測(cè)力計(jì)提起這個(gè)鉤碼也保持靜止，看這時(shí)彈簧秤的讀數(shù) 要求學(xué)生需要仔細(xì)觀察讀數(shù)，注意讀數(shù)方法，且計(jì)下讀數(shù)。判斷兩只彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)之和是不是等于一只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)？ 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出

3、一只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不等于兩只彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)之和，而是比兩只彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)之和小。而且兩只彈簧測(cè)力計(jì)所成角度改變，讀數(shù)也改變。 小結(jié)：在這里一只彈簧測(cè)力計(jì)的彈力為兩只彈簧測(cè)力計(jì)的彈力的合力，可見力的合成并不是簡(jiǎn)單地相加減，那么它們之間的關(guān)系到底是怎樣的呢？ 為了得到它們的關(guān)系，這節(jié)課我們一起來進(jìn)行探究。 實(shí)驗(yàn)探究求合力的方法 1、首先明確實(shí)驗(yàn)的目的是什么？ 2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 根據(jù)提供的器材來探究求合力的方法，思考以下問題：（1）選擇的儀器起什么作用？（2）怎樣保證兩分力F1、F2的作用效果與合力F的作用效果一樣？（3）實(shí)驗(yàn)應(yīng)記錄些什么？（4）力的大小方向如何確定？（5）具體如何完成這

4、個(gè)實(shí)驗(yàn)？ 對(duì)于受力物體的選擇，我們選擇了容易發(fā)生形變的橡皮條來進(jìn)行。在一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)和兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)共同作用下讓橡皮條朝同一方向發(fā)生相同形變量。 選擇的儀器：方木板、白紙、圖釘（若干)、橡皮條、輕質(zhì)圓環(huán)、細(xì)繩套(兩根)、彈簧測(cè)力計(jì)(兩只)、刻度尺、量角器。 3、實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì) ： （1）把木板平放在桌子上，用圖釘把白紙定在木板上。 （2）用圖釘把橡皮條一端固定在G點(diǎn)(G點(diǎn)的位置應(yīng)該靠近頂端中點(diǎn))，在橡皮筋的另外一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另外一端是繩套，結(jié)點(diǎn)自然狀態(tài)在E點(diǎn)。 （3）用兩彈簧測(cè)力計(jì)分別勾住繩套，互成角度地拉橡皮條，使結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O點(diǎn)。并記下O的位置，用鉛筆在白紙上從O點(diǎn)

5、沿兩條細(xì)繩的方向畫直線，分別讀出記下兩只彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1、F2的大小。 （4）放開彈簧測(cè)力計(jì)，使結(jié)點(diǎn)重新回到E點(diǎn)，再用一只彈簧測(cè)力計(jì)，通過細(xì)繩把橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，記下細(xì)繩的方向。 （5）按同一標(biāo)度作出F1、F2和F的力的圖示 （6）探究這三個(gè)力的大小及方向的關(guān)系． 4、強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)： ①同一實(shí)驗(yàn)中的兩只彈簧測(cè)力計(jì)的選取方法是；將兩只彈簧測(cè)力計(jì)勾好后對(duì)拉，若兩只彈簧測(cè)力計(jì)在拉的過程中，讀數(shù)相同，則可選，若不同，應(yīng)另換，直至相同為止，使用時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)與板面平行。 ②在滿足合力不超過彈簧測(cè)力計(jì)量程及橡皮條形變不超過彈性限度的條件下，應(yīng)使拉力盡量大一

6、些，以減小誤差． ③在同一次實(shí)驗(yàn)中，橡皮條拉長的結(jié)點(diǎn)O位置一定要相同。 ④畫力的圖示時(shí)，應(yīng)選定恰當(dāng)?shù)臉?biāo)度，盡量使圖畫得大一些，但也不要太大而畫出紙外．要嚴(yán)格按力的圖示要求作出力。 5、分析交流 當(dāng)學(xué)生完成以上實(shí)驗(yàn)步驟中的第（5）步后請(qǐng)同學(xué)們仔細(xì)分析三個(gè)力的圖示的關(guān)系，是不是合力大小等于兩個(gè)分力大小之和? （建議用虛線把合力的箭頭端分別與兩個(gè)分力的箭頭端連接，也許能夠得到啟示。） 觀察得到：虛線和原來的兩個(gè)分力構(gòu)成了一個(gè)四邊形，這個(gè)四邊形好像是平行四邊形，兩個(gè)分力為平行四邊形的兩條鄰邊．合力為它們所夾的對(duì)角線上 6、論證總結(jié) 改變F1和F2的大小和方向，重做上述實(shí)驗(yàn)，看看結(jié)論是否相同。 總結(jié) ：在誤差范圍內(nèi)，F(xiàn)幾乎是以F1、F2為鄰邊的平行四邊形的對(duì)角線。這就是今天我們用自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)探究出的結(jié)論。實(shí)際上在我們之前偉大的人們已經(jīng)做過很多次的、精細(xì)的實(shí)驗(yàn)，最后確認(rèn)，互成角度的兩個(gè)力的合成，不是簡(jiǎn)單的兩個(gè)力相加減，而是用表示這兩個(gè)力的線段為鄰邊作平行四邊形，這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線就代表合力的大小和方向，這個(gè)法則叫做力的平行四邊形定則。