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(共32張PPT)
第八章 運動和力
第4節 同一直線上二力的合成
高速列車啟動后，在牽引力的作用下逐漸加速，隨居在一段平直的軌道上做勻速直線運動。當列車準備進站時，又會在阻力的作用下逐漸減速，最后停靠在站臺上。
運動和力之間有什么關系呢 從兩千多年前的亞里士多德，到16世紀末的伽利略，以及后來的笛卡兒、牛頓等杰出的科學家，對運動和力的關系進行了一系列的研究。
創設情景，引入新課
關于運動和力，你可能也有自己的思考和疑惑。帶著這些問題，讓我們一起進入關于運動和力相關內容的學習吧!
1. 認識力的合成，知道合力與分力都是從力的作用效果來定義的。
2. 通過實驗探究，獲知在同一直線上同方向與反方向上力的合成規律。
學習目標
1. 力的合成
2. 同一直線上二力的合成
3. 課堂總結
4. 練習與應用
5. 提升訓練
學習內容
生活中的物體往往同時受到多個力的作用。怎樣分析這樣的力學問題呢 你認為能用一個力代替幾個力同時作用的效果嗎
幾個小孩費勁推車，與牛在前面拉
車時，哪一種情況會輕松一些？
思一思，議一議：
一個人費勁拉車時，有人在后面幫忙推車時，拉車人會輕松一些？
力的合成
1.現象探究: 一個力和幾個力的作用效果
請你說一說生活中還有哪一些類似的現象
它們有哪一些共同的特點？
兩個分開的拉物體的力與一個拉同一物體的力的作用效果相同
甲圖中一桶水在兩個力的作用下被提起；乙圖中這桶水在一個力的作用下被提起
兩個小孩的拉力與一個大人的拉力對水桶的作用效果相同
1.現象探究: 一個力和幾個力的作用效果
甲圖中兩只螞蟻才能挪動一片樹葉；
乙圖中一只甲殼蟲就能挪動這片樹葉
一只甲殼蟲的力和兩只螞蟻的力對樹葉的作用效果相同
合力與力的合成
（1）合力
如果一個力（F）單獨作用的效果與幾個力共同作用的效果相同，這個力就叫作那幾個力的合力 ，組成合力的每一個力（如F1和 F2）叫作分力。
（2）力的合成
求幾個力合力的過程叫作力的合成。
（3）合力與分力的理解
①同時性：幾個分力必須是同時作用在同一個物體上。
②非共存性：對物體進行受力分析時，考慮了合力，就不能再考慮分力，考慮了分力，就不能再考慮合力。
③等效性：合力并不是分力的總
和，而應從力的作用效果來判斷，
運用等效替代的思想，它可以替
代那幾個分力，即合力的實質為
分力的“等效力”。
視頻講解——
《合力、分力的概念》
【例題1】如圖所示，兩個小孩能拎起一桶水，一個大人也能拎起同一桶水．由此可知，一個大人的作用力產生的效果跟兩個小孩共同作用產生的效果_______，大人的作用力相當于______（填“合力”或“分力”），每個小孩的作用力相當于______（填“合力”或“分力”）。
相同
合力
分力
同一直線上二力的合成
如圖所示，在搬運貨物的時候，兩個人同時對車施加沿水平方向的拉力F1和推力F2。此時，怎樣計算拉力F1和推力F2的合力大小呢 又該怎樣確定合力的方向呢
想想議議：
F1
F2
1. 實驗：同一直線上二力的合成
【實驗器材】支架、橡皮筋、小圓環、細繩、兩個彈簧測力計。
【實驗步驟】
（1）如圖所示，將橡皮筋一端固定，另一端與小圓環相連。把兩個彈簧測力計分別通過細繩與小圓環相連后，沿水平方向向右拉橡皮筋，將小圓環拉至O點，標記下此時小圓環的位置，并記錄兩個彈簧測力計的示數F1、F2。
（2）只用一個彈簧測力計拉橡皮筋，將小圓環再次拉到O點，記下彈簧測力計的示數F合。
改變拉力F1、F2的大小，多做幾次實驗。將F合與F1、F2的示數進行比較，并分析F合與F1、F2方向的關系。
（2）只用一個彈簧測力計拉橡皮筋，將小圓環再次拉到O點，記下彈簧測力計的示數F合。
改變拉力F1、F2的大小，多做幾次實驗。將F合與F1、F2的示數進行比較，并分析F合與F1、F2方向的關系。
（3）如圖所示，用兩個彈簧測力計沿相反的方向水平拉橡皮筋，標記下此時小圓環的位置O＇，并記下兩個彈簧測力計的示數F1＇、F2＇。
（4）再用一個彈簧測力計將小圓環拉到O＇點，記下彈簧測力計的示數F'合。
改變拉力F1＇、F2＇的大小，多做幾次實驗。將F'合與F1＇、F2＇的示數進行比較，并分析F合＇與F1＇、F2＇方向的關系。
（4）再用一個彈簧測力計將小圓環拉到O＇點，記下彈簧測力計的示數F'合。
改變拉力F1＇、F2＇的大小，多做幾次實驗。將F'合與F1＇、F2＇的示數進行比較，并分析F合＇與F1＇、F2＇方向的關系。
實驗數據與分析
（1）同一直線上同方向二力的合成
比較（1）與（2）兩次實驗中F1、F2和F合之間的大小與方向的關系。
分析與結論：F1與F2同向，F合產生的作用效果與F1、F2共同作用產生的效果相同時，F合=F1+F2，方向與F1、F2的方向相同。
（2）同一直線上反方向二力的合成
比較（3）與（4）兩次實驗中F1＇、F2＇和F＇合之間的大小與方向的關系。
分析與結論：F1＇與F2＇反向，F＇合產生的作用效果與F1＇、F2＇共同作用產生的效果相同時，F＇合=F1＇-F2＇，方向與F1＇ 的方向相同。
（2）同一直線上反方向二力的合成
比較（3）與（4）兩次實驗中F1＇、F2＇和F＇合之間的大小與方向的關系。
分析與結論：F1＇與F2＇反向，F＇合產生的作用效果與F1＇、F2＇共同作用產生的效果相同時，F＇合=F1＇-F2＇，方向與F1＇ 的方向相同。
實驗結論
同一直線上的兩個力，如果方向相同，合力的大小等于這兩個力的大小之和，合力的方向與這兩個力的方向相同；如果方向相反，合力的大小等于這兩個力的大小之差，合力的方向與較大的力的方向一致。
交流討論
（1）只有同一物體所受的力才可合成。
怎樣用一個力代替幾個力？
（2）不同性質的力也可以合成。
（3）研究方法：在研究物理問題時，有時為了使問題簡化，常用一個物理量來代替其他所有物理量，但不會改變物理效果，比如用合力替代各個分力，這種研究方法叫做等效替代法。
物體受到幾個力作用時，其產生
的效果與一個力的作用效果相同。
所以我們在研究力的時候，既可
以用一個力替代幾個力，也可以
用幾個力替代一個力，只要這種
替代能保持同樣的效果。
2. 物體所受合力與運動狀態間的關系
（1）靜止在水平桌面上的物體
例如，鐵球在豎直方向上受到的力有：重力G與桌面支持力F，因為這兩個力是一對平衡力，大小相等，所以這兩個力的合力是F合=G-F=0.
支持力F
重力G
結論：靜止的物體，所受的合力為0.
（2）勻速運動的物體
例如，勻速下落的跳傘運動員在豎直方向上受到的力有：重力G與與空氣的阻力f，因為這兩個力是一對平衡力，大小相等，所以這兩個力的合力是F合=G-f=0.
結論：勻速運動的物體，所受的合力為0.
空氣阻力f
重力G
（3）分析水平面上運動的物體
①若牽引力等于阻力，則合力為0，二力平衡，小車向左做勻速直線運動；
②若牽引力大于阻力，則合力不為0，方向與小車運動方向相同，小車向左做加速直線運動；
③若牽引力小于阻力，則合力不為0，方向與小車運動方向相反，小車向左做減速直線運動 。
牽引力F
支持力N
阻力f
重力G
【例題2】某同學練習排球墊球時，排球離開胳膊后豎直上升，到達最高點后豎直下落。已知排球所受的重力約為2.7N，排球所受的空氣阻力與速度的大小有關，方向與運動方向相反。若排球在豎直上升過程的某時刻所受空氣阻力的大小約為0.5N，試計算排球此時所受合力的大小，并說明合力的方向。若在豎直下落過程的某時刻所受空氣阻力的大小也約為0.5 N，則此時所受合力的大小和方向又是怎樣的
【例題3】F1和F2是作用在同一物體上的兩個力，且作用在同一水平直線上。若其中F1=6N，方向是水平向右，且這兩個力的合力為16N。關于F2的大小和方向，說法中正確的是（　　）
A．一定是10N，且方向水平向右 B．一定是22N，且方向水平向左
C．可能是10N，且方向水平向左 D．可能是22N，且方向水平向左
D
【例題4】利用如圖所示的裝置探究同一直線上二力合成的規律，首先將皮筋的B端固定，再用兩個測力計沿相同方向拉A端，使A端到達某一點O并記錄下該點的位置，然后在表格中記錄下兩個拉力F1、F2的大小與方向。再用一個測力計拉皮筋A端，仍將A端拉伸到O點，記錄下此時拉力F的大小與方向。
（1）實驗中用一個測力計拉皮筋時，仍要將皮筋A端拉伸到O點再讀數，這樣做的目的是使兩次 相同。
（2）通過該實驗可知F與F1、F2的大小關系是 。（用字母表示）
力的作用效果
F=F1+F2
1. 不同型號的帆船配有不同數量的船帆，對動力需求越大的帆船需要越多的船帆。請解釋為什么動力需求越大的帆船需要的船帆越多。
課堂練習
2. 在研究同一直線上方向相同的兩個力的合成的實驗中，兩次將小圓環拉至同一位置O點的目的是什么 實驗中我們會發現，兩個彈簧測力計并排拉圓環時，很難嚴格做到讓力F1和力F2在同一直線上。這兩個力之間會有一定的夾角，你是通過什么方法減小這個夾角的
3. 甲、乙兩人用一條繩子向同一方向拉一條船，甲用力300 N，乙用力170 N，船受到的拉力是多少
1. 將一輛小車放在水平地面上。小明向右拉，拉力為200N；同時小紅向右推（如圖所示），推力為150N，他們對小車合力的大小與方向為（　　）
A．350N，方向向右 B．200N，方向向右
C．150N，方向向右 D．50N，方向向左
提升訓練
2. 兩個方向相反的力F1和F2作用在同一物體上，F1=5牛，F2=4牛，則它們的合力大小和方向為（　　）
A．9牛，方向與F1方向相同 B．9牛，方向與F2方向相同
C．1牛，方向與F1方向相同 D．l牛，方向與F2方向相同
A
C
3. 探究同一直線上二力的合成實驗，把輕質彈簧的一端固定在O點，另一端用尼龍細線固定在彈簧測力計的掛鉤上，每次實驗時，都將彈簧由A拉伸到B位置。研究過程及實驗數據如圖a、b、c所示：
（1）在a、b和c三次實驗中，都將彈簧拉伸到OB，目的是使每次實驗中力產生的___________相同；
作用效果
（2）通過比較a和b兩次實驗，可知同一直線上方向相同兩個力的合力大小等于這個兩個力大小之_____，方向跟這兩個力方向________；
和
相同
（3）通過比較_______兩次實驗，可知同一直線上方向相反兩個力的合力等于這兩個力大小之差，方向跟_______（選填“較大”或“較小”）的那個力的方向相同。
a、c
較大
下課
Thanks!
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