人教版（2024）八年級(jí)下冊（2024）第4節(jié) 同一直線上二力的合成課堂教學(xué)ppt課件

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認(rèn)識(shí)力的合成，知道合力與分力都是從力的作用效果來定義的。
通過實(shí)驗(yàn)探究，獲知在同一直線上同方向與反方向上力的合成規(guī)律。
經(jīng)歷制定計(jì)劃、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程。
通過對(duì)生產(chǎn)、生活中現(xiàn)象的分析，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生合作的精神和對(duì)科學(xué)的求知欲。
生活中的物體往往同時(shí)受到多個(gè)力的作用。怎樣分析這樣的力學(xué)問題呢?你認(rèn)為能用一個(gè)力代替幾個(gè)力同時(shí)作用的效果嗎?
甲圖中一桶水在兩個(gè)力的作用下被提起；乙圖中這桶水在一個(gè)力的作用下被提起
兩個(gè)小孩的拉力與一個(gè)大人的拉力對(duì)水桶的作用效果相同
1. 現(xiàn)象探究: 一個(gè)力和幾個(gè)力的作用效果
甲圖中兩只螞蟻才能挪動(dòng)一片樹葉；乙圖中一只甲殼蟲就能挪動(dòng)這片樹葉
一只甲殼蟲的力和兩只螞蟻的力對(duì)樹葉的作用效果相同
甲圖中用一臺(tái)拖拉機(jī)將陷入泥潭的汽車?yán)顺鰜?圖乙中一群中學(xué)生齊心合力也可以把汽車從泥潭中推出
拖拉機(jī)對(duì)汽車?yán)Φ淖饔眯Ч屯瑢W(xué)們推汽車推力的作用效果相同
2. 合力與力的合成
（1）合力如果一個(gè)力（F）單獨(dú)作用的效果與幾個(gè)力共同作用的效果相同，這個(gè)力就叫作那幾個(gè)力的合力 ，組成合力的每一個(gè)力（如F1和 F2）叫作分力。（2）力的合成求幾個(gè)力合力的過程叫作力的合成。
（3）合力與分力的理解 ①同時(shí)性：幾個(gè)分力必須是同時(shí)作用在同一個(gè)物體上。 ②非共存性：對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，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(yīng)從力的作用效果來判斷，運(yùn)用等效替代的思想，它可以替代那幾個(gè)分力，即合力的實(shí)質(zhì)為分力的“等效力”。
【例題1】如圖所示，兩個(gè)小孩能拎起一桶水，一個(gè)大人也能拎起同一桶水．由此可知，一個(gè)大人的作用力產(chǎn)生的效果跟兩個(gè)小孩共同作用產(chǎn)生的效果_______，大人的作用力相當(dāng)于______（填“合力”或“分力”），每個(gè)小孩的作用力相當(dāng)于______（填“合力”或“分力”）。
二、同一直線上二力的合成
如圖所示，在搬運(yùn)貨物的時(shí)候，兩個(gè)人同時(shí)對(duì)車施加沿水平方向的拉力F1和推力F2。此時(shí)，怎樣計(jì)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?
1. 實(shí)驗(yàn)：同一直線上二力的合成
【實(shí)驗(yàn)器材】支架、橡皮筋、小圓環(huán)、細(xì)繩、兩個(gè)彈簧測力計(jì)。【實(shí)驗(yàn)步驟】
（1）如圖所示，將橡皮筋一端固定，另一端與小圓環(huán)相連。把兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別通過細(xì)繩與小圓環(huán)相連后，沿水平方向向右拉橡皮筋，將小圓環(huán)拉至O點(diǎn)，標(biāo)記下此時(shí)小圓環(huán)的位置，并記錄兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1、F2。
（2）只用一個(gè)彈簧測力計(jì)拉橡皮筋，將小圓環(huán)再次拉到O點(diǎn)，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)F合。改變拉力F1、F2的大小，多做幾次實(shí)驗(yàn)。將F合與F1、F2的示數(shù)進(jìn)行比較，并分析F合與F1、F2方向的關(guān)系。
（3）如圖所示，用兩個(gè)彈簧測力計(jì)沿相反的方向水平拉橡皮筋，標(biāo)記下此時(shí)小圓環(huán)的位置O'，并記下兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1'、F2'。
（4）再用一個(gè)彈簧測力計(jì)將小圓環(huán)拉到O'點(diǎn)，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)F'合。改變拉力F1'、F2'的大小，多做幾次實(shí)驗(yàn)。將F'合與F1'、F2'的示數(shù)進(jìn)行比較，并分析F'合與F1'、F2'方向的關(guān)系。
【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)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(shí)驗(yàn)中F1、F2和F合之間的大小與方向的關(guān)系。分析與結(jié)論：F1與F2同向，F(xiàn)合產(chǎn)生的作用效果與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同時(shí)，F(xiàn)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(shí)驗(yàn)中F1'、F2'和F'合之間的大小與方向的關(guān)系。分析與結(jié)論：F1'與F2'反向，F(xiàn)'合產(chǎn)生的作用效果與F1'、F2'共同作用產(chǎn)生的效果相同時(shí)，F(xiàn)'合=F1'-F2'，方向與F1' 的方向相同。
同一直線上的兩個(gè)力，如果方向相同，合力的大小等于這兩個(gè)力的大小之和，合力的方向與這兩個(gè)力的方向相同；如果方向相反，合力的大小等于這兩個(gè)力的大小之差，合力的方向與較大的力的方向一致。
（1）只有同一物體所受的力才可合成。（2）不同性質(zhì)的力也可以合成。（3）研究方法：在研究物理問題時(shí)，有時(shí)為了使問題簡化，常用一個(gè)物理量來代替其他所有物理量，但不會(huì)改變物理效果，比如用合力替代各個(gè)分力，這種研究方法叫做等效替代法。物體受到幾個(gè)力作用時(shí)，其產(chǎn)生的效果與一個(gè)力的作用效果相同。所以我們在研究力的時(shí)候，既可以用一個(gè)力替代幾個(gè)力，也可以用幾個(gè)力替代一個(gè)力，只要這種替代能保持同樣的效果。
（1）靜止在水平桌面上的物體 例如，花瓶在豎直方向上受到的力有：重力G與桌面支持力F，因?yàn)檫@兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，大小相等，所以這兩個(gè)力的合力是F合=G-F=0.結(jié)論：靜止的物體，所受的合力為0.
2. 物體所受合力與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)間的關(guān)系
（2）勻速運(yùn)動(dòng)的物體 例如，勻速下落的跳傘運(yùn)動(dòng)員在豎直方向上受到的力有：重力G與與空氣的阻力f，因?yàn)檫@兩個(gè)力是一對(duì)平衡力，大小相等，所以這兩個(gè)力的合力是F合=G-f=0.結(jié)論：勻速運(yùn)動(dòng)的物體，所受的合力為0.
（3）分析水平面上運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)；②若牽引力大于阻力，則合力不為0，方向與小車運(yùn)動(dòng)方向相同，小車向左做加速直線運(yùn)動(dòng)；
③若牽引力小于阻力，則合力不為0，方向與小車運(yùn)動(dòng)方向相反，小車向左做減速直線運(yùn)動(dòng) 。
【例題3】F1和F2是作用在同一物體上的兩個(gè)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(gè)力的合力為16N。關(guān)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
【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(guī)律，首先將皮筋的B端固定，再用兩個(gè)測力計(jì)沿相同方向拉A端，使A端到達(dá)某一點(diǎn)O并記錄下該點(diǎn)的位置，然后在表格中記錄下兩個(gè)拉力F1、F2的大小與方向。再用一個(gè)測力計(jì)拉皮筋A(yù)端，仍將A端拉伸到O點(diǎn)，記錄下此時(shí)拉力F的大小與方向。（1）實(shí)驗(yàn)中用一個(gè)測力計(jì)拉皮筋時(shí)，仍要將皮筋A(yù)端拉伸到O點(diǎn)再讀數(shù)，這樣做的目的是使兩次 相同。（2）通過該實(shí)驗(yàn)可知F與F1、F2的大小關(guān)系是 。（用字母表示）
力的作用效果
①合力與分力：如果一個(gè)力單獨(dú)作用的效果與幾個(gè)力共同作用的效果相同，這個(gè)力就叫作那幾個(gè)力的合力，組成合力的每一個(gè)力叫作分力。②力的合成：求幾個(gè)力合力的過程叫作力的合成.同一直線上的兩個(gè)力，如果方向相同，合力的大小等于這兩個(gè)力的大小之和，合力的方向與這兩個(gè)力的方向相同；如果方向相反，合力的大小等于這兩個(gè)力的大小之差，合力的方向與較大的力的方向一致.
1. 將一輛小車放在水平地面上。小明向右拉，拉力為200N；同時(shí)小紅向右推（如圖所示），推力為150N，他們對(duì)小車合力的大小與方向?yàn)椋ā　。〢．350N，方向向右 B．200N，方向向右C．150N，方向向右 D．50N，方向向左
2. 跳傘運(yùn)動(dòng)員背著打開的降落傘從空中豎直跳下，他所受的重力和空氣阻力的合力為100N，方向豎直向下，已知運(yùn)動(dòng)員和降落傘的總重為800N，則運(yùn)動(dòng)員所受空氣阻力大小為（　?。〢．100N B．700NC．800N D．900N
3. 兩個(gè)方向相反的力Fl和F2作用在同一物體上，F(xiàn)1=5牛，F(xiàn)2=4牛，則它們的合力大小和方向?yàn)椋ā　。〢．9牛，方向與Fl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
4. 下列四個(gè)現(xiàn)象中，一個(gè)力作用的效果與另外幾個(gè)力同時(shí)作用的效果不等效的是（　?。〢．一只甲殼蟲和一群螞蟻勻速移動(dòng)同一片樹葉的力B．一個(gè)同學(xué)和兩個(gè)同學(xué)勻速地將同一桶水從地面搬到桌子上的力C．一頭牛將一輛轎車和一群人將一輛卡車從泥沼中拉出來的力D．兩個(gè)人坐在一艘小船上，只有其中一個(gè)人劃和兩個(gè)人劃，使船勻速運(yùn)動(dòng)的力
5. 一個(gè)質(zhì)量為0.5千克的小球，運(yùn)動(dòng)的過程中所受的阻力的方向始終與運(yùn)動(dòng)方向相反，且大小為1.2牛保持不變。求：（1）小球所受到的重力；（2）小球豎直上升過程中受到的合力及方向；（3）小球豎直下落過程中受到的合力及方向。