1.知道幾個(gè)力的共同作用效果可以用一個(gè)力來(lái)代替，這個(gè)力就是這幾個(gè)力的合力；2. 會(huì)舉例說(shuō)明什么是合力；3. 知道同一直線上方向相同和方向相反的兩個(gè)力的合成方法。
擲標(biāo)槍時(shí)，運(yùn)動(dòng)員用力將標(biāo)槍擲出，標(biāo)槍會(huì)飛出很遠(yuǎn)；游泳時(shí)，人用力向后劃水，就會(huì)向前運(yùn)動(dòng)；高速動(dòng)車組列車啟動(dòng)后在牽引力的作用下運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越快；長(zhǎng)征五號(hào)運(yùn)載火箭將質(zhì)量高達(dá)23t的問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙成功送入太空。這些現(xiàn)象的發(fā)生都與力的作用有關(guān)。
讓我們一起走進(jìn)力學(xué)世界，探究其中的奧秘吧!
思考：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(wèn)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? 本節(jié)課，我們一起來(lái)學(xué)習(xí)同一直線上二力的合成規(guī)律。
兩個(gè)小朋友提一桶水靜止不動(dòng)時(shí)，水桶受到自身的重力和兩個(gè)小朋友的兩個(gè)提力。
靜止在斜面上的物體，受到豎直向下的重力、斜面對(duì)物體有沿斜面向上的摩擦力和垂直與斜面向上的支撐力的作用。
現(xiàn)象：兩個(gè)小孩推（或拉）箱子，可以使箱子保持勻速運(yùn)動(dòng)；一個(gè)大人單獨(dú)拉箱子，也能使箱子勻速運(yùn)動(dòng)。
1. 現(xiàn)象探究：一個(gè)力和幾個(gè)力的作用效果
大人一個(gè)力產(chǎn)生的效果跟兩個(gè)小朋友同時(shí)作用的效果相同
現(xiàn)象：兩頭驢共同拉動(dòng)一車貨物，一匹馬單獨(dú)可以拉動(dòng)相同的一車貨物
一匹馬拉板車的作用效果與兩頭驢拉板車的作用效果是相同的
（1）合力：如果一個(gè)力單獨(dú)作用的效果跟某幾個(gè)力共同作用的效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力。即F是F1和F2兩個(gè)力的合力。
（2）分力：假如幾個(gè)力共同作用的效果跟某個(gè)力單獨(dú)作用的效果相同，這幾個(gè)就叫做那個(gè)力的分力。即F1和F2是F的兩個(gè)分力。
兩個(gè)小孩和一個(gè)大人施加在同一個(gè)水桶上的力，產(chǎn)生的作用效果是相同的
科學(xué)思維——等效替代法 等效替代法的前提是等效，利用合力代替所有分力，需要合力和分力作用在物體上的效果相同，這種方法叫做等效替代法。
對(duì)合力和分力的三點(diǎn)理解
(1)同體性:幾個(gè)力必須是同時(shí)作用在一個(gè)物體上。(2)非重復(fù)性:合力并不是物體受到的又一個(gè)力。對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí)，考慮了合力，就不能再考慮幾個(gè)分力，考慮了幾個(gè)分力，就不能再考慮合力。(3)等效性:合力并不是幾個(gè)分力的總和，而應(yīng)從力的作用效果來(lái)判斷，運(yùn)用等效替代原則，即給力的實(shí)質(zhì)為分力的“等效力”它的作用效果可以代替那幾個(gè)分力的共同作用效果。
【典例1】有關(guān)合力的說(shuō)法錯(cuò)誤的說(shuō)法是（　?。〢．合力和分力不一定是真實(shí)存在的B．合力的作用效果和分力的共同作用效果是一樣的C．考慮合力時(shí)就不考慮分力了D．合力不可能為零
解析：合力和分力的關(guān)系，可以簡(jiǎn)述概括為合力的替代品，或合力是分力的替代品。如果幾個(gè)分力的作用效果相互抵消，則合力為零。故選D
【典例2】在如圖所示的情景中，兩個(gè)小孩能提起一桶水，一個(gè)大人同樣能提起這桶水。這現(xiàn)象表明小孩提起水桶的 個(gè)力，與大人提起同一桶水一個(gè)力的作用效果 （填“相同”或“不同”）。
【詳解】[1][2]在如圖所示的情景中，兩個(gè)小孩能提起一桶水，一個(gè)大人也能提起同樣的一桶水。說(shuō)明兩個(gè)小孩提起水桶的兩個(gè)力，大人提起水桶的一個(gè)力，它們的作用效果相同。
如下圖甲所示，當(dāng)兩個(gè)人同時(shí)對(duì)箱子產(chǎn)生同向的拉力F1和推力F2。他們對(duì)箱子的合力怎么計(jì)算呢？
如上圖乙所示，當(dāng)兩個(gè)人同時(shí)對(duì)箱子產(chǎn)生相反方向的拉力F1和F2時(shí)，他們對(duì)箱子的合力又因該怎么計(jì)算呢？
下面我們一起來(lái)探究同一直線上二力的合成規(guī)律。
二、同一直線上二力的合成
（1）同一直線上方向相同的兩個(gè)力的合成
如右圖所示，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(cè)力計(jì)分別通過(guò)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0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(cè)力計(jì)的示數(shù)F?、F?，填在表格中.
1. 實(shí)驗(yàn)：研究同一直線上二力的合成
只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋，將小圓環(huán)再次拉到0點(diǎn)，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，填在表格中.
改變拉力F?、F? 的大小，多做幾次實(shí)驗(yàn).將F合與F? 、F? 的示數(shù)進(jìn)行比較，并分析F合與F? 、F?方向的關(guān)系
【實(shí)驗(yàn)分析】①?gòu)南鹌そ钚巫兊那闆r來(lái)看，F(xiàn)1、F?對(duì)橡皮筋共同作用的效果與F合對(duì)橡皮筋單獨(dú)作用的效果相同，所以F是F? 、F? 的合力.②分析表格中的數(shù)據(jù)可得F=F?+F?，F(xiàn)合的方向與F? 、F? 的方向相同。
【實(shí)驗(yàn)分析】 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。
（2）同一直線上方向相反的兩個(gè)力的合成
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】同一直線上的兩個(gè)力，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方向一致
【歸納總結(jié)】①同一直線上方向相同的兩個(gè)力，其合力的方向跟這兩個(gè)力的方向相同，大小等于這兩個(gè)力的大小之和，即 F=F1+F2。②同一直線上方向相反的兩個(gè)力，其合力的方向跟較大的那個(gè)力的方向相同，大小等于這兩個(gè)力的大小之差，即F=|F1-F2|。
生活中，一個(gè)物體受到同一直線上兩個(gè)力的作用的例子有很多。①一個(gè)同學(xué)水平向前拉裝滿物品的手推車，另一個(gè)同學(xué)水平向前推車，這時(shí)手推車在水平方向上受到的合力的大小就等于這兩個(gè)力的大小之和，方向與這兩個(gè)力的方向相同。如下圖所示：
②兩個(gè)同學(xué)沿相反方向拉手推車，手推車受到的合力為兩個(gè)拉力之差，方向沿較大力的方向。如下圖所示：
2. 理解力的合成(1)只有兩個(gè)力或多個(gè)力同時(shí)作用在一個(gè)物體上時(shí)，才能求合力.(2)二力的合成是多個(gè)力合成的基礎(chǔ).物體受到多個(gè)力作用時(shí)，可以先求出任意兩個(gè)力的合力，再求出這個(gè)合力與第三個(gè)力的合力，以此類推，就可以完成多個(gè)力的合成.
二力合成的極值問(wèn)題 作用在同一物體同一直線上的兩個(gè)力，方向相同時(shí)合力最大，大小為兩個(gè)力的大小之和；方向相反時(shí)合力最小，大小為兩個(gè)力的大小之差。若這兩個(gè)力不作用在同一直線上，合力的大小介于最大合力和最小合力之間，即|F1-F2|≤F≤F1 +F2。
3. 運(yùn)用二力合成的規(guī)則分析實(shí)際問(wèn)題 行駛在平直路面上的汽車，豎直方向上受力平衡，水平方向上受到牽引力和阻力作用。
（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) 。
物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)
合力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同
【典例3】李老師利用橡皮筋、定滑輪、鉤碼、小繩子和同學(xué)們一起探究同一直線上二力的合成，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
（1）該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了力能使物體?? ????的道理，圖中AE表示橡皮筋? ?????的長(zhǎng)度，EE′表示橡皮筋??? ???的長(zhǎng)度；
根據(jù)圖示知道，橡皮筋在力的作用下伸長(zhǎng)了，因此該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了力能使物體發(fā)生形變；并且圖中AE表示橡皮筋原來(lái)的長(zhǎng)度，EE′表示橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度。
（2）通過(guò)比較 和 （選填“甲”“乙”或“丙”）兩種情況，可知同一直線上方向相同的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力的大小 ，方向跟這兩個(gè)力的方向相同；
由甲丙兩圖所示實(shí)驗(yàn)知道，同一直線上，方向相同的兩個(gè)力的合力大小等于兩力之和，方向與這兩個(gè)力方向相同。
（3）通過(guò)比較 和 兩種情況，可知同一直線上方向相反的兩個(gè)力的合力大小等于這兩個(gè)力的大小 ，方向跟較大的那個(gè)力的方向相同。
由乙丙兩圖所示實(shí)驗(yàn)知道，同一直線上，方向相反的兩個(gè)力的合力大小等于兩力大小之差，方向與較大力方向相同。
①當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或 狀態(tài)時(shí)，它受到的力是相互平衡的。
【典例4】在探究“二力平衡的條件”的實(shí)驗(yàn)中，小剛同學(xué)采用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，小華同學(xué)采用的實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示。
平衡狀態(tài)包括靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，受到的力相互平衡。
②這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置中，你認(rèn)為裝置 （選填“甲”或“乙”）更科學(xué)，理由是 。
乙圖用小車代替甲圖中的木塊，滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦，減小了摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，所以乙圖更科學(xué)。
③在裝置中將小車旋轉(zhuǎn)一定角度，松手后，發(fā)現(xiàn)小車旋轉(zhuǎn)后又恢復(fù)原狀，這說(shuō)明兩個(gè)力必須作用在同一 （選填“物體”或“直線”）上，物體才能平衡。
將小車旋轉(zhuǎn)一定角度，小車受到的拉力沒(méi)有在同一直線上，松手后，發(fā)現(xiàn)小車旋轉(zhuǎn)后又恢復(fù)原狀，說(shuō)明平衡力必須作用在同一直線上。
【典例5】一個(gè)從飛機(jī)上跳下的跳傘運(yùn)動(dòng)員，他和傘總重為650N。打開降落傘前，運(yùn)動(dòng)員和傘所受的空氣阻力為300N，合力的大小是 N，此時(shí)運(yùn)動(dòng)員將 （選填“加速”、“勻速”、“減速”）下降。
【典例6】豎直向上拋出一個(gè)重15N的小球，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的空氣阻力為2N，且大小不變，則小球在上升過(guò)程中，所受合力的大小和方向分別是（　　）A．17N，豎直向下B．13N，豎直向上C．17N，豎直向上D．13N，豎直向下
【詳解】由于兩力在同一直線上方向相同時(shí)，合力的大小等于兩分力的大小之和，方向與分力方向相同；小球在上升過(guò)程中，受到的重力方向豎直向下，受到的阻力方向豎直向下，重力為15N，空氣阻力為2N，所以受到的合力F=15N+2N=17N合力的方向豎直向下，故A符合題意，BCD不符合題意。
如果一個(gè)力的作用效果和幾個(gè)里共同作用的效果相同，那么這個(gè)力稱為那幾個(gè)力的合力。
合力大小等于二力之和，即F=F1+F2,方向與二力方向相同
合力大小等于兩力之差的絕對(duì)值，即：F=|F1-F2|,方向與較大力同向
1．在戶外實(shí)踐活動(dòng)中，大壯與亮亮兩位同學(xué)配合用小車運(yùn)農(nóng)作物。在斜坡上大壯在車前用200N的力沿斜坡向上拉車，亮亮在后面用100N的力沿斜坡向上推車，如圖所示，則車受到這兩個(gè)力的合力大小和方向是（　?。?br/>A．300N，沿斜坡向上B．300N，沿斜坡向下C．100N，沿斜坡向上D．100N，沿斜坡向下
【詳解】斜坡路上，大壯在車前用200N的力沿斜坡向上拉車，亮亮在后面用100N的力沿斜坡向上推車，這兩個(gè)力的方向相同且作用在同一直線上，這兩個(gè)力的合力為F=F拉+F推=200N+100N= 300N方向是沿斜坡向上，故A符合題意，BCD不符合題意。【答案】A
【詳解】根據(jù)題意知道，一個(gè)物體受到同一直線上兩個(gè)力的作用，若兩個(gè)力的方向相反，則合力是F=F2 -F1 =4N-3N=1N若兩個(gè)力的方向相同，則合力是F′=F2 +F1 =4N+3N=7N故ABD不符合題意，C符合題意。
3．同學(xué)們學(xué)了“同一直線上二力的合成”后開展討論，下面說(shuō)法中正確的是（　?。〢．同一直線上兩個(gè)力的合力可能小于其中任何一個(gè)力B．同一直線上兩個(gè)力的合力一定大于其中任何一個(gè)力C．同一直線上兩個(gè)力的合力一定小于其中任何一個(gè)力D．同一直線上兩個(gè)力的合力一定不為零
【詳解】AB．當(dāng)物體受到的兩個(gè)力為一對(duì)平衡力，即大小相等、方向相反、作用在一條直線上，則它們的合力為零，所以合力小于任何一個(gè)分力，故A正確，B錯(cuò)誤；C．由于同一直線、同方向二力的合力大小等于二力之和，即合力一定大于其中任何一個(gè)力，故C錯(cuò)誤；D．如果物體受到的兩個(gè)力為一對(duì)平衡力，即大小相等、方向相反、作用在一條直線上，則它們的合力為零，故D錯(cuò)誤。
4．一個(gè)物體受到在同一直線上的兩個(gè)力的作用，它們的合力大小等于50牛，已知其中一個(gè)力的大小是30牛，那么另一個(gè)力的大?。ā　。〢．一定是20牛B．可能是70牛C．一定是80牛D．可能是80牛
5．跳傘運(yùn)動(dòng)員背著打開的降落傘從空中豎直跳下，運(yùn)動(dòng)員所受重力和傘的拉力合力為100N，方向豎直向下。已知運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為50kg，則運(yùn)動(dòng)員所受傘的拉力為 N。
6．如圖，實(shí)驗(yàn)先把白紙用圖釘固定在水平木板上，再用圖釘將帶有兩個(gè)細(xì)繩套的橡皮筋的一端也固定在木板上。
(2)實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)拉動(dòng)橡皮筋的力的方向不要產(chǎn)生夾角，應(yīng)保持在 直線上，并且保持測(cè)力計(jì)拉桿與木板平行。
根據(jù)力的三要素知識(shí)，若要使力的作用效果相同，則力的作用點(diǎn)、大小和方向都要相同，故實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)拉動(dòng)橡皮筋的力的方向不要產(chǎn)生夾角，應(yīng)保持在同一直線上，并且保持測(cè)力計(jì)拉桿與木板平行。

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