人教版（2024）八年级下册（2024）第4节 同一直线上二力的合成课堂教学ppt课件

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认识力的合成，知道合力与分力都是从力的作用效果来定义的。
通过实验探究，获知在同一直线上同方向与反方向上力的合成规律。
经历制定计划、设计实验过程。
通过对生产、生活中现象的分析，激发学生学习的兴趣，培养学生合作的精神和对科学的求知欲。
生活中的物体往往同时受到多个力的作用。怎样分析这样的力学问题呢?你认为能用一个力代替几个力同时作用的效果吗?
甲图中一桶水在两个力的作用下被提起；乙图中这桶水在一个力的作用下被提起
两个小孩的拉力与一个大人的拉力对水桶的作用效果相同
1. 现象探究: 一个力和几个力的作用效果
甲图中两只蚂蚁才能挪动一片树叶；乙图中一只甲壳虫就能挪动这片树叶
一只甲壳虫的力和两只蚂蚁的力对树叶的作用效果相同
甲图中用一台拖拉机将陷入泥潭的汽车拉了出来;图乙中一群中学生齐心合力也可以把汽车从泥潭中推出
拖拉机对汽车拉力的作用效果和同学们推汽车推力的作用效果相同
2. 合力与力的合成
（1）合力如果一个力（F）单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力 ，组成合力的每一个力（如F1和 F2）叫作分力。（2）力的合成求几个力合力的过程叫作力的合成。
（3）合力与分力的理解 ①同时性：几个分力必须是同时作用在同一个物体上。 ②非共存性：对物体进行受力分析时，考虑了合力，就不能再考虑分力，考虑了分力，就不能再考虑合力。 ③等效性：合力并不是分力的总和，而应从力的作用效果来判断，运用等效替代的思想，它可以替代那几个分力，即合力的实质为分力的“等效力”。
【例题1】如图所示，两个小孩能拎起一桶水，一个大人也能拎起同一桶水．由此可知，一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果_______，大人的作用力相当于______（填“合力”或“分力”），每个小孩的作用力相当于______（填“合力”或“分力”）。
二、同一直线上二力的合成
如图所示，在搬运货物的时候，两个人同时对车施加沿水平方向的拉力F1和推力F2。此时，怎样计算拉力F1和推力F2的合力大小呢?又该怎样确定合力的方向呢?
1. 实验：同一直线上二力的合成
【实验器材】支架、橡皮筋、小圆环、细绳、两个弹簧测力计。【实验步骤】
（1）如图所示，将橡皮筋一端固定，另一端与小圆环相连。把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后，沿水平方向向右拉橡皮筋，将小圆环拉至O点，标记下此时小圆环的位置，并记录两个弹簧测力计的示数F1、F2。
（2）只用一个弹簧测力计拉橡皮筋，将小圆环再次拉到O点，记下弹簧测力计的示数F合。改变拉力F1、F2的大小，多做几次实验。将F合与F1、F2的示数进行比较，并分析F合与F1、F2方向的关系。
（3）如图所示，用两个弹簧测力计沿相反的方向水平拉橡皮筋，标记下此时小圆环的位置O'，并记下两个弹簧测力计的示数F1'、F2'。
（4）再用一个弹簧测力计将小圆环拉到O'点，记下弹簧测力计的示数F'合。改变拉力F1'、F2'的大小，多做几次实验。将F'合与F1'、F2'的示数进行比较，并分析F'合与F1'、F2'方向的关系。
【实验数据与分析】（1）同一直线上同方向二力的合成比较（1）与（2）两次实验中F1、F2和F合之间的大小与方向的关系。分析与结论：F1与F2同向，F合产生的作用效果与F1、F2共同作用产生的效果相同时，F合=F1+F2，方向与F1、F2的方向相同。
（2）同一直线上反方向二力的合成比较（3）与（4）两次实验中F1'、F2'和F'合之间的大小与方向的关系。分析与结论：F1'与F2'反向，F'合产生的作用效果与F1'、F2'共同作用产生的效果相同时，F'合=F1'-F2'，方向与F1' 的方向相同。
同一直线上的两个力，如果方向相同，合力的大小等于这两个力的大小之和，合力的方向与这两个力的方向相同；如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小之差，合力的方向与较大的力的方向一致。
（1）只有同一物体所受的力才可合成。（2）不同性质的力也可以合成。（3）研究方法：在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有物理量，但不会改变物理效果，比如用合力替代各个分力，这种研究方法叫做等效替代法。物体受到几个力作用时，其产生的效果与一个力的作用效果相同。所以我们在研究力的时候，既可以用一个力替代几个力，也可以用几个力替代一个力，只要这种替代能保持同样的效果。
（1）静止在水平桌面上的物体 例如，花瓶在竖直方向上受到的力有：重力G与桌面支持力F，因为这两个力是一对平衡力，大小相等，所以这两个力的合力是F合=G-F=0.结论：静止的物体，所受的合力为0.
2. 物体所受合力与运动状态间的关系
（2）匀速运动的物体 例如，匀速下落的跳伞运动员在竖直方向上受到的力有：重力G与与空气的阻力f，因为这两个力是一对平衡力，大小相等，所以这两个力的合力是F合=G-f=0.结论：匀速运动的物体，所受的合力为0.
（3）分析水平面上运动的物体 ①若牵引力等于阻力，则合力为0，二力平衡，小车向左做匀速直线运动；②若牵引力大于阻力，则合力不为0，方向与小车运动方向相同，小车向左做加速直线运动；
③若牵引力小于阻力，则合力不为0，方向与小车运动方向相反，小车向左做减速直线运动 。
【例题3】F1和F2是作用在同一物体上的两个力，且作用在同一水平直线上。若其中F1=6N，方向是水平向右，且这两个力的合力为16N。关于F2的大小和方向，说法中正确的是（　　）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
【例题4】利用如图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律，首先将皮筋的B端固定，再用两个测力计沿相同方向拉A端，使A端到达某一点O并记录下该点的位置，然后在表格中记录下两个拉力F1、F2的大小与方向。再用一个测力计拉皮筋A端，仍将A端拉伸到O点，记录下此时拉力F的大小与方向。（1）实验中用一个测力计拉皮筋时，仍要将皮筋A端拉伸到O点再读数，这样做的目的是使两次 相同。（2）通过该实验可知F与F1、F2的大小关系是 。（用字母表示）
力的作用效果
①合力与分力：如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，组成合力的每一个力叫作分力。②力的合成：求几个力合力的过程叫作力的合成.同一直线上的两个力，如果方向相同，合力的大小等于这两个力的大小之和，合力的方向与这两个力的方向相同；如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小之差，合力的方向与较大的力的方向一致.
1. 将一辆小车放在水平地面上。小明向右拉，拉力为200N；同时小红向右推（如图所示），推力为150N，他们对小车合力的大小与方向为（　　）A．350N，方向向右 B．200N，方向向右C．150N，方向向右 D．50N，方向向左
2. 跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直跳下，他所受的重力和空气阻力的合力为100N，方向竖直向下，已知运动员和降落伞的总重为800N，则运动员所受空气阻力大小为（　　）A．100N B．700NC．800N D．900N
3. 两个方向相反的力Fl和F2作用在同一物体上，F1=5牛，F2=4牛，则它们的合力大小和方向为（　　）A．9牛，方向与Fl方向相同B．9牛，方向与F2方向相同C．1牛，方向与F1方向相同D．l牛，方向与F2方向相同
4. 下列四个现象中，一个力作用的效果与另外几个力同时作用的效果不等效的是（　　）A．一只甲壳虫和一群蚂蚁匀速移动同一片树叶的力B．一个同学和两个同学匀速地将同一桶水从地面搬到桌子上的力C．一头牛将一辆轿车和一群人将一辆卡车从泥沼中拉出来的力D．两个人坐在一艘小船上，只有其中一个人划和两个人划，使船匀速运动的力
5. 一个质量为0.5千克的小球，运动的过程中所受的阻力的方向始终与运动方向相反，且大小为1.2牛保持不变。求：（1）小球所受到的重力；（2）小球竖直上升过程中受到的合力及方向；（3）小球竖直下落过程中受到的合力及方向。