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R·八年級下冊
第八章 運動和力
第4節(jié)
同一直線上二力的合成
課前自學(xué)準(zhǔn)備
課標(biāo)要求
學(xué)習(xí)目標(biāo)
知道什么是合力、分力；
知道同一直線上方向相同和相反的兩個力的合成方法；
能根據(jù)力的合成方法分析并解決物體同一直線受二力作用的問題。
01
02
03
課前自學(xué)準(zhǔn)備
預(yù)習(xí)檢測
1. 合力與分力：如果一個力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叫分力。
2.同一直線上的兩個力，如果方向相同，合力的大小等于__________________，合力的方向與這兩個力的方向_______。
3.同一直線上的兩個力，如果方向相反，合力的大小等于__________________，合力的方向與___________方向一致。
這兩個力的大小之和
相同
這兩個力的大小之差
較大的力
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新課導(dǎo)入
眾多風(fēng)帆才能驅(qū)動的航船，現(xiàn)在用一臺發(fā)動機就可以驅(qū)動，它們的作用效果是一樣的嗎
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新課導(dǎo)入
兩種航船的動力不同：
大量船帆驅(qū)動產(chǎn)生多個力。
發(fā)動機驅(qū)動產(chǎn)生一個力。
作用效果：
都使得船在海中航行。
簡而言之：
大量船帆對航船的作用效果與一個發(fā)動機對航船的作用效果是一樣的。
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進行新課
等效
兩個小孩提一桶水
一個大人提起一桶水
水桶受到的力不同：
兩個小孩對水桶施加的多個力。
一個大人對水桶施加的一個力。
作用效果：
水桶被提起。
兩個小孩對水桶的作用效果和一個大人對水桶的作用效果是相同的。
兩個小孩才能提起的一桶水，現(xiàn)在一個大人就可以提起，他們的作用效果是一樣的嗎
F1
F2
F3
知識點一
力的合成
如果一個力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叫分力。
在物理學(xué)中，求幾個力合力的過程叫作力的合成。
研究方法：等效替代法
通過觀察知道：一個力的作用效果與多個力的作用效果相同時，那這一個力和多個力有何種關(guān)系呢？
合力與分力
合力和分力的理解
1.力的合成是唯一的；
2.只有同一物體所受的力才可合成；
3.不同性質(zhì)的力也可以合成；
4.分力與合力從物理實質(zhì)上講是在力的作用效果方面的一種等效替代關(guān)系，而不是物體的重復(fù)受力。
例 下列有關(guān)合力和分力的說法錯誤的是( )
A.作為分力的幾個力一定作用在同一物體上
B.合力的作用效果和分力共同作用的效果是一樣的
C.考慮合力時，就不要考慮分力了
D.合力和分力同時作用在物體上
D
知識點二
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
實驗
研究同一直線上二力的合成
探究1：沿同一直線，且方向相同的二力的合成
力 F1/N F2/N F合/N
大小
方向
探究2：沿同一直線，且方向相反的二力的合成
力 F1/N F2/N F合/N
大小
方向
【實驗記錄】
F1/N F2/N F合/N
F1與F2同向 0.78 0.7 1.5
向右 向右 向右
F1與F2反向 0.9 2.4 1.5
向左 向右 向右
通過對表中數(shù)據(jù)的分析，同一直線上二力的合成有什么規(guī)律
當(dāng)F1與F2同向時，
F合= F1+F2， F合方向與F1、F2方向相同
當(dāng)F1與F2反向時，
F合=F2 -F1， F合方向與F1、F2中較大的力的方向一致
F1=3N
F2=4N
F合=7N
F1=3N
F2=7N
F合=4N
歸納
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，即F合= F1+F2；
同一直線上的兩個力，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方向一致，即F合 = F1-F2（ F1>F2 ）。
同向相加 反向相減
想想議議
推力F1和拉力F2是同一直線上的兩個力，且方向相同，則合力大小等于這兩個力的大小之和，即F=F1+F2，合力的方向與這兩個力的方向相同，即水平向右。
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？
根據(jù)物體在同一直線上受二力作用的情況分析物體運動狀態(tài)。
F牽
f
F牽 > f
F牽 = f
F牽 < f
以在平直軌道上運動的火車為例:
加速直線運動
勻速直線運動
減速直線運動
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例題解析
某同學(xué)練習(xí)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 2.7 N，排球所受的空氣阻力與速度的大小有關(guān)，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 0.5 N，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
G
F阻
F阻
G
甲
乙
G
F阻
F阻
G
甲
乙
解 排球豎直上升時，受到的重力和空氣阻力方向均豎直向下(圖甲)，這兩個力的方向相同。
F合=G+F阻=2.7N+0.5N=3.2N
排球豎直下落時，受到的重力豎直向下，空氣阻力豎直向上(圖乙)，這兩個力的方向相反。
F′合=G- F阻=2.7N-0.5N=2.2N
排球上升時合力為3.2N，排球下降時合力為2.2N，方向均豎直向下。
力的合成的應(yīng)用
賽龍舟
拔河
斜拉橋
知識點三
例 把一個質(zhì)量是0.5 kg 的籃球豎直向上拋出，假定運動過程中空氣對它的阻力恒為0.5 N，則籃球在豎直上升和降落過程中所受力的合力分別是（g取10N/kg）（ ）
A.5.5 N，5 N
B.5.5 N，4.5 N
C.4.5 N，5.5 N
D.5 N，4.5 N
B
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隨堂演練
1.下列關(guān)于合力的說法錯誤的是( )
A.合力是從力的作用效果上考慮的
B.合力和分力不是同時作用在物體上的力
C.作用在同一直線上的幾個力才存在合力
D.合力跟分力大小之和是不同的概念
C
2.同學(xué)們?yōu)榱颂骄客恢本€上兩個力的合成，設(shè)計了如圖所示的實驗，把彈簧的 B 端固定，用彈簧測力計沿水平方向拉彈簧的 A 端(未超過彈簧的彈性限度)。
(1)如圖甲所示，用兩個彈簧測力計沿水平向右的方向同時拉彈簧的A端，使A端到達O點(做上記號)，然后用一個彈簧測力計拉彈簧A端，使A端到達______點，則F是F1、F2的合力。
(2)根據(jù)甲實驗，可以得出結(jié)論：同一直線上，方向相同的兩個力的合力的大小等于________________ ，即F = __________，合力的方向與這兩個力的方向_________。
相同
O
二力的大小之和
F1 + F2
(3)在乙實驗中，F(xiàn)1'=5N，F(xiàn)2'= 2N，則合力F'=___N ，合力F'的方向與力 _______的方向相同。
(4)該實驗主要運用的物理研究方法是_____________。
等效替代法
3
F1'
（見教材P36練習(xí)與應(yīng)用）
課后反饋總結(jié)
習(xí)題解答
1.不同型號的帆船配有不同數(shù)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。
解：帆船的動力是由風(fēng)對船帆的作用力的合力提供的，風(fēng)對一個船帆的作用力是有限的，根據(jù)力的合成可知，動力需求越大的帆船需要越多的船帆。
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(huán)拉至同一位置O點的目的是什么 實驗中我們會發(fā)現(xiàn)，兩個彈簧測力計并排拉圓環(huán)時，很難嚴(yán)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
解：兩次將小圓環(huán)拉至同一位置O點的目的是使兩次對橡皮筋的拉力的作用效果相同，從而比較合力與兩個分力的大小關(guān)系，進而得出結(jié)論。為減小兩力的夾角，可使連接小圓環(huán)與彈簧測力計的兩段細線的長度相差大些，這樣實驗時兩個彈簧測力計相距較遠，便于使F1和力F2共線。
3.甲、乙兩人用一條繩子向同一方向拉一條船，甲用力300N，乙用力170N，船受到的拉力是多少
解：由題意可知，甲、乙兩人施加的力方向相同且在同一直線上，根據(jù)同一直線上二力合成的規(guī)則可知，船受到的拉力F合=F甲 +F乙=300N+170N=470N。
4.甲、乙兩人推一張桌子，甲用30N的力向右推，乙用50N的力向左推，兩個力沿同一直線。桌子受到兩人的合力是多少？方向如何？
解：甲、乙兩人施加的力方向相反但在同一直線上， F乙> F甲 ，根據(jù)同一直線上二力合成的規(guī)則可知，桌子受到兩人的合力F合= F乙-F甲 =50N-30N=20N，方向與乙的推力方向相同，即兩人的合力方向向左。
5.一個力 F1的大小為 5 N，另一個力 F2的大小為 3 N，它們都沿東西方向，向東還是向西并不確定。它們的合力F的大小和方向有哪幾種可能？請列舉各種可能情況，并說出每種情況下合力的大小和方向。
解：共有四種可能。
(1) F1向東，F(xiàn)2向西，兩個力作用在同一直線上，因F1> F2，則合力F合= F1-F2 =5N-3N=2N，合力的方向向東。
(2) F1向東， F2向東，兩個力作用在同一直線上，則合力
F合= F1 + F2 =5 N+3 N=8N，合力的方向向東。
(3) F1向西， F2向西，兩個力作用在同一直線上，則合力
F合= F1 + F2 =5 N+3 N=8 N，合力的方向向西。
(4) F1向西，F(xiàn)2向東，兩個力作用在同一直線上，因F1 > F2 ，則合力 F合= F1-F2 =5 N-3 N=2N，合力的方向向西。
課堂教學(xué)展示
課堂小結(jié)
兩個力在
同一直線上
方向相同
方向相反
大小：F = F1+F2
方向：與兩個力方向相同
大小：F = F1-F2（ F1>F2 ）
方向：與較大的力方向相同
二、合力的計算
一、合力與分力的概念
1.合力：如果一個力產(chǎn)生的作用效果與幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫作那幾個力的合力。
2.分力：組成合力的每一個力叫分力。
同向相加
反向相減
1.從課后習(xí)題中選取；
2.完成練習(xí)冊本課時的習(xí)題。
課后反饋總結(jié)
布置作業(yè)

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