内容正文:
第二节 力的平衡
(第一课时 力的合成)
【新课早知】
认真阅读“相关链接”内容,体会一下其中的含义。
1.一般情况下,两个小孩才能提起的一桶水,一个大人就能提起来,两个小孩才能推动的一张桌子,一个大人就能推动。就是说,这个大人施加的力产生的效果,跟两个小孩共同施加的力产生的效果相同。
像这样,对于同一个物体,一个力作用与其他几个力共同作用产生的效果相同时,这个力就叫做那几个力的合力,那几个力就叫做这个力的分力。已知分力求合力叫做力的合成。
沿同一直线的两个力共同作用在同一物体上时,求合力最简单。请同学们相互交流,共同设计一个小实验,一起来探究同一直线上二力合成的规律。
2.动手动脑学物理
(1)在平直公路上匀速行驶的汽车受到几对平衡力的作用?把汽车抽象成一个方框,如图所示,请画出汽车受力的示意图。(提示:分别从水平和竖直方向上分析,几个力的作用点都可以画在O点上。)
(2)某人沿水平方向用20N的力推一辆车匀速向西运动,车受到的阻力的大小是______N,方向向______。
(3)在下图中,哪些物体受到的两个力是彼此平衡的?
【问题思考】
1.什么是合力?什么是分力?
2.什么是力的合成?
3.同一直线二力合成有什么规律?
【探究学习】
举几个例子:一般情况下,两个小孩才能提起的一桶水,一个大人就能提起来。
就是说,这个大人施加的力产生的效果,跟两个小孩共同施加的力产生的效果相同。
下图中三个人才能拉动的小汽车,用一头牛就能拉得动。
就是说,这头牛施加的力产生的效果,跟三个人共同施加的力产生的效果相同。
下图一个人可以轻松拿到绳子,拔河的队员中用力大的才能拿到绳子。
就是说,一个人的力对绳子产生的效果,跟两组人共同施加的力时,较大的力产生的效果相同。
1.合力
在物理学中,对于同一个物体,一个力作用与其他几个力共同作用产生的效果相同时,这个力就叫做那几个力的合力。
也就是说大人用的力叫两个小孩用的力的合力;牛用的力叫做三个人用力的合力;一个人拿到绳子的力叫两组人用力的合力。
2.分力
如果一个力作用于某一物体,对物体产生的效果相当于另外几个力同时作用于该物体时产生的效果,则这几个力就是原先那个作用力的分力。
图中F1、F2为F的分力
3.力的合成
已知分力求合力叫做力的合成。
(1)同一直线方向相同的二力的合力
实验图示:
实验中弹簧测力计F拉力对弹簧拉长的长度跟F1、F2共同拉弹簧长度相同。
合力大小:等于二力之和,即:F=F1+F2
合力方向:跟任何一个力方向相同
合力作用点:在受力物体上
图解
(2)同一直线方向相反的二力的合力
实验图示:
实验中弹簧测力计F对弹簧的作用效果跟弹簧测力计F1、F2共同作用效果相同。
合力大小:等于力的大小之差
合力方向:跟较大的力方向相同
合力作用点:在受力物体上
图解
(3)不在同一条直线上几个力的合力如下图,属于高中学习内容,在这不讲。
【应用举例】
1.合力为零物体保持静止或匀速直线运动
例1.悬挂的吊灯受到大小相等、方向相反、作用在同一条直线上的两个力。
二力平衡合力的大小:F合=F-G=0 吊灯处于静止状态。
例2.在平直公路上匀速运动的小汽车及受力分析。
做匀速运动小汽车
小汽车在竖直和水平方向受到的合力为零,小汽车做匀速直线运动。
2.用称重法计算浮力大小公式原理
读一读教材一段内容“在如图所示的实验中,假设弹簧测力计的示数减小到F,石块在水中除受到竖直向下的重力G外,还受到水对它竖直向上的作用力——浮力F得。弹簧测力计对石块的拉力F和浮力F的合力,与石块所受的重力平衡。因此,石块所受浮力的大小,等于石块所受重力与拉力之差,即F=G-F。”
弹簧测力计对石块的拉力F和浮力F的合力,与石块所受的重力平衡。
【中考同步训练】
1. 如图所示,A、B两物块叠放在水平桌面上保持静止.图中分别给出了A、B的受力示意图。下列说法正确的是( )
A.F2与GA、F1两个力的合力是一对作用力与反作用力
B.F1与F3是一对作用力与反作用力
C.GA与F2是一对平衡力
D.F2与F1是一对平衡力
B
2. 一遥控小电动车在平直的路面上做直线运动,其速度υ随时间t变化的图像如图所示。已知在4s~8s内小车受到的牵引力恒为10N,在4s~8s内小车受到的合力为_____N,运动的路程为_____m;在0~4s内小车受到的摩擦力______10N(选填“大于”“等于”或“小于”)。
0
16
等于
3. 如图所示,小辉推着小车在平直道路上匀速前进,下列说法正确的是( )
A.小车对地面的压力和地面对小车的支持力是一对平衡力
B.小辉受到的重力与地面对他的支持力是一对相互作用力
C.小车受到的重力与小车对地面的压力是一对相互作用力
D.小车受到水平方向推力与小车受到的阻