内容正文:
第七章 力与运动
课时7.2 力的合成
2022年课程标准
物理素养
2.2.5了解同一直线上的二力合成。
物理观念:(1)认识力的作用效果,知道分力合力的概念。
(2)通过实验探究获知同一直线上同方向和反方向的力的合成情况。
科学思维:引导学生亲身经历实验探究过程,得到实验事实,体验科学探究的乐趣,培养学生探究的能力和对科学的热爱。
科学探究:(1)学生通过设计实验、收集和分析实验数据等自主活动来提高实验能力。
科学态度与责任:(1)通过观察和实验,培养学生交流合作以及实事求是的科学态度和勇于创新的精神
知识点一、合力的定义
一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果 相同 ,那么这个力就叫做几个力的合力,组成合力的每一个力叫做 分力 。
知识点二、力的合成
1.同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的 大小之和 ,方向跟这两个力的方向 相同 ,即F= F1+F2 。
2.同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的 大小之差 ,方向跟较大的那个力的方向 相同 ,即F= F1-F2 。
识记口诀:同向相加,异向相减,方向随大。
【易错点】
①只有几个力同时作用在同一个物体上时才能合成;
②几个力的合力跟几个力的大小之和是不同的概念,不要相互混淆;
③合力可能大于分力,也可能小于分力,也可能为零。
【规律总结】
已知分力求合力,叫力的合成,这几个力必须同时作用在同一物体上,否则不能合成。(初中只要求同一直线上二力的合成)
说明:①两个力同向时,F合=F1+F2;
②两个力反向时,如果F1>F2,则F合=F1-F2,如果F1<F2,则F合=F2-Fl.。
③任意方向的两个力的合力大小都介于两分力之差和两分力之和之间,即F1-F2≤F合≤F1+F2。(F1>F2)
情景问题:
你一个人可以把水提起,当两个人同时也能把水桶提起,一个人和两个人的作用效果相同,这两个力与这一力有什么关系?
【角度1】力的合成
【典例1】关于同一直线上的两个力的合成,下列说法正确的是( )
A.两个力的合力一定大于任何一个分力
B.合力的大小一定小于较大的那个分力
C.合力与分力间关系运用的物理方法是转换法
D.两个大小和方向确定的分力合成,合力唯一
【答案】D
【解析】AB.同一直线上的两个力的方向相同时,合力大于任何一个分力;两个力的方向相反时,合力小于任何一个分力,合力方向与大的分力方向一致。故AB错误;
C.探究合力的效果与几个分力的效果相同,采用的是等效替代法,故C错误;
D.两个大小和方向都确定后,这两个力的合力唯一,分力不变时,合力方向、大小不再变化,故D正确。
故选D。
【变式1-1】水平地面上有一辆小车,沿水平方向,小明拉小红推,拉力和推力分别是200N和150N。这两个力的作用效果与下列哪个力相同( )
A.350N,方向向右 B.200N,方向向右
C.150N,方向向右 D.50N,方向向左
【答案】A
【解析】作用在一个物体上的两个力,F1=200N、F2=150N
∵两个力的方向相同
∴其合力为
F=F1+F2=200N+150N=350N
方向跟每个力的方向相同,由上述可知,选项A符合题意;选项B、C、D不符合题意。
故选A。
【变式1-2】用300N的力竖直向上提起一个重为350N的箱子,没有提起,那么这个箱子受到合力是( )
A.0N B.50N 方向竖直向下
C.350N 方向竖直向下 D.650N 方向竖直向上
【答案】A
【解析】用300N的力竖直向上提起一个重为350N的箱子,没有提起,说明箱子处于静止状态,因此箱子受力平衡,合力为0N,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
【变式1-3】物体受到同一直线上两个力的作用,它们的合力方向向东,大小为40N;已知其中一个力的大小为60N,方向向西,则另一个力的大小是_______N,方向是_______。
【答案】 100 向东
【解析】[1][2]合力F=40N,方向向东,其中一个力F1=60N,方向向西,则另一个力的方向跟合力方向相同,力的大小为
F2=F1+F=60N+40N=100N
【基础强化】
1.暑假期间,小明帮助爸爸干农活(如图所示),爸爸用500N的力拉车,小明用200N的力推车,他们合力的大小是( )
A.500N B.700N C.300N D.200N
【答案】B
【解析】已知小明和他爸爸用力的方向相同,并且在同一条直线上,则合力为
F=F1+F2=500N+200N=700N
故选B。
2.如图所示,跳伞运动员连同装置共重700N,他从飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为50N,则下列说法正确的是( )
A.这两个力的合力的大小为750N,合力的方向是竖直向上
B.这两个力的合力的大小为750N,合力的方向是竖直向下
C.这两个力的合力的大小为650N,合力的方向是竖直向上
D.这两个力的合力的大小为650N,合力的方向是竖直向下
【答案】D
【解析】跳伞运动员从飞机上跳下,伞未打开前,运动员受竖直向下的重力G及竖直向上的空气阻力f,二力方向相反,故合力大小
合力的方向与较大分力(重力)的方向相同,故合力的方向竖直向下。
故选D。
3.小君在课间活动时踢键子,若考虑空气阻力,则对键子受力分析正确的是( )
A.上升过程始终受到向上的力
B.最高点时不受到力
C.下落过程合力大于重力
D.上升过程合力大于下落过程合力
【答案】D
【解析】A.毽子上升,是因为毽子具有惯性,上升过程不会受到向上的力,空气阻力的方向是向下的,重力的方向也是竖直向下的,故A错误;
B.毽子在最高点时受到重力的作用,故B错误;
C.下落过程中,毽子向下做加速运动,合力的方向是竖直向下的,合力大小为重力与空气阻力的差,合力小于重力,故C错误;
D.上升过程中,合力等于重力与空气阻力的和,所以此时的合力要大于下落过程合力,故D正确。
故选D。
4.如图,一木块放置于水平桌面上,在F1、F2作用下处于静止状态。其中F1=10N,F2=2N,若撒去力F1,则木块在水平方向上受到的合力为( )
A.,水平向右 B.,水平向左
C.,水平向右 D.
【答案】D
【解析】F1=10N,方向向右,F2=2N,方向向左,小木块处于静止状态,所以小木块受到向左的摩擦力,摩擦力大小为
若撒去力F1,因为F2<8N,所以小木块继续保持静止状态,则木块在水平方向上受到的合力为0,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
【能力培优】
5.重为G的篮球被竖直向上抛出,篮球在空中上升的过程中,受到重力和空气阻力的合力F的大小
A.等于G B.等于零 C.大于G D.小于G
【答案】C
【解析】
篮球在空中上升的过程中,受到向下的重力和向下的空气阻力,因此合力F大于G。
故选C。
6.大小分别为5N和10N的两个力,同时作用在同一直线上,其合力的大小 ( )
A.只能是15N B.只能是5N
C.大于5N,小于5N D.可能是5N,也可能是15N
【答案】D
【解析】
作用在一个物体上的两个力,F1=5N、F2=10N,当两个力的方向相反时,其合力最小
当两个力的方向相同时,其合力最大
因为两个力的方向不确定,所以其合力的大小可能等于5N,也可能等于15N。
故选D。
7.竖直向上抛出一个重50N的小球,小球在运动过程中受到的阻力的方向与小球的运动方向相反,阻力大小始终等于5N,则小球在上升和下降过程中受到的合力大小分别为( )
A.45N,45N B.55N,45N C.45N,55N D.55N,55N
【答案】B
【解析】
小球的重力G=50N方向竖直向下,小球在上升过程中,受到的阻力f=5N,方向竖直向下,故小球上升时受到的合力
,
方向:竖直向下;
小球在下降过程中,受到的阻力f=5N,方向竖直向上,故小球下降时受到的合力
,
方向:竖直向下。
故选B。
8.如图甲,光滑水平面上A物体受到水平向右的推力F1=6N、拉力F2=8N作用;图乙B物体重50N,现用竖直向上F=50N的力拉,则A、B两物体受到的合力分别是( )
A.14N,100N B.14N,0N
C.2N,0N D.2N,100N
【答案】B
【解析】如图甲F1、F2都作用在A物体上,方向相同,且在一条直线上,F1、F2的合力
如图乙,B物体所受重力方向竖直向下,拉力方向竖直向上,方向相反、在一条直线上,合力
综上分析,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
9.一个物体重100N,受到空气阻力大小为10N,则下列说法正确的是( )
①若物体竖直向上运动,合力大小为110N,方向竖直向下
②若物体竖直向上运动,合力大小为90N,方向竖直向下
③若物体竖直向下运动,合力大小为90N,方向竖直向下
④若物体竖直向下运动,合力大小为110N,方向竖直向下
A.①③ B.②④ C.①④ D.③②
【答案】A
【解析】
①②若物体竖直向上运动,则物体所受空气阻力竖直向下,此时还受到竖直向下的重力作用,所以它们的合力大小为
方向竖直向下,故①正确,②错误;
③④若物体竖直向下运动,则物体所受空气阻力竖直向上,此时还受到竖直向下的重力作用,所以它们的合力为
方向竖直向下,故③正确,④错误。
故选A。
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第七章 力与运动
课时7.2 力的合成
2022年课程标准
物理素养
2.2.5了解同一直线上的二力合成。
物理观念:(1)认识力的作用效果,知道分力合力的概念。
(2)通过实验探究获知同一直线上同方向和反方向的力的合成情况。
科学思维:引导学生亲身经历实验探究过程,得到实验事实,体验科学探究的乐趣,培养学生探究的能力和对科学的热爱。
科学探究:(1)学生通过设计实验、收集和分析实验数据等自主活动来提高实验能力。
科学态度与责任:(1)通过观察和实验,培养学生交流合作以及实事求是的科学态度和勇于创新的精神
知识点一、合力的定义
一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果 相同 ,那么这个力就叫做几个力的合力,组成合力的每一个力叫做 分力 。
知识点二、力的合成
1.同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的 大小之和 ,方向跟这两个力的方向 相同 ,即F= F1+F2 。
2.同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的 大小之差 ,方向跟较大的那个力的方向 相同 ,即F= F1-F2 。
识记口诀:同向相加,异向相减,方向随大。
【易错点】
①只有几个力同时作用在同一个物体上时才能合成;
②几个力的合力跟几个力的大小之和是不同的概念,不要相互混淆;
③合力可能大于分力,也可能小于分力,也可能为零。
【规律总结】
已知分力求合力,叫力的合成,这几个力必须同时作用在同一物体上,否则不能合成。(初中只要求同一直线上二力的合成)
说明:①两个力同向时,F合=F1+F2;
②两个力反向时,如果F1>F2,则F合=F1-F2,如果F1<F2,则F合=F2-Fl.。
③任意方向的两个力的合力大小都介于两分力之差和两分力之和之间,即F1-F2≤F合≤F1+F2。(F1>F2)
情景问题:
你一个人可以把水提起,当两个人同时也能把水桶提起,一个人和两个人的作用效果相同,这两个力与这一力有什么关系?
【角度1】力的合成
【典例1】关于同一直线上的两个力的合成,下列说法正确的是( )
A.两个力的合力一定大于任何一个分力
B.合力的大小一定小于较大的那个分力
C.合力与分力间关系运用的物理方法是转换法
D.两个大小和方向确定的分力合成,合力唯一
【变式1-1】水平地面上有一辆小车,沿水平方向,小明拉小红推,拉力和推力分别是200N和150N。这两个力的作用效果与下列哪个力相同( )
A.350N,方向向右 B.200N,方向向右
C.150N,方向向右 D.50N,方向向左
【变式1-2】用300N的力竖直向上提起一个重为350N的箱子,没有提起,那么这个箱子受到合力是( )
A.0N B.50N 方向竖直向下
C.350N 方向竖直向下 D.650N 方向竖直向上
【变式1-3】物体受到同一直线上两个力的作用,它们的合力方向向东,大小为40N;已知其中一个力的大小为60N,方向向西,则另一个力的大小是_______N,方向是_______。
【基础强化】
1.暑假期间,小明帮助爸爸干农活(如图所示),爸爸用500N的力拉车,小明用200N的力推车,他们合力的大小是( )
A.500N B.700N C.300N D.200N
2.如图所示,跳伞运动员连同装置共重700N,他从飞机上跳下,伞未打开前,受到空气的阻力为50N,则下列说法正确的是( )
A.这两个力的合力的大小为750N,合力的方向是竖直向上
B.这两个力的合力的大小为750N,合力的方向是竖直向下
C.这两个力的合力的大小为650N,合力的方向是竖直向上
D.这两个力的合力的大小为650N,合力的方向是竖直向下
3.小君在课间活动时踢键子,若考虑空气阻力,则对键子受力分析正确的是( )
A.上升过程始终受到向上的力
B.最高点时不受到力
C.下落过程合力大于重力
D.上升过程合力大于下落过程合力
4.如图,一木块放置于水平桌面上,在F1、F2作用下处于静止状态。其中F1=10N,F2=2N,若撒去力F1,则木块在水平方向上受到的合力为( )
A.,水平向右 B.,水平向左
C.,水平向右 D.
【能力培优】
5.重为G的篮球被竖直向上抛出,篮球在空中上升的过程中,受到重力和空气阻力的合力F的大小
A.等于G B.等于零 C.大于G D.小于G
6.大小分别为5N和10N的两个力,同时作用在同一直线上,其合力的大小 ( )
A.只能是15N B.只能是5N
C.大于5N,小于5N D.可能是5N,也可能是15N
7.竖直向上抛出一个重50N的小球,小球在运动过程中受到的阻力的方向与小球的运动方向相反,阻力大小始终等于5N,则小球在上升和下降过程中受到的合力大小分别为( )
A.45N,45N B.55N,45N C.45N,55N D.55N,55N
8.如图甲,光滑水平面上A物体受到水平向右的推力F1=6N、拉力F2=8N作用;图乙B物体重50N,现用竖直向上F=50N的力拉,则A、B两物体受到的合力分别是( )
A.14N,100N B.14N,0N
C.2N,0N D.2N,100N
9.一个物体重100N,受到空气阻力大小为10N,则下列说法正确的是( )
①若物体竖直向上运动,合力大小为110N,方向竖直向下
②若物体竖直向上运动,合力大小为90N,方向竖直向下
③若物体竖直向下运动,合力大小为90N,方向竖直向下
④若物体竖直向下运动,合力大小为110N,方向竖直向下
A.①③ B.②④ C.①④ D.③②
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