内容正文:
第二节 力的合成
学习目标
1.知道合力与分力;了解同一直线上二力的合成;能用力的合成解释日常生活中简单的问题。(物理观念)
2.了解等效替代的科学方法,认识到等效替代思想对研究物理的重要性。(科学思维)
3.通过同一直线上二力合成的探究实验,体验从图标数据的分析中获得结论的过程;能在与同学的交流讨论中发现新的问题。(科学探究)
重点难点
重点:通过实验探究,认识同一直线上二力合成情况
难点:了解等效替代法及其在物理学习中的作用
导学过程
自主学习1
生活中与力合成相关的现象
阅读课本P166-167“生活中与力合成相关的现象”部分。然后完成以下任务:
1.观察图7-13“蚂蚁的合力”,从力的角度分析他们有什么相同和不同?
答:不同点: 一群小黑蚁产生多个力作用于一片树叶,一只甲壳虫只产生一个力作用于一片树叶 。
相同点: 都能搬动树叶(对一片树叶的作用效果是一样的) 。
2.观察图7-14“帆的合力”,从力的角度分析他们有什么相同和不同?
答:不同点: 众多船帆产生多个力作用于航船,一台发动机只产生一个力作用于航船 。
相同点: 都能驱动航船(对航船的作用效果是一样的) 。
3.以上这些事例说明一个力产生的作用的效果与两个(多个)力共同作用而产生的效果相同,那么这个力就叫做那几个力的 合力 ,组成合力的每一个力叫 分力 。
合作探究1
1.可见,合力和分力是相对概念,单独说无意义,合力与分力成立的前提是效果相同,这种研究物理的方法叫 等效代替 法。
2.请再举一个实例,并尝试利用合力与分力的知识解释。
答: 。
3.对点训练:如图甲所示,用一台拖拉机将陷入泥潭的汽车拉了出来;如图乙所示,一群小同学齐心协力也可以把汽车从泥潭中推出,此时我们说拖拉机对汽车的拉力是同学们对汽车推力 合力 的,其主要的依据是 同学们对汽车施加的推力的作用效果与拖拉机对汽车的拉力的作用效果相同 。
自主学习2
同一直线上的二力合成
阅读课本P167-168“同一直线上的二力合成”部分。
求合力的过程叫力的合成。求 同一直线上的两个分力 的合力就叫同一直线上的二力合成。
合作探究2
探究同一直线上的二力合成
1.设计实验方案。
先观察老师先用演示器材展示,然后交流讨论以下问题:
(1)对于弹簧(或橡皮筋),有力作用之后会产生什么效果?
答: 长度被拉长 。
(2)如何知道不同过程中力的作用效果相同?
答: 弹簧(或橡皮筋)被拉伸的长度相同 。
(3)如何知道作用在弹簧或橡皮筋上的力的大小?用弹簧测力计测量合适吗?课本上用的什么方法?
答: 用弹簧测力计不容易控制力的大小,不合适;课本上用加挂钩码,用勾码的重力通过定滑轮变为水平拉力作为分力,这样便于控制力的大小 。
2.结合课本,在老师指导下,通组成员一起确定实验方案:
(1)实验器材:橡皮筋、细绳、滑轮、钩码。
(2)实验步骤:(参考课本“做中学”部分,可以让学生复述)
①用方向相同的两个力F1、F2将原长为AE的的橡皮筋拉长之AE´。
②用方向相反的两个力F1、F2将原长为AE的的橡皮筋拉长之AE´。
③用一个力F将原长为AE的的橡皮筋拉长之AE´。
(3)设计记录实验数据表格:
实验
项目
F1
F2
F
F1与F2同向
大小
方向
F1与F2反向
大小
方向
3.学生分小组利用提供器材动手探究。
4.分析与论证:
(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。F合= 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。F合= F1–F2
5.交流讨论课本P169“物理聊吧”中的问题。
答: 众多人同时、同向用力,增大合力;物体所受合力为零时,与不受力相同 。
6.回扣引入环节问题,尝试解释问题。
答: 若作用在物体上的几个力,方向相同,则合力大于任何一个分离,若方向不同甚至相反,则合力有可能变小 。
7.对点训练:
(1)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,则这两个力的合力的大小和方向分别为( B )
A.650N竖直向上 B.650N竖直向下
C.750N竖直向上 D.750N竖直向下
(2)亮亮帮助爸爸干农活(如图所示),爸爸用600N的水平拉力拉车,亮亮用200N的水平力推车,他们合力的大小是 800 N。
自我评价
1.如图是小君同学在大课间活动时踢毽子的情景,毽子在运动过程中受到重力和空气阻力,以下对毽子上下飞舞时所受合力的分析正确的是 ( D )
A.上升过程合力方向向上 B.最高点时合力为零
C.最高点时合力最小 D.上升过程合力大于下落过程合力
2.甲、乙、丙、丁四个木块的质量均为2kg,分别置于相同的水平桌面上,并对木块施以两个方向相反的水平力,则此时木块所受合力大小可能为1N的是( )
A. B.
C. D.
3.作用在同一物体上的两个力,这两个力作用在同一直线上,其中一个力大小为60N,方向向左,合力的大小是20N,方向向右,则另一个力( A )
A.大小是80N,方向向右 B.大小是40N,方向向左
C.合力大小是1000N,方向向上 D.合力大小是200N,方向向上
4.一个物体重为100N,在竖直方向运动时受到的空气阻力恒为20N。若该物体只受到重力和空气阻力,且物体所受重力和空气阻力在同一直线上,则物体所受的合力( D )
A.一定为120N B.一定为80N
C.可能为100N或20N D.可能为120N或80N
5.一个在空中运动的小球,所受的重力为7N,若考虑空气阻力,其大小始终为3N,当小球竖直向上运动时,所受的合力为 10N ;当小球竖直向下运动时,所受的合力为 4N 。
6.小明利用如图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时,首先将弹簧的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、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弹簧时,仍要将弹簧A端拉伸到O点再读数,这样做的目的是使两次实验 作用效果 相同。
(2)通过该实验可知F与、的大小关系是 F=F1+F2 。(用字母表示)
7.(选择)如图甲,小车在水平方向受到两个拉力和的作用。拉力和的大小随时间变化的图像如乙和丙,小车的运动状态随时间变化的图像如图丁,根据图像,下列分析正确的是( B )
A.时,小车受到的合力为1N
B.时,小车受到的摩擦力大小为1.5N,摩擦力方向水平向右
C.在4s到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将做匀速直线运动
D.时和时,小车受到的摩擦力方向相反
我的收获
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