8.4同一直线上二力的合成（课件）2024-2025学年人教版物理八年级下册

第4节 同一直线上二力的合成 第八章 运动和力 知识点 力的合成 知1－讲 感悟新知 1 1. 观察与分析 合力与分力 知1－讲 感悟新知 合力与分力的概念：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。另外那几个力叫作分力。 知1－讲 感悟新知 深度理解: 合力的概念是建立在“等效”的基础上，要判断一个力是不是几个力的合力，关键在于“一个力”和“几个力”的作用效果是否相同，而且那“几个力”必须是同时作用在同一个物体上的几个力。在对物体进行受力分析时：若考虑的是合力，那么就不用考虑分力；若考虑的是分力，那么就不用考虑合力。 知1－讲 感悟新知 2. 力的合成 在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成。 3. 合力与分力的理解 合力和所有的分力，是相互替代关系。分析物体受力情况时，可以认为物体受到合力F，也可以认为物体受到分力F1、F2 等，但不能认为物体同时受到合力F 和分力F1、F2 等。 感悟新知 知1－练 如图1 所示，两次都把弹簧一端从位置A 水平拉伸到B，则合力是______， 分力是______ 。 例 1 解析：力F 的作用效果与力F1、F2 共同作用的效果相同，所以F 叫作F1、F2 的合力，F1、F2 叫作分力。 F F1、F2 6 感悟新知 知1－练 1. 如图甲，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。此时拖拉机对汽车的拉力是同学们对汽车推力的______，其主要的依据是：作用在同一物体上，且_____________相同。 合力 力的作用效果 7 知识点 同一直线上二力的合成 知2－讲 感悟新知 2 实验：研究同一直线上二力的合成 实验思路 将一根橡皮筋的一端固定，另一端与小圆环相连，用两个弹簧测力计分别沿相同方向和相反方向拉橡皮筋，将小圆环拉至某一位置，记录F1、F2 的大小。然后用一个测力计拉橡皮筋至同样的位置，记录F3 的大小。比较F3与F1、F2 的大小关系。 知2－讲 感悟新知 实验过程 (1)如图2 甲，将一根橡皮筋的一端固定，另一端与小圆环相连，用两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后，沿同一水平方向拉橡皮筋，将小圆环拉至O 点，记录F1、F2的大小。 知2－讲 感悟新知 (2)用一个弹簧测力计拉橡皮筋，将小圆环拉至O 点，记录F3 的大小。 知2－讲 感悟新知 (3)改变F1、F2 的大小，重复(1)(2)操作，数据记录如表一。 表一 序号 拉力 F1/N 拉力 F2/N 拉力 F3/N 1 3.0 1.0 4.0 2 2.6 1.4 4.0 3 1.8 2.2 4.0 知2－讲 感悟新知 (4)如图2 乙，用两个弹簧测力计沿相反的方向水平拉橡皮筋，将小圆环拉至O′点，记录F1′、F2′的大小。 知2－讲 感悟新知 (5)用一个弹簧测力计拉橡皮筋，将小圆环拉至O′点，记录F3′的大小。 知2－讲 感悟新知 (6) 改变F1′、F2′的大小，重复(4)(5)操作，数据记录如表二。 表二 序号 拉力 F1′/N 拉力 F2′/N 拉力 F3′/N 4 3.5 1.5 2.0 5 3.0 1.0 2.0 6 2.8 1.8 2.0 知2－讲 感悟新知 实验结论 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F3=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F3′=F1′-F2′ 知2－讲 感悟新知 思想方法 等效替代法：由于所有分力合在一起的力产生的作用效果与所有分力共同产生的作用效果是相同的、等效的，因此可以用一个合力来代替那几个分力，这种研究问题的方法叫等效替代法。 感悟新知 知2－练 [上海普陀期末]甲、乙两组同学合作探究“同一直线上两个力的合力与两个力的大小关系”。他们将一根粗橡皮条的一端固定，另一端系两个细绳套［如图3(a)］。 例2 感悟新知 知2－练 接着用两个测力计钩住绳套，甲组同学沿同方向、乙组同学沿反方向拉橡皮条至O 点［如图3(b)、(c)］，记录F1、F2 的大小；然后用一个测力 计拉橡皮条也至O 点［如图3(d)］， 记录F 的大小；他们改变O点的 位置多次重复实验，记录的数 据如表一、表二所示。 感悟新知 知2－练 表一 表二 甲组 乙组 序号 F1/N F2/N F3/N 1 1.5 0.5 2.0 2 2.0 1.0 3.0 3 2.5 1.5 4.0 序号 F1/N F2/N F3/N 4 5.0 3.0 2.0 5 8.0 5.0 3.0 6 10.0 6.0 4.0 感悟新知 知2－练 解题秘方：处理表中的数据，分析归纳得出结论。 20 感悟新知 知2－练 (1)分析比较表一的数据及相关条件可初步得出：同一直线上方向相同的两个力，_____________________ 。 (2)分析比较表二的数据及相关条件可初步得出： ________________________________________________。 合力大小等于两力之和 同一直线上方向相反的两个力，合力大小等于两力之差 感悟新知 知2－练 (3)两组同学交流了表中数据后发现： 甲：同一直线上方向相同的两个力的合力大于其中较大 的力； 乙：同一直线上方向相反的两个力的合力小于其中较小 的力； 感悟新知 知2－练 ①就上述数据而言，以上发现______( 填“只有甲”“只有乙”“都”或“都不”)正确； 解析：分析表一数据可得；作用在同一直线上、方向相同的两个力的合力总大于两个力中较大的力，故甲结论正确；分析表二数据可得：作用在同一直线上、方向相反的两个力的合力总小于两个力中较小的力，故乙的结论正确；因此就上述数据而言，以上发现都正确。 都 感悟新知 知2－练 ②基于得出的初步结论进行推理得，其中一个发现不具普适性；请拟定一组F1、F2的值，以支持该推理：F1=______N，F2=______N。 解析：基于得出的初步结论进行推理，其中乙组的发现不具普适性，若F1=10.0 N ，F2=3.0 N ，则合力F=F1-F2=10.0 N-3 .0 N= 7 .0 N> F2，由此证明乙组的发现不具有普适性。。 10.0 3.0 感悟新知 知2－练 2. 小明在光滑的水平板上探究同一直线上二力合成的规律。如图甲所示的装置为探究过程的俯视图。实验时首先将皮筋的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。 25 感悟新知 知2－练 (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F 的作用效果与__________作用的效果相同。 (2)通过该实验可知F与F1、F2的大小关系是_________。(用字母表示) F1和F2共同 F＝F1＋F2 26 感悟新知 知2－练 (3)小凤做实验时，用第一个弹簧测力计钩住皮筋的A 端，第二个弹簧测力计钩住第一个弹簧测力计的挂环，如图乙所示。 27 感悟新知 知2－练 拉动第二个弹簧测力计，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。根据你的推断，F′=________N。 1.2 28 知识点 同一直线上二力合成的应用 知3－讲 感悟新知 3 1. 已知两个力的大小和方向，求合力的大小和方向。 2. 已知一个分力和合力的大小和方向，求另一个分力的大小和方向。 温馨提示 物体受到平衡力作用时，其合力为0。 感悟新知 知3－练 如图4 所示，物体A 放在光滑的水平桌面上，受到同一直线上的两个力的作用，其中F1=16 N，F2=20 N，则物体在水平方向上受到的合力大小为______N，方向为________ 。 例 3 4 水平向右 30 感悟新知 知3－练 解题秘方：利用同一直线上方向相反的二力合成规律直接求解。 解析：F1 和F2 两个力的合力F合=F2-F1=20 N-16 N= 4 N ，合力的方向与较大力的方向相同，即方向为水平向右。 31 感悟新知 知3－练 3. 一个物体受到同一直线上的F1 和F2 两个力的作用，若F1=6 N，方向水平向右，它们的合力F=15 N，方向水平向右，则F2 的大小为______N，方向_________ 。 9 水平向右 32 同一直线上二力的合成 概念 力的合成 合力 分力 求合力 同一直线上同向的两个力的合成 同一直线上反向的两个力的合成 33 $$