8.4同一直线上二力的合成 讲义 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第八章 运动和力 8.4 同一直线上二力的合成 ★学习目标 1、理解合力的概念。 2、掌握同一直线上二力的合成方法。 3、能够运用同一直线上二力的合成方法计算合力的大小和方向。 一、力的合成 两个小孩抬起一桶水和一个大人抬起一桶水，从改变物体运动状态的角度看是等效的！ 1.合力： 如果一个力产生的效果跟两个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那两个力的合力。 2.力的合成：根据已知几个力的大小和方向，求合力的大小和方向 【特别提醒：】 （1）“几个力”必须在同一个物体上同时作用； （2）力的效果必须对同一个物体而言； （3）合力的实质是“等效力”，一个力和几个力等效。 二、同一直线上二力的合成 涉及到两种情况：两个力方向相同，两个力方向相反 1．合力的计算： （1）同一直线，方向相同： F的作用效果与F1、F2的作用效果相同，F与F1、F2的方向相同F1、F2的合力为F=F1+F2 （2）同一直线，方向相反： F的作用效果与F1、F2的作用效果相同，F与F2的方向相同。 F1、F2的合力为F=F2-F1 2．力的合成应用： （1）二力平衡时，合力F合为0。若拉力F牵等于阻力F阻，木块维持匀速直线运动。 （2）二力不平衡，合力 F合≠ 0，方向与前进方向相反。 若F牵＜ F阻，则木块将逐渐慢下来。 特别提醒： （1）只有同一物体所受的力才可合成。 （2）不同性质的力也可以合成。 （3）研究方法：在物理问题研究中，为简化问题，常用一个物理量（如合力）替代其他所有相关物理量，保持物理效果不变，此方法称为等效替代法。物体受多个力作用时，其效果等同于单一力的作用，因此研究力时，可相互替代力群或单一力，以保持效果一致性。 三、同一直线上二力的合成 实验：同一直线上二力的合成 提出问题:当两个力沿同一直线作用在同一物体上时，怎样求合力呢 猜想与假设:合力可能等于两个分力之和，也可能等于两个分力之差 设计实验与制定计划: 按如图所示进行实验，实验过程中保证各力在同一直线上，且橡皮筋要拉到同样的长度，保证拉力F 的作用效果跟拉和共同作用的效果相同，力F才是和的合力 （原长：；伸长量：；每个砝码都是0.1kg；g取10n/kg ） 伸长量都相等，表明绳子受到的拉力相同 进行实验与收集证据: 同向 大小： 大小： 大小： 方向： 方向： 方向： 反向 大小： 大小： 大小： 方向： 方向： 方向： 分析与论证:（1）同一直线上的两个力，如果方向相同，合力的大小等于这两个力的大小之和，合力的方向与这两个力的方向相同； （2）同一直线上的两个力，如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小之差，合力的方向与较大的力的方向一致。 实验方法：等效替代法。 等效替代是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理问题。如：用合力替代各个分力，这就是等效替代法。（平面镜成像） ◎物体所受合力与运动状态间的关系： （1）静止在水平桌面上的物体： 如图甲所示，花瓶在竖直方向上受到的力有重力G与桌面支持力F，因为这两个力是一对平衡力，大小相等，所以这两个力的合力是F合=G-F=0。结论：静止的物体，所受的合力为0。 甲 乙 丙 （2）匀速运动的物体： 如图乙所示，匀速下落的跳伞运动员在竖直方向上受到的力有重力G与空气的阻力f，这两个力是一对平衡力，大小相等，这两个力的合力是F合=G-f=0。结论：匀速运动的物体，所受的合力为0。 （3）分析水平面上运动的物体。如图丙所示，水平面上运动的小汽车。 ①若牵引力等于阻力，则合力为0，二力平衡，小车向左做匀速直线运动； ②若牵引力大于阻力，则合力不为0，方向与小车运动方向相同，小车向左做加速直线运动； ③若牵引力小于阻力，则合力不为0，方向与小车运动方向相反，小车向左做减速直线运动。 【课堂练习】 1.下列四个现象中，一个力作用的效果与另外几个力同时作用的效果不等效的是（　　） A．一只甲壳虫和一群蚂蚁匀速移动同一片树叶的力 B．一个同学和两个同学匀速地将同一桶水从地面搬到桌子上的力 C．一头牛将一辆轿车和一群人将一辆卡车从泥沼中拉出来的力 D．两个人坐在一艘小船上，只有其中一个人划和两个人划，使船匀速运动的力 2.如图所示，物体A放在水平桌面上，在水平方向受到同一直线上的两个力F1和F2的作用，F1=16N，F2=20N，物体在水平方向受到的合力为（　　） A．4N，方向水平向左 B．36N，方向水平向左 C．4N，方向水平向右 D．36N，方向水平向右 3.F1和F2是作用在同一物体上的两个力，且作用在同一水平直线上。若其中F1=6 N，方向是水平向右，且这两个力的合力为16 N。关于F2的大小和方向，下列说法中正确的是(　　) A．一定是10 N，且方向水平向右 B．一定是22 N，且方向水平向左 C．可能是10 N，且方向水平向左 D．可能是22 N，且方向水平向左 4.关于作用在某个物体上同一直线上两个力的合成，下列说法中正确的是（　　） A．这两个力的合力有可能为零 B．这两个的合力，不可能大于其中任何一个力 C．这两个力的合力，一定大于其中任何一个力 D．求这两个力的合力大小，就是把两个力大小相加 【基础知识•过关检测】 1.如图甲所示，物体放在粗糙程度相同的水平桌面上，在水平拉力F的作用下，运动的v-t关系图象如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．4∼8s内，物体的速度大小保持不变 B．4∼8s内，物体运动的距离为0.6m C．4∼8s内，物体受到的拉力与摩擦力是一对平衡力 D．8∼12s内，物体运动的距离为2.4m 2．被抛出的苹果竖直向上运动的过程中，它所受的重力为G，所受的空气阻力为f。F为G和f的合力，以下说法正确的是（　　） A．F方向竖直向下，且大于G B．F方向竖直向上，且大于G C．F方向竖直向下，且小于G D．F方向竖直向上，且小于G 3.用弹簧测力计分别拉着甲、乙两物体竖直向上运动，两次运动的路程随时间变化的图象如图所示，已知甲的重力大于乙的重力。则下列说法中正确的是（　　） A．甲的速度小于乙的速度 B．弹簧测力计对甲的拉力等于弹簧测力计对乙的拉力 C．两物体能够向上运动，是由于所受合力的方向向上 D．甲乙两物体所受的合力均为零 4．重100N的物体放在水平地面上，用70N的力竖直向上提，则下列说法正确的是（　　） A．支持力和重力的合力为30N，方向竖直向上 B．物体受到的合力为30N，方向竖直向下 C．支持力和拉力的合力为100N，方向竖直向上 D．重力和拉力的合力与支持力方向相同 5．注意观察就会发现很多现象都有其物理解释，关于运动会的活动，有关说法正确的是（） A．拉住单杠静止时，人对单杠的拉力大小等于人的重力大小 B．百米冲刺中人冲过终点时不能立即停下来，是由于受惯性力作用 C．排球比赛发球时，球在最高点时受到的合力为零 D．掷实心球若球在最高点时所受外力全部消失，球将竖直下落 6．下列关于同一直线上两个力与它的合力大小的说法中，正确的是（　　） A．两个力的合力可能小于两力之差 B．两个力的合力一定大于其中任何一个力 C．两个力的合力可能大于两力之和 D．两个力的合力可能小于其中任何一个力 7.如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到水平向右的拉力F 的作用，F 的大小与时间t 的关系如图乙所示，物体运动速度 v 与时间t 的关系如图丙所示，由图象可知，当 t=1.5s 时，物体受到摩擦力为________N；当t=4.8s 时，物体受到的摩擦力为_________N。 8.竖直向上抛出一重力为6.3N的篮球，篮球在上升和下降过程中受到空气的阻力都是1N，小球在下降时合力的方向为________，上升时受到的合力的大小为________。 9.小明家有一个锻炼臂力的拉力器，由四根相同的拉簧并列组成。已知只用两根拉簧时，小明可用220N的力将其拉至臂长。若使用三根拉簧，小明要想将其拉至臂长，需用的最小拉力是_______N。 10.一辆质量为1500kg的汽车在平直的高速公路上匀速直线行驶，汽车所受的摩擦阻力是汽车重力的 ，且轮胎与地面的粗糙程度不变。则：（不计空气阻力，g取10N/kg）． (1)求汽车受到的重力G； (2)求汽车受到的牵引力F； (3)若行驶过程的某个时间段内，汽车受到的牵引力恒为5000N，求这段时间内汽车受到的合力大小，并判断方向： (4)当汽车快要行驶到休息区时，该汽车减速行驶，求此时汽车受到的摩擦阻力的大小。 11.如图质量为20千克的物体在水平向右拉力 的作用下，在水平地面上做匀速直线运动。若物体受到的滑动摩擦力f大小为重力的0.2倍，g取 求： (1)把该物体带到月球上的它的质量______kg； (2)物体受到的重力G； (3)物体受到的拉力 ； (4)当水平向右的拉力 大小变为50牛时，物体受到合力F的大小及合力的方向。 学科网（北京）股份有限公司 $$