8.4同一直线上二力的合成-2024-2025学年人教版八年级物理下册

初中物理鹿老师 第4节 同一直线上二力的合成 第八章 运动和力 初中物理鹿老师 学习目标 1.认识力的合成，知道合力与分力都是从力的作用效果来定义的。 2.通过实验探究认识同一直线上二力的合成情况。 3.理解合力的概念。 4.掌握同一直线上同方向与反方向上力的合成规律。 5.能根据力的合成方法分析并解决物体同一直线受二力作用的问题。 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 生活中的物体往往同时受到多个力的作用。怎样分析这样的力学问题呢？你认为能用一个力代替几个力同时作用的效果吗？ F1 F2 F 等效替代法 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 两个小孩的拉力与一个大人的拉力对水桶的作用效果是相同的。 F1 F2 F F F1 F2 F3 F4 拖拉机的拉力与同学们的拉力对汽车的作用效果是相同的。 大量船帆的力与发动机的力对航船的作用效果是相同的。 F1 F2 F3 F4 F 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 F1 F2 F F F1 F2 F3 F4 1.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，这个力就叫做那几个力的合力。组成合力的每一个力叫作分力。 2.在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成。 力的合成 F1 F2 F3 F4 F 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 力的合成 1.唯一性：力的合成是唯一的； 2.同一性：只有同一物体所受的力才可以合成； 3.同时性：几个分力必须是同时作用在同一个物体上。 4.不共存性：对物体进行受力分析时，考虑了合力，就不能再考虑分力，考虑了分力，就不能再考虑合力。 5.等效性：分力与合力从实质上讲，是力在作用效果方面的一种等效替代关系，即合力的实质为分力的“等效力”。 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 在搬运货物的时候，两个人同时对车施加沿水平方向的拉力F1和推力F2。此时，怎样计算拉力F1和推力F2的合力大小呢？又该怎样确定合力的方向呢？ 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 实验：研究同一直线上二力的合成 探究1：沿同一直线，且方向相同的二力的合成 1.如图所示，将橡皮筋一端固定，另一端与小圆环相连。把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后，沿水平方向向右拉橡皮筋，将小圆环拉至O点，标记下此时小圆环的位置，并记录两个弹簧测力计的示数F1、F2。 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 实验：研究同一直线上二力的合成 探究1：沿同一直线，且方向相同的二力的合成 2.只用一个弹簧测力计拉橡皮筋，将小圆环再次拉到O点，记下弹簧测力计的示数F合。 项目 F1/N F2/N F合/N 大小 方向 0.8 0.4 1.2 向右 向右 向右 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 实验：研究同一直线上二力的合成 探究1：沿同一直线，且方向相同的二力的合成 3.改变F1、F2的大小，多做几次实验。将F合与F1、F2的示数进行比较，并分析F合与F1、F2方向的关系。 项目 F1/N F2/N F合/N 大小 方向 1 1.5 2.5 向右 向右 向右 项目 F1/N F2/N F合/N 大小 方向 0.5 2.5 3 向右 向右 向右 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 实验：研究同一直线上二力的合成 探究1：沿同一直线，且方向相同的二力的合成 项目 F1/N F2/N F合/N 大小 方向 1 1.5 2.5 向右 向右 向右 项目 F1/N F2/N F合/N 大小 方向 0.5 2.5 3 向右 向右 向右 项目 F1/N F2/N F合/N 大小 方向 0.8 0.4 1.2 向右 向右 向右 大量实验研究表明：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。 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 实验：研究同一直线上二力的合成 探究2：沿同一直线，且方向相反的二力的合成 1.如图所示，用两个弹簧测力计沿相反的方向水平拉橡皮筋，标记下此时小圆环的位置O’，并记下两个弹簧测力计的示数F1’、F2’。 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 实验：研究同一直线上二力的合成 探究2：沿同一直线，且方向相反的二力的合成 2.再用一个弹簧测力计将小圆环拉到O’点，记下弹簧测力计的示数F合’。 项目 F1’/N F2’/N F合’/N 大小 方向 1.5 0.4 1.1 向右 向左 向右 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 实验：研究同一直线上二力的合成 探究2：沿同一直线，且方向相反的二力的合成 3.改变F1’、F2’的大小，多做几次实验。将F合’与F1’、F2’的示数进行比较，并分析F合’与F1’、F2’方向的关系。 项目 F1’/N F2’/N F合’/N 大小 方向 2.5 1 1.5 向右 向左 向右 项目 F1’/N F2’/N F合’/N 大小 方向 3 1 2 向右 向左 向右 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 实验：研究同一直线上二力的合成 探究2：沿同一直线，且方向相反的二力的合成 项目 F1/N F2/N F合/N 大小 方向 2.5 1 1.5 向右 向左 向右 项目 F1/N F2/N F合/N 大小 方向 3 1 2 向右 向左 向右 项目 F1/N F2/N F合/N 大小 方向 1.5 0.4 1.1 向右 向左 向右 大量实验研究表明：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方向一致。 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 实验：研究同一直线上二力的合成 大量实验研究表明：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；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方向一致。 同向相加 反向相减 方向跟着大的走 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 在搬运货物的时候，两个人同时对车施加沿水平方向的拉力F1和推力F2。此时，怎样计算拉力F1和推力F2的合力大小呢？又该怎样确定合力的方向呢？ 同一直线上的两个力，且方向相同 合力的大小等于这两个力的大小之和，即F=F1+F2 合力的方向与这两个力的方向相同，即方向向右。 同一直线上二力的合成 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 F牵 F阻 F牵=F阻 匀速直线运动 F牵>F阻 加速直线运动 F牵<F阻 减速直线运动 同一直线上二力的合成 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 某同学联系排球垫球时，排球离开胳膊后竖直上升，到达最高点后竖直下落。已知排球所受的重力约为2.7N，排球所受的空气阻力与速度的大小有关，方向与运动方向相反。若排球在竖直上升过程的某时刻所受空气阻力的大小约为0.5N，试计算排球此时所受合力的大小，并说明合力的方向。若在竖直下落过程的某时刻所受空气阻力的大小也约为0.5N，则此时所受合力的大小和方向又是怎样的？ 同一直线上二力的合成 若排球在竖直上升过程的某时刻所受空气阻力的大小约为0.5N，试计算排球此时所受合力的大小，并说明合力的方向。 当排球竖直上升时，受到的重力和空气阻力方向均竖直向下。 即F合=G+F阻=2.7N+0.5N=3.2N，方向竖直向下。 G F阻 8.4 初中物理鹿老师 同一直线上二力的合成 某同学联系排球垫球时，排球离开胳膊后竖直上升，到达最高点后竖直下落。已知排球所受的重力约为2.7N，排球所受的空气阻力与速度的大小有关，方向与运动方向相反。若排球在竖直上升过程的某时刻所受空气阻力的大小约为0.5N，试计算排球此时所受合力的大小，并说明合力的方向。若在竖直下落过程的某时刻所受空气阻力的大小也约为0.5N，则此时所受合力的大小和方向又是怎样的？ 同一直线上二力的合成 当排球竖直下落时，受到的重力竖直向下，空气阻力竖直向上，这两个力的方向相反。 即F合=G-F阻=2.7N-0.5N=2.2N，方向竖直向下。 若在竖直下落过程的某时刻所受空气阻力的大小也约为0.5N，则此时所受合力的大小和方向又是怎样的？ F阻 G 乙 初中物理鹿老师 课后练习 1.不同型号的帆船配有不同数量的船帆，对动力需求越大的帆船需要越多的船帆。请解释为什么动力需求越大的帆船需要的船帆越多。 帆船的动力来源主要依靠风力，风力的大小直接影响帆船的推进力。这些船帆所受的力的方向相同，帆船所受合力的大小等于各个船帆所受风力的和。所以动力需求越大的帆船，需要更多的船帆。 8.4 同一直线上二力的合成 初中物理鹿老师 课后练习 2.在研究同一直线上方向相同的两个力的合成的实验中，两次将小圆环拉至同一位置O点的目的是什么？ 实验中我们会发现，两个弹簧测力计并排拉圆环时，很难严格做到让力F1和力F2在同一直线上。这两个力之间会有一定的夹角，你是通过什么方法减小这个夹角的？ 1.两次将小圆环拉至同一位置O点的目的是使一个力单独作用的效果与两个力共同作用的效果相同。 2.为减小两力的夹角，可使连接小圆环与弹簧测力计的两端细线的长度相差大一些，这样实验时两个弹簧测力计相距较远，便于使F1和F2共线。 8.4 同一直线上二力的合成 初中物理鹿老师 课后练习 3.甲、乙两人用一条绳子向同一方向拉一条船，甲用力300N，乙用力170N，船受到的拉力是多少？ 由题可知，甲、乙两人施加的力在同一直线上，且方向相同，因此，船受到的拉力F=F甲+F乙=300N+170N=470N。 8.4 同一直线上二力的合成 初中物理鹿老师 课后练习 4.甲、乙两人推一张桌子，甲用30N的力向右推，乙用50N的力向左推，两个力沿同一直线。桌子受到两人的合力是多少？方向如何？ 由题可知，甲、乙两人施加的力在同一直线上，且方向相反，因此，桌子受到的合力F=F乙-F甲=50N-30N=20N。 其中乙用的向左的力更大，所以桌子受到的合力向左。 8.4 同一直线上二力的合成 初中物理鹿老师 课后练习 5.一个力F1的大小为5N，另一个力F2的大小为3N，他们都沿东西方向，向东还是向西并不确定。它们的合力F的大小和方向有哪几种可能？请列举各种可能情况，并说出每种情况下合力的大小和方向。 ①F1向东，F2向东，两个力作用在同一直线上，且方向相同 则F=F1+F2=5N+3N=8N，合力方向向东。 ②F1向东，F2向西，两个力作用在同一直线上，且方向相反，F1>F2 则F=F1-F2=5N-3N=2N，合力方向与F1方向相同，即合力方向向东。 ③F1向西，F2向西，两个力作用在同一直线上，且方向相同 则F=F1+F2=5N+3N=8N，合力方向向西。 ④F1向西，F2向东，两个力作用在同一直线上，且方向相反，F1>F2 则F=F1-F2=5N-3N=2N，合力方向与F1方向相同，即合力方向向西。 8.4 同一直线上二力的合成 初中物理鹿老师 课堂小结 力的合成 ①合力：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，这个力就叫做那几个力的合力。组成合力的每一个力叫作分力。 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。 同一直线上二力的合成 同一直线上二力的合成 8.4 同一直线上二力的合成 实验方法 方向相同 方向相反 等效替代法 大小：F=F1+F2 方向：与两个力的方向相同 大小：F=F1-F2（F1>F2） 方向：与较大的力方向相同 同向相加 反向相减 方向跟着大的走 初中物理鹿老师 谢 谢 $$