内容正文:
第八章 运动和力
第4节 同一直线上二力的合成
知识梳理 导学园地
1.力的合成:如果一个力 作用的效果与几个力 作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力。在物理学中,求几个力 的过程叫作力的合成。
2.同一直线上二力的合成Ⅰ
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 ,合力的方向与这两个力的方向 ;如果方向相反,合力的大小等于这两个力的大小之 ,合力的方向与 的力方向一致。
Ⅰ.合力与物体运动状态的关系:当合力方向与运动方向相同时,物体做加速运动;当合力方向与物体运动方向相反时,物体做减速运动。
单独
共同
合力
和
相同
差
较大
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知识点一:研究同一直线上二力的合成
1.(核心素养·科学探究)某同学在研究同一直线上二力的合成实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上,每次实验时,他们都将弹簧由A位置拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图(a)(b)(c)所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)在(a)(b)和(c)三次实验中,都将弹簧拉伸到B位置,
目的是使每次实验中力产生的 相同。
(2)分析比较图(a)与(b)中拉力的方向及弹簧测力计的示
数,可得出的结论是在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小 (用公式表示)。
(3)分析比较图中(a)与(c)拉力的方向及弹簧测力计的示数,可得出的结论是在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小 (用公式表示),合力的方向与 (选填“F3”或“F4”)的方向相同。
效果
F=F1+F2
F=F3-F4
F3
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名师点睛
(1)同一直线上二力的合力方向总与较大的力的方向一致。
(2)合力的大小不一定比分力大,也可能小于其中任何一个分力。
知识点二:同一直线上二力的合成
2.暑假期间,小明帮助爸爸干农活(如图所示),爸爸用500 N的力拉车,小明用200 N的力推车,他们合力的大小是( )
A.500 N B.700 N
C.300 N D.200 N
B
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3.质量为150 g的苹果从树上下落,若苹果在空气中所受阻力为0.5 N,则苹果在竖直下落的过程中受到的合力的大小和方向正确的是(g取10 N/kg)( )
A.大小为2 N,方向竖直向下
B.大小为2 N,方向竖直向上
C.大小为1 N,方向竖直向下
D.大小为1 N,方向竖直向上
名师点睛
作用在同一直线上二力的合成,方向相同时,合力F合=F1+F2;方向相反时,合力F合=|F2-F1|。
C
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知识点三:合力与物体运动状态的关系
4.如图所示,嫦娥六号着陆器向下喷气获得反推力,以较小速度向月背匀速降落。当着陆器匀速降落时,重力与反推力的说法正确的是( )
A.施力物体相同
B.是一对相互作用力
C.其合力向下
D.其合力大小等于零
D
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5.如图所示,轻质弹簧竖直立在水平地面上,一个铁球从其正上方自由下落,铁球从接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中,速度为v,所受的合力为F(空气对铁球的力忽略不计),运动的时间为t,下列v-t、F-t的关系图像可能正确的是( )
名师点睛
物体受到的合力为零时,物体处于静止或做匀速直线运动;合力和运动方向相同时,物体做加速运动;合力与运动方向相反时,物体做减速运动。
A
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—— 基础巩固练 ——
1.如图所示,作用在小车上沿同一直线的两个力F1和F2,F1=120 N,F2=50 N,则它们的合力为( )
A.170 N,方向与F1相同 B.170 N,方向与F2相同
C.70 N,方向与F1相同 D.70 N,方向与F2相同
2.小华用60 N的力沿竖直方向提起一袋重为50 N的米,则米袋受到的合力( )
A.大小为10 N,方向竖直向上
B.大小为10 N,方向竖直向下
C.大小为110 N,方向竖直向上
D.大小为110 N,方向竖直向下
C
A
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3.F1和F2是同一直线上的两个力,它们的合力大小为10 N,方向向左。若F1的大小为15 N,下列说法正确的是( )
A.F2的大小可能是13 N
B.F2的大小一定是25 N
C.F2的方向一定向右
D.F2的方向可能向左,也可能向右
4.图为体育测试中排球离开手后上升的运动轨迹,D点为上升的最高点。下列说法正确的是( )
A.上升过程中合力方向向上
B.排球上升到C点时,若受到的力都消失,它将静止
C.排球上升到D点时处于平衡态
D.上升过程中所受合力大于下落过程中所受合力
D
D
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5.无风天气下,雨滴从高空自由竖直下落时,所受空气阻力f随下落速度的增大而增大,在接近地面时雨滴开始做匀速直线运动。则在下落过程中,雨滴所受重力G和空气阻力f的合力大小( )
A.始终不变 B.始终变小
C.先变小后变大 D.先变小后不变
6.一个物体同时受到作用在同一直线上的两个力,两个力的大小分别是20 N和16 N,则物体受到的合力大小( )
A.一定是4 N B.一定是36 N
C.可能是4 N D.可能大于36 N
D
C
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7.用500 N竖直向上的拉力去提放在水平面上重600 N的物体,物体受到的合力大小为 N,当竖直向上的拉力增加到800 N时,该物体 (选填“能”或“不能”)被提起。
8.某科学家放飞的探空气球下吊着一些科学仪器,在空中竖直向上加速运动过程中,气球受到的合力 (选填“向上”“向下”或“为零”);突然仪器上的一个零件因松动而掉落,零件开始时将先会向 (选填“上”或“下”)运动一段距离。
0
能
向上
上
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—— 素养提升练 ——
9.如图所示,物体M向左运动压缩弹簧,它在图中位置时,受到的摩擦力f=0.5 N,弹簧的弹力F=2 N,支持力F支=5 N,重力G=5 N。则在水平方向上,物体M受到的合力( )
A.大小等于1.5 N,方向水平向左
B.大小等于2.5 N,方向水平向右
C.大小等于12.5 N,方向水平向右
D.大小等于7.5 N,方向水平向左
B
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10.如图所示,一根弹簧的左端固定,右端连接一个小球,把它们套在粗糙的水平杆上,将弹簧压缩后由静止释放。a点是压缩弹簧后小球由静止释放的位置,b点是弹簧恢复原长时小球的位置,c点是小球到达最右端的位置。则小球从a点运动到c点的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球从a点到b点,合力先减小后增大
B.小球在b点速度最大
C.小球从b点到c点做减速直线运动,合力逐渐减小
D.小球在c点时速度为零,处于平衡状态
A
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11.李老师利用橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子和同学们一起探究同一直线上二力的合成,实验装置如图所示。
(1)该实验应用了力能使物体 的原理,图中AE表示橡皮筋 的长度,EE‘表示橡皮筋 的长度。
(2)通过比较 和 (均选填“甲”“乙”或“丙”)两种情况,可知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 ,方向跟这两个力的方向相同。
(3)通过比较 和 (均选填“甲”“乙”或“丙”)两种情况,可知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 ,方向跟较大的那个力的方向相同。
发生形变
原来
伸长
甲
丙
之和
乙
丙
之差
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