第4节 同一直线上二力的合成（教学课件）（含交互动画）物理新教材人教版八年级下册

该初中物理课件聚焦“同一直线上二力的合成”，核心内容包括合力与分力的等效替代关系及合成规则。课堂导入通过“大人与两小孩提水桶效果相同”的实例，搭建从生活现象到物理概念的学习支架，衔接合力定义与合成规律的探究。 其亮点在于以科学探究为主线，通过橡皮筋拉伸实验（用弹簧测力计、刻度尺等器材）引导学生自主建构合成规则，体现科学思维中的模型建构与科学推理。结合提水桶、拉船等实例设计例题与练习，强化物理观念的形成。学生能提升探究能力，教师可高效落实教学重难点。

第八章 运动和力 第4节 同一直线上二力的合成 物理八年级下册 •人教版 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 通过具体实例，理解合力的概念，知道合力与分力的等效替代关系。能根据同一直线上二力合成的规则，计算合力的大小并判断其方向，初步形成用“合力”描述物体受多个力作用的物理观念。 02 科学思维 经历“探究同一直线上二力合成规律”的实验过程，体会“等效替代”的研究方法。能通过实验数据分析，归纳出同向和反向两种情况下合力与分力的定量关系，并进行简单的演绎推理。 03 科学探究 能基于“等效替代”思想设计实验方案，探究合力与分力的关系；能正确操作实验器材，收集有效数据；能通过分析比较数据，得出初步结论。 04 科学态度与责任 在探究活动中感受合作交流的重要性，养成严谨求实的科学态度。通过分析实际问题（如多人拉船、拔河），体会物理规律在解决实际问题中的应用，增强学习物理的兴趣。 教学重难点 教学难点 教学重点 1、合力的概念； 2、同一直线上二力合成的规则。 1、 “等效替代”思想的理解； 2、合力概念的建立； 3、合力方向与分力方向关系的判断（尤其是方向相反时）。 知识点1 力的合成 课堂引入 思考： 如图所示这两种情况，水桶的运动状态（静止）相同。从力的作用效果看，大人施加的力与两个小孩施加的力，效果上有什么关系？” 知识点1：力的合成 思考： 再观察下图回答：如果一个力产生的作用效果，跟几个力共同作用产生的效果相同，物理学中如何定义这个力？那几个力又叫什么？” 两人合力推车 两头驴同拉一个车 知识点1：力的合成 阅读教材，明确“合力”与“分力”的定义。 阅读： 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做分力。 在物理学中，求几个力合成的过程叫力的合成。 知识点1：力的合成 对“合力”与“分力”的理解。 思考： 一个力作用在物体上 几个力作用在同一物体上 效果相同 合力 分力 等效替代法 力的合成 知识点1：力的合成 对“合力”与“分力”的理解，合力是真实存在的力吗？…… 思考： ①“几个力”必须是同时作用在同一个物体上的力。 ②合力并不是物体受到的又一个力。 ③合力的实质是“等效力”。 分力与合力从物理实质上讲是在力的作用效果方面的一种等效替代关系，而不是物体的重复受力。 知识点1：力的合成 探究新知 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的 ，其主要的依据是 。 例题1： 【答案】 合力 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 【详解】[1]因为拖拉机对汽车的拉力的作用效果和同学们对汽车推力的作用效果相同，所以我们说拖拉机对汽车的拉力是同学们对汽车推力的合力。[2]当一个力的作用效果与其他几个力的作用效果相同时，这个力就被称为是其他几个力的合力，此时我们说拖拉机对汽车的拉力是同学们对汽车推力的合力，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。 知识点2 同一直线上二力的合成 知识点2：同一直线上二力的合成 该如何进行力的合成呢？ 思考： 此时车同时受到两个力，前面的拉力F1、后面的推力F2，这两个力方向相同。 此时绳子同时受到两个力，向左的拉力F1、向右的拉力F2，这两个力方向相反。 知识点2：同一直线上二力的合成 探究最简单情况——同一直线上二力的合成 实验： 猜想与假设 猜想一：沿同一直线且方向相同时，两个力的合力大小等于这两个力的大小之和，方向与这两个力方向相同； 猜想二：沿同一方向且方向相反时，两个力的的合力大小等于这两个力的大小之差，合力方向与较大力的方向相同。 知识点2：同一直线上二力的合成 探究最简单情况——同一直线上二力的合成 实验： 实验器材 橡皮筋、小圆环、弹簧测力计、刻度尺、白纸等 弹簧 测力计 橡皮筋 设计实验 （1）利用橡皮筋在拉力F 的作用下发生弹性形变的特点，设计实验。 （2）根据合力的定义，在作用效果相同条件下，实验中的橡皮筋的伸长是相同的，并做好记录。 知识点2：同一直线上二力的合成 探究最简单情况——同一直线上二力的合成 实验： 实验过程 一、探究同一直线上方向相同时两个力的合成 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。 ②只用一个弹簧测力计拉橡皮筋，将小圆环 再次拉到O点（作用效果相同），记下弹簧 测力计的示数F合 。 ③改变拉力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。 知识点2：同一直线上二力的合成 探究最简单情况——同一直线上二力的合成 实验： 实验记录与分析 结论一：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。 大小：F合＝F1+F2　　方向：与这两个力的方向相同 知识点2：同一直线上二力的合成 探究最简单情况——同一直线上二力的合成 实验： 实验过程 二、探究同一直线上方向相反时两个力的合成 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′点，并记下两个弹簧测力计的示数F1′、F2′ 。 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′。 ③改变拉力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。 知识点2：同一直线上二力的合成 探究最简单情况——同一直线上二力的合成 实验： 实验记录与分析 结论二：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。 大小：F合′＝F大-F小　　方向：与较大的力方向一致 知识点2：同一直线上二力的合成 观看实验资料 实验： 知识点2：同一直线上二力的合成 同一直线上二力的合成规律 归纳： 1. 同一直线上方向相同的二力的合成：合力大小等于这两个力的大小之和，即F合=F2+F1 ，合力方向和两个力的方向相同。 2. 同一直线上方向相反的二力的合成：合力大小等于两个力的大小之差，即F合=∣F2－F1∣，合力的方向与较大的那个力方向相同。 知识点2：同一直线上二力的合成 同一直线上二力合成时，合力一定比分力大吗? 讨论： 合力不一定比分力大 （1）方向相同时，合力大于每个分力； （2）方向相反时，合力小于较大的那个分力。 知识点2：同一直线上二力的合成 合力有可能为0吗? 讨论： 合力可能为0。 当作用在同一物体上的两个力，作用在同一直线上，并且大小相等，方向相反，它们的合力为0。 F2 F1 知识点2：同一直线上二力的合成 （简单）教材“练习与应用”第3题。 应用： 甲、乙两人用一条绳子向同一方向拉一条船，甲用力300 N，乙用力170 N，船受到的拉力是多少？ 解： 甲、乙拉力方向相同，都沿绳子拉船同方向的两个力，合力等于两力之和。已知F1 =300 N F2 =170 N。 F合​=F1​+F2​=300 N+170 N=470 N 答：船受到的拉力是 470 N，方向与两人拉力方向相同。 知识点2：同一直线上二力的合成 （综合）分析教材例题。 应用： 排球上升时，重力和阻力方向都向下，合力如何？下落时，重力向下，阻力向上，合力又如何？合力的方向与排球的运动方向一定相同吗？” 分析：上升时合力=G+F阻，方向向下；下落时F合=G-F阻，方向向下。理解合力方向与运动方向可能相同（加速）也可能相反（减速）。 知识点2：同一直线上二力的合成 探究新知 作用在同一直线上的两个力，若两力的方向相同，其中一个力的大小为3N，另一个力的大小为12N，合力为 ；若两力的方向相反，其中一个力的大小为15N，另一个力的大小为12N，合力为 。 例题2： 【答案】 15N 3N 【详解】[1]根据同一直线上方向相同的两个力的合成规律，合力等于这两个力的大小之和，即，F合=F1+F2，代入数据可得F合=F1+F2=3N+12N=15N [2]根据同一直线上方向相反的两个力的合成规律，合力等于这两个力的大小之差，即F合'=F1'−F2'，代入数据可得F合'=F1'−F2'=15N−12N=3N 知识点2：同一直线上二力的合成 探究新知 作用在同一物体同一条直线上的两个力分别为3N和5N，则合力为  (      ) A．一定是8N B．一定是2N C．可能是3N或5N D．可能是2N或8N 例题3： 【详解】根据同一直线上两个力的合力的特点可知，如两个力方向相同，F=F1+F2=3N+5N=8N，如两个力方向相反，则F=F2−F1=5N−3N=2N，因此合力可能是2N或8N，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 D 课堂总结 力的合成 同一直线上二力的合成 同一直线上二力的合成 合力 几个力共同作用在一个物体上时，它们的作用效果可以用一个力来代替，这个力就叫作那几个力的合力。 力的合成 如果已知几个力的大小和方向，求它们合力的大小和方向，称为力的合成。 方向相同的两个力 大小：F合=F1+F2 方向：与这两个力方向相同 方向相反的两个力 大小：F合′=F大-F小 方向：与较大的力方向一致 课内知识通关练 课内知识通关练 1、用250N的力竖直向上提起一个重200N的水桶时。桶受到的合力的大小和方向是（    ） A．450N，竖直向上 B．450N，竖直向下 C．50N，竖直向上 D．50N，竖直向下 【详解】水桶受到两个力：竖直向上的提力F=250N，竖直向下的重力G=200N。因为这两个力方向相反，合力大小为两力之差，即 合力方向与较大的提力方向一致，即竖直向上：A．合力大小计算错误，方向正确，故A不符合题意； B．合力大小和方向均错误，故B不符合题意；C．合力大小和方向均正确，故C符合题意； D．方向错误，故D不符合题意。故选C。 考点：同一直线上力的合成 C 课内知识通关练 2、如图所示，物体放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物体处于静止状态，其中F1=12N，方向向右，F2=4N，方向向左，若撤去F1，物体仍静止不动，则物体受到的摩擦力是（　　） A．8N，方向向左 B．8N，方向向右 C．4N，方向向左 D．4N，方向向右 【详解】在水平方向上共受三个力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物块处于静止状态。且F1=12N，方向向右，F2=4N，方向向左，则静摩擦力为8N。当撤去F1，则物体在F2作用下，仍处于静止。因为F2=4N，方向向左，所以静摩擦力大小为4N，方向向右。故ABC不符合题意，D符合题意。 考点：同一直线上力的合成 D 课内知识通关练 3、一个物体在同一直线上只受到两个力的作用，它们分别为20N和50N，则这个物体受到的合力（　　） A．一定是30N B．一定是70N C．可能是30N，也可能是70N D．可能是20N，也可能是50N 【详解】两个力在同一直线上时，合力的计算分两种情况。当两个力方向相同时，合力大小等于两力之和，即F合1=20N+50N=70N 当两个力方向相反时，合力大小等于两力之差，即F合2=50N-20N=30N 因此这个物体受到的合力可能是30N，也可能是70N，故ABD不符合题意，C符合题意。 考点：同一直线上力的合成 C 课内知识通关练 4、小华在观察两人推车和一人推车的现象时，思考“同一直线上两个力方向相反时，合力的大小和方向是怎样的呢？”于是小华利用橡皮筋、钩码等器材组成如图装置进行探究。为保证实验的准确性，要限定钩码的数量，这是因为 。已知每个钩码的重力为0.5N，如图实验的合力大小等于 N，合力方向 。 【答案】 见解析 1 竖直向下 【详解】[1]为保证实验的准确性，要限定钩码的数量，这是因为拉力过大时，若超过橡皮筋的弹性限度，橡皮筋会被损坏。[2][3]由图可知，竖直向上的力F1=0.5N，竖直向下的力F2=3×0.5N=1.5N 竖直向下的力较大，则合力的方向为竖直向下，合力大小为F合=F2−F1=1.5N−0.5N=1N 考点：探究同一直线上力的合成 课内知识通关练 5、如图甲，水平力F的大小与时间t的关系及物体速度v与时间t的关系如图乙、丙。则下列说法正确的是（　　） A．0~2s内物体不受摩擦力 B．4~6s内物体受到的摩擦力为2N C．2~4s内物体受到的摩擦力为3N D．6~8s内物体处于平衡状态 【详解】A．由v﹣t图象可知，0～2s内，物体处于静止状态，受平衡力作用，又由F﹣t图象可知物体受到的拉力为1N，因此物体所受摩擦力是1N； B．由v﹣t图象可知，4～6s内，物体做匀速直线运动，受平衡力作用，即摩擦力f=F=2N；C．由v﹣t图象可知，2s～4s内，物体做匀加速运动，由于接触面的粗糙程度和压力都不变，故摩擦力不变，为2N；D．由v﹣t图象可知，6s～8s内速度未知，物体可能做匀速运动，也可能做变速运动。所以可能处于平衡状态，也可能处于非平衡状态。 考点：摩擦力 二力平衡 同一直线上力的合成 B 课内知识通关练 6、如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图像分别如乙、丙所示，由图像可知，当t=1s 时， 物体处于 状态，受到的摩擦力 是 N，当t=3s 时，物体受到的合力 是 N。 【答案】 静止 3 2 【解析】【小题1】[1][2]由图丙（v - t图像）可知，在0～2s内，物体的速度为0，所以t=1s时，物体处于静止状态；此时物体在水平方向受到拉力和摩擦力的作用，根据二力平衡条件，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。 由图乙（F - t图像）可知，t=1s时，拉力F=3N，所以摩擦力f=F=3N。[3]由图丙可知，在4～6s内物体做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的合力为0。 由图乙可知，此阶段拉力F'=5N，根据二力平衡条件可知，滑动摩擦力f'=F'=5N。 由图丙可知，物体在2～4s内做加速运动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与速度无关，所以t = 3s时物体受到的摩擦力仍为5N。 由图乙可知，t=3s时拉力F''=7N，则物体受到的合力F合=F''-f'=7N-5N=2N 考点：摩擦力 二力平衡 同一直线上力的合成 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 物理八年级下册 •人教版 $null