内容正文:
第七章 力与运动
第二节 力的合成
水
水
小黑一人将水桶提起,小兰小绿两人将水桶提起,
他们的作用效果是怎么样的?
小橙一人推着小车匀速前进了一米,
小红和小紫两人推着小车匀速前进了一米,
他们对小车的作用效果是怎样的呢?
新课导入
在学校做清洁时,你是否有这样的感受:一个人提一桶水往往比两个人合作提这桶水要费力一些?
当看见一个人费劲拉车时,经常会有人在后面帮忙推车,这样拉车人会轻松一些。
你知道这是为什么吗?
学习目标
1. 从力的作用效果认识分力和合力。
2. 能通过实验,了解同一直线上的二力合成。
3. 能运用力的合成解决日常生活中的简单问题。
4. 能体会利用等效替代思想研究物理问题的重要性。
多个人拉力与一头大象拉力的作用效果相同。
一个力的作用效果可以与两个(多个)力共同作用而产生的效果相同.
在这些事例中,有什么共同的地方?
求几个力的合力叫做力的合成。
分力
合力
等效替代
力的合成
如果一个力产生的作用效果与几个力共同作用产生的效果_____,
这个力叫做那几个力的合力,那几个力则称为这个力的_____。
相同
分力
关于合力与分力,下列说法正确的是( )
A.一只水桶能被两个小孩提起,也能被一个大人提起,所以水桶受到了
三个力的作用
B.合力和每一个分力的方向都相同
C.合力和分力都是实际存在的力
D.合力的作用效果可以替代分力的作用效果
D
典例示范
(1)实验装置图:
图7-15 探究二力合成
(a)
(b)
(c)
新课学习
(2)实验步骤:
①用方向相同的二力F1和F2同时拉伸橡皮筋至AE′ (a);
②用方向相反的二力F1和F2同时拉伸橡皮筋至AE′(b);
③用一个力F拉伸橡皮筋至AE′ (c)。
●加油站●当钩码保持静止时,悬挂钩码的细线经过轻质定滑轮拉橡皮 筋,橡皮筋受到的拉力大小等于所悬挂钩码的重力大小。
2.实验:同一直线上二力的合成
新课学习
2.实验:同一直线上二力的合成
(3)分析论证:
在三次实验中,橡皮筋都被拉伸到AE′,每次的作用效果是相同的,因此,力F就是力F1和F2的合力。分析实验中获得的信息,就可以确定合力与分力的大小和方向之间的关系。
(4)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,方向与这两个力的方向相同,即F = 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,方向与较大的那个力的方向相同,即F = F1 - F2。
二力的合成
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实验数据及分析
力的情况 力 力的大小/N 力的方向
二力同向 F1 0.5 向右
F2 1.5 向右
二力反向 F1’ 1 向左
F2’ 3 向右
一个力 F 2 向右
一个力
:合力,大小2N,方向向右
: F1+F2=2N
二力反向
二力同向
: F2’-F1’=2N
二力的合成
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实验归纳
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F=F1+F2
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F=F1-F2
同一直线上,方向相反的两个力的合成
1.橡皮筋原长AE,它在反方向两个力 F1和 F2的共同作用下伸长到AE',记录此时 F1、F2的大小和方向。
2.用力 F 将橡皮筋拉长到AE',记录此时 F 的大小和方向。
同一直线上,方向相反的两个力的合成
分力 F1 大小 方向
分力 F2
合力 F
同一直线上二力的合成
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:F=F1+F2 。
2.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差,方向跟较大力的方向相同,即:F=F1-F2 。
小明对车向前的拉力F1=200N、小强对车向前的推力F2=150N,它们的合力的大小可能是多少?方向如何?
知识总结
力的合成
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,这个力就叫做那几个力的合力。组成合力的每一个力叫分力。
同一直线上二力的合成
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:F = F1 +F2
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:F = F较大 –F较小
1.同一直线上两个向上的力分别为20 N和40 N,它们的
合力为 N,方向向 。
2.同一直线上同方向的两个力的合力为200 N,方向
向下,其中一个力的大小为180 N,另一个力的大小
为 N,方向向 。
60
上
20
下
【例题3】如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各用4N拉力并使其保持静止,此时F1的大小为 ,弹簧测力计受到的合力为 。
【答案】 4N 0
【解析】[1]在弹簧测力计的两侧沿水平方向各用4N拉力并使其保持静止,故F1与F2是一对平衡力,大小相等,都为4N。
[2]弹簧测力计静止,是平衡状态,则受平衡力,受到的合力为0。
课堂练习
【例题4】如图所示是“探究同一直线上二力的合成”实验,橡皮筋原长,在拉力的作用下伸长到。说法不正确的是( )
A.本实验应用了力能使物体发生形变的原理
B.每次实验都将橡皮筋右端拉到是为了控制力的作用效果相同
C.比较图甲、丙两次实验可得,同一直线上方向相同的两个
力的合力大小等于这两个力大小之和,方向与这两个力的方向相同
D.比较图乙、丙两次实验可得,同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差,方向与较小的那个力的方向相同
D
【解析】A.由图可知,橡皮筋在力的作用下伸长了,因此该实验应用了力能使物体发生形变的原理,故A正确,不符合题意;
B.每次均将橡皮筋右端拉至E'点,橡皮筋的伸长的长度相同,这样做的目的是控制力的作用效果相同,故B正确,不符合题意;
C.甲图中,两个拉力F1、F2作用在同一直线上、方向相同,使橡皮筋伸长到E′点;丙图中力F也使橡皮筋伸长到E′点,作用效果相同,所以由甲、乙两图所示实验可知,同一直线上,方向相同的两个力的合力大小等于两力之和,方向与这两个力方向相同,故C正确,不符合题意;
D.乙图中,两个拉力F1、F2作用在同一直线上、方向相反,使橡皮筋伸长到E′点;丙图中力F也使橡皮筋伸长到E′点,作用效果相同,所以由乙、丙两图所示实验可知,同一直线上,方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差,方向与较大力方向,故D错误,符合题意。
故选D。
课堂练习
3.作用在同一物体,同一直线的两个力的合力为12 N,其中一个分力为8 N,则另一个分力为( )
A.一定是4 N
B.一定是20 N
C.可能是4 N,也可能是20 N
D.无法判断
C
解析 当两个力的方向相同时,合力大小等于这两个力的大小之和,方向与这两个力的方向相同,即F=F1+F2,故另一个力的大小F2=F-F1=12 N-8 N=4 N;当两个力的方向相反时,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F=F2'-F1,故另一个力的大小F2'=F+F1=12 N+8 N=20 N,故A、B、D不符合题意,C符合题意。
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