内容正文:
第二节 力的合成
问题导入
曹冲年龄五六岁的时候,知识和判断能力如一个成年人。有一次,孙权送来了一头巨象,曹操想知道这象的重量,询问他的属下这件事,但他们都不能说出称象的办法。曹冲说:“把象放到大船上,在水面所达到的地方做上记号,再让船装载其它东西,称一下这些东西,那么比较下就能知道了。”曹操听了很高兴,马上照这个办法做了。
曹冲是怎样测出大象的重量的?他运用了什么科学方法?
学习目标
理解合力的概念,知道合力与分力都是从力 的作用效果来定义的;
通过实验探究同一条直线上同方向和反方向二力的合成情况。
合力与分力
4
小黑一人对水桶的作用效果与小绿小兰两人对水桶的作用效果相同
小橙一人对小车的作用效果与小红小紫两人对小车的作用效果相同
等效替代
合力与分力
5
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.
合力与分力的关系是怎样的呢?
几十个人用多个力
拖动重物
一只大象用一个力
拖动重物
力的作用效果相同
等效替代
几十个人和一只大象拖动同样的重物
6
归纳:
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。
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相同,这个力就叫做那几个力的合力,那几个力则称为这个力的分力。
曹冲称象 — 等效替代思想
合力的作用效果与其分力共同作用的效果相同,因此可以等效替代。
大象压船和石头压船产生相同的作用效果,即大象对船的压力等于石头对船的总压力。
二、同一直线上的二力合成
F1
F2
F
在图 7-12 中,车同时受到相同方向的拉力 F1和推力 F2 的作用,若 F1 和 F2 这两个力沿同一直线作用在车上,使车向前运动,
如果一个人拉车,用更大的力 F也可使车做同样运动。
显然,力 F 产生的作用效果跟 F1 和 F2 的共同作用效果相同。
想一想:
跳伞运动员受到向下的重力拉力G=700N和降落们向上的拉力F=900N,它们的合力的大小可能是多少?方向如何?
实验:探究同一直线上二力的合成
请你按照教材“实验探究”中的方法,思考讨论: 在三次实验中,为何橡皮筋都被拉伸到相同位置?
(1)用橡皮筋的伸长量显示、比较力的作用效果;
(2)橡皮筋都被拉伸到相同位置,表示力的作用效果相同。
①橡皮筋原长AE,用同方向力F1和F2作用在橡皮筋同一点,使其伸长到AE’,记录F1、F2的大小和方向。
② 撤去F1、F2后,用力F作用在橡皮筋上同一点,使其同样伸长到AE’,记录此时F的大小和方向。
(1)实验设计:同一直线同方向的二力合成
① 用两个方向相反的力F1、F2作用在橡皮筋同一点,使其伸长到AE’,记录F1、F2的大小和方向。
② 撤去F1、F2后,用力F作用在橡皮筋的同一点上,使其同样伸长到AE’,记录此时F的大小和方向。
(2)实验设计:同一直线反方向的二力合成
注意: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。
结论:
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。
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。
F= ︱ F1- F2 ︱
F1/N F2/N F/N F1、F2和F的关系
F1与F2同向 大小:
F= F1+ F2
方向:合力F与这两个力的方向相同
F1与F2反向 大小:
F=︱F1-F2︱
方向:合力F与较大的那个力的方向相同
解释:划艇运动员们是通过保持姿势、节奏一致来获得最大动力,应属于同一直线上多力的合成。当物体所受合外力为零时,物体保持匀速直线运动状态或静止状态。
新课学习
4.物理聊吧:
力的合成知识的应用
龙舟赛
力的合成知识的应用
拔河
1.一个物体受到两个力的作用,若F1=2牛,F2=5牛且在同一直线上,
则这两个的合力大小( )
A.可能是3牛 B.可能是2牛
C.一定是3牛 D.一定是7牛
A
课堂小结
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