第4節第八章

運動和力同一直線上二力的合成在日常生活中我們經常遇到這樣的情況：當一個人用力推一個物體或提起一個物體時，如果力氣不夠，這時再過來一個人幫忙則往往會達到目的；但是如果換一個力氣比較大的人，他一個人也可以達到目的。這時我們就說一個人經過努力達到的效果與兩個人相同，今天我們就來專門研究這樣的問題。觀察與思考男同學也能將同款板凳舉到相同的高度理解合力的概念。（難點）02通過實驗探究認識同一直線上二力的合成情況。（重點）01掌握同一直線上同方向和反方向的二力合成。（難點）03學習目標1.兩個小孩共同提起一桶水，可以使水桶保持靜止狀態；一個大人單獨提起同一桶水，也能使水桶保持靜止狀態。2.一個人拉一輛車拉不動，再有一個人在后邊推就可以把車推動；如果換一個力氣大的人一個人就可以拉動。說明：這里所說的效果相同，在物理學中我們叫它等效，也可以叫等效替代，等效替代是物理學中常用的一種方法?？偨Y：如果一個力單獨作用的效果與幾個力共同作用的效果相同，這個力就叫作那幾個力的合力。在物理學中，求幾個力合力的過程叫作力的合成。一、力的合成想一想：生活中幾個力共同作用的事例。一、力的合成

在搬運貨物的時候，兩個人同時對車施加沿水平方向的拉力F1和推力F2。此時，怎樣計算拉力F1和推力F2的合力大小呢?又該怎樣確定合力的方向呢?想想議議兩個人搬運貨物

要研究多個力的合成問題，可以先從簡單的情況入手。同一直線上二力合成的情況最簡單，是我們在初中階段研究的重點。那么我們如何來確定同一直線上的兩個力的合力的大小和方向呢？

研究同一直線上二力的合成實驗方法：等效替代法二、同一直線上二力的合成1.如圖所示，將橡皮筋一端固定，另一端與小圓環相連。把兩個彈簧測力計分別通過細繩與小圓環相連后，沿水平方向向右拉橡皮筋，將小圓環拉至O點，標記下此時小圓環的位置，并記錄兩個彈簧測力計的示數F1、F2。實驗過程：2.只用一個彈簧測力計拉橡皮筋，將小圓環再次拉到O點，記下彈簧測力計的示數F合。改變拉力F1、F2的大小，多做幾次實驗。將F合與F1、F2的示數進行比較，并分析F合與F1、F2方向的關系。合二、同一直線上二力的合成數據記錄與分析1：結論：同一直線上的兩個力方向相同時，F合=F1+F2，方向與這兩個力的方向相同。二、同一直線上二力的合成同一直線上方向相同的兩個力的合成（表1）F1F2F合大小/N方向大小/N方向大小/N方向10.5向右2.5向右3向右21向右1.5向右2.5向右31.5向右3向右4.5向右3.如圖所示，用兩個彈簧測力計沿相反的方向水平拉橡皮筋，標記下此時小圓環的位置O'，并記下兩個彈簧測力計的示數F1'、F2'（F1'>F2'）。4.再用一個彈簧測力計將小圓環拉到O'點，記下彈簧測力計的示數F合'。改變拉力F1'、F2'的大小，多做幾次實驗。將F合'與F1'、F2'的示數進行比較，并分析F合'與F1'、F2'方向的關系。合二、同一直線上二力的合成實驗過程：

結論：同一直線上的兩個力方向相反時，F合=F1'-F2'（F1'>F2'），方向與較大的力（F1'）的方向相同。二、同一直線上二力的合成同一直線上方向相反的兩個力的合成（表2）F1'F2'F合'大小/N方向大小/N方向大小/N方向11.5向右0.5向左1向右22向右1向左1向右32.5向右1向左1.5向右數據記錄與分析2：

處于平衡狀態（受平衡力）的物體，合力為零；處于非平衡狀態（受非平衡力）的物體，合力不為零。利用平衡狀態和同一直線二力合成的規則，我們可以分析物體的受力或者求解力。拓展與延伸

跳傘運動員背著打開的降落傘從空中豎直跳下，它所受的重力和空氣阻力的合力為10N，方向豎直向下。已知運動員和傘具的總重為800N，求運動員所受空氣阻力的大小及方向。解：運動員豎直向下運動的過程中所受合力的方向豎直向下，與重力同向，則重力較大，即F合=G-f。所以f=G-F合=800N-10N=790N，方向豎直向上。例1

某同學練習排球墊球時，排球離開胳膊后豎直上升，到達最高點后豎直下落。已知排球所受的重力約為2.7N，所受的空氣阻力與速度大小有關，方向與運動方向相反。若排球在豎直上升過程的某時刻所受空氣阻力的大小約為0.5N，試計算排球此時所受合力的大小，并說明合力的方向。若在豎直下落過程的某時刻所受空氣阻力的大小也約為0.5N，則此時所受合力的大小和方向又是怎樣的?例2解：排球豎直上升時，受到的重力和空氣阻力方向均豎直向下(圖甲)，這兩個力的方向相同。則有F合=G+F阻=2.7N+0.5N=3.2N，方向豎直向下。排球豎直下落時，受到的重力方向豎直向下，空氣阻力豎直向上(圖乙)，這兩個力的方向相反。則有F合=G-F阻=2.7N-0.5N=2.2N，方向豎直向下。例2同一直線上二力的合成力的合成同一直線上二力的合成合力：如果一個力單獨作用的效果跟幾個力共同作用的效果相同，這個力就叫作那幾個力的合力。課堂小結力的合成：在物理學中，求幾個力合力的過程叫作力的合成。實驗方法：等效替代法1.如果方向相同，F合=F1+F2，方向與這兩個力的方向相同。2.如果方向相反，F合=|F1'-F2'|，方向與較大的力方向一致。1.F1和F2的合力是F，則以下結論正確的是（）A．合力F是真實存在的力B．F1、F2、F同時作用在物體上C．F的方向一定與F1相同D．F的作用效果一定與F1、F2共同作用的效果相同D課堂練習2.同一直線上的兩個力的合力為1000N，其中一個力的大小為400N，則另一個力的大小（）A.一定是600NB.可能少于400NC.可能等于1400ND.可能大于1400NC課堂練習3.如圖所示，老師帶領同學們探究“同一直線上的二力合成”。她將一根輕質彈簧的左端固定在O點，右端用細線連接彈簧測力計的掛鉤，每次都將彈簧右端由A位置拉伸到B位置，a、b、c三次實驗彈簧測力計的示數如圖所示，下列說法不正確的是（）A．該實驗利用了“彈性限度內，彈簧的伸長量與所受拉力成正比”的原理B．由a、b兩圖可知，同一直線上方向相同的兩個力的合力，大小等于兩個力大小之和D課堂練習C．由a、c兩圖可知，同一直線上方向相反的兩個力的合力，方向與較大的那個力方向相同D．b、c兩次實驗彈簧的右端所受彈簧測力計拉力的合力分別是4N和5N4.把一個質量是0.5kg的籃球豎直向上拋出，假定運動過程中空氣對它的阻力恒為0.5N，則籃球在豎直上升和降落過程中所受力的合力分別是（）（g取10N/kg)A．5.5N

5NB．5.5N

4.5NC．4.5N