運動和力

第4節

同一直線上二力的合成

物理八年級下冊

授課教師：2會分析具體分力與合力3通過實驗探究理解同一直線上分力與合力的大小和方向關系4能計算簡單力的合成問題及分析合力與物體的運動狀態的關系學習目標1理解分力合力及力的合成概念力的作用效果在日常生活中，我們常見到以下情況：一個大人能提起的一桶水，需要兩個學生才能提起力的作用效果一臺拖拉機能把汽車從泥濘中拉出來,但用人推，要很多人共同努力才行。如果我們按照力的角度分析

這里的一個力和多個力產生的力的作用效果是否相同呢？

F3F2F11.力的合成

如果一個力單獨作用效果跟幾個力共同作用效果相同，這個力就叫作那幾個力的合力，組成合力的每個力叫分力。在物理學中，求幾個力合力的過程叫作力的合成。_____是______的合力；______是_____的分力。F3F3F1、F2F1、F2合力與分力是建立在“等效替代”的基礎上。F3的作用F1和F2共同作用效果相同一、力的合成【例題1】如圖所示，兩個小孩能拎起一桶水，一個大人也能拎起同一桶水．由此可知，一個大人的作用力產生的效果跟兩個小孩共同作用產生的效果_______，大人的作用力相當于______（填“合力”或“分力”），每個小孩的作用力相當于______（填“合力”或“分力”）。兩個小孩能拎起一桶水，一個大人也能拎起同一桶水．由此可知，一個大人的作用力產生的效果跟兩個小孩共同作用產生的效果相同，大人的作用力相當于合力，每個小孩的作用力相當于分力．分力相同合力

力的合成幾個分力方向可能在同一條直線上

也可能不在一條直線上

情況很多樣

我們本著從簡單到復雜的學習原則

初中階段我們只研究同一直線上的二力合成問題

？想想議議在搬運貨物時，兩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?F1F2

要研究多個力的合成問題，可以從簡單的情況入手。同一直線上二力合成的情況最簡單，下面讓我們通過實驗來研究。實驗器材：【實驗探究】同一直線上二力的合成實驗方法：兩個彈簧測力計、刻度尺、彈簧、白紙。等效替代法二、同一直線上二力的合成數據記錄設計包含分力、合力等信息的實驗表格。設計表格1將每次實驗測量的數據準確填入表格。填寫數據2記錄實驗數據

方向相同二力合成

①用兩個彈簧測力計沿水平方向將彈簧S拉長至A點，記錄兩個彈簧測力計示數F1、F2；再用一個彈簧測力計沿水平方向將彈簧S拉長至A點，記錄彈簧測力計示數F合；實驗過程：同一直線上方向相同的兩個力的合成F合改變拉力F1、F2的大小，多做幾次實驗。將F合和F1、F2示數進行比較，并分析F合和F1、F2方向的關系。方向相反二力合成

②用兩個彈簧測力計沿相反的方向水平將彈簧S拉長至B點，并記下兩個彈簧測力計的示數F1'、F2’；再用一個彈簧測力計沿水平方向將彈簧S拉長至B點，記錄彈簧測力計示數F合’。改變拉力F1'、F2’的大小，多做幾次實驗。將F合’和F1'、F2’示數進行比較，并分析F合’和F1'、F2’方向的關系。F合’同一直線上方向相反的兩個力的合成F2’F1'

分析論證：同一直線上的兩個力方向相同F合=F1+F2F合=|F1-F2|方向相反

實驗結論：同一直線上的兩個力，如果方向相同，合力大小等于這兩個力的大小之和（F合=F1+F2）合力方向與這兩個力方向相同如果方向相反，合力的大小等于這兩力的大小之差（F合=|F1-F2|）合力方向一定與較大力方向相同

知道了同一直線上二力合成的規則，就可以分析物體在同一直線上受兩個力作用的問題了。如果牽引力小于阻力，合力不為0，方向與列車前進方向相反，列車將逐漸慢下來。行駛在平直軌道上的列車，如果牽引力與阻力相等，則合力等于0、二力平衡，列車將做勻速直線運動。合力與運動的關系總結：物體受力與運動情況物體的受力情況逐漸變快保持靜止或勻速直線運動狀態合力為0合力與運動方向相反物體運動狀態發生改變不受力的作用受到力的作用合力不為0逐漸變慢合力與運動方向相同受力不平衡牛頓第一定律二力平衡

【例題2】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，排球所受的空氣阻力與速度的大小有關，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，和合力的方向。若在豎直下落過程的某時刻所受空氣阻為的大小也約為0.5N,則此時所受合力的大小和方向又是怎樣的?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，兩個力的方向相同。F合=G+F阻=2.7N+0.5N=3.2N方向豎直向下排球豎直下落時，受到的重力豎直向下，空氣阻力豎直向上，這兩個力的方向相反。F合=G-F阻=2.7N-0.5N=2.2N方向豎直向下1.將一輛小車放在水平地面上。小明向右拉，拉力為200N；同時小紅向右推（如圖所示），推力為150N，他們對小車合力的大小與方向為（）A．350N，方向向右

B．200N，方向向右C．150N，方向向右

D．50N，方向向左小明沿水平方向向右用200N的力拉，小紅沿水平方向向右用150N的力推，故合力為二力之和，即200N+150N＝350N合力方向與二力方向相同，即水平向右，故A符合題意，BCD不符合題意。A故選A.

隨堂練習2.跳傘運動員背著打開的降落傘從空中豎直跳下，他所受的重力和空氣阻力的合力為100N，方向豎直向下，已知運動員和降落傘的總重為800N，則運動員所受空氣阻力大小為（）A．100NB．700N C．800ND．900N運動員下落時受到重力G和空氣阻力f的作用，這兩個力共線，反向；由于其合力為100N，并且方向向下，所以兩者的關系為

F合=G-f則運動員所受空氣阻力大小為

f=G-F合=800N-100N=700NB故選B.

隨堂練習3.兩個方向相反的力Fl和F2作用在同一物體上，F1=5牛，F2=4牛，則它們的合力大小和方向為（）A．9牛，方向與Fl方向相同B．9牛，方向與F2方向相同C．1牛，方向與F1方向相同D．l牛，方向與F2方向相同兩個方向相反的力Fl和F2作用在同一物體上，F1=5牛，F2=4牛，則它們的合力為兩力之差F合=F1-F2=5N-4N=1N方向與較大的力F1方向相同，故ABD不符合題意，C符合題意。C故選C.

隨堂練習同一直線二力合成力的合成合力與力的合成①合力與分力：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