八年级物理全册第七章第二节力的合成课件新版沪科版.ppt

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1、第二节力 的 合 成体验体验 合力合力活动活动1:1:如图甲如图甲,两个同学抬起一桶水两个同学抬起一桶水,一个同学也提起这桶水。一个同学也提起这桶水。活动活动2:2:如图乙如图乙,一个同学帮老爷爷推车。一个同学帮老爷爷推车。活活动动3:3:如如图图丙丙,“飞飞天女孩天女孩”娇娇娇娇在表演在表演高空高空绸绸吊吊,在在空中静止空中静止,分析她的受力情况。分析她的受力情况。(1)(1)在活在活动动1 1中中,两个同学和一个同学都提起了水桶两个同学和一个同学都提起了水桶,两个两个同学同学对对水桶施了水桶施了个力。一个同学个力。一个同学对对水桶施水桶施了了个力。个力。(2)(2)在活在活动动2 2中中,

2、同学同学对车对车的推力与老的推力与老爷爷爷爷的拉力方向的拉力方向(选选填填“相同相同”或或“相反相反”)。(3)(3)在活在活动动3 3中中,静止在空中的静止在空中的娇娇娇娇受到受到绳绳子的子的和和两个力两个力,这这两个力方向两个力方向(选选填填“相相同同”或或“相反相反”)。提示提示:(1)(1)两一两一(2)(2)相同相同(3)(3)拉力自身的重力相反拉力自身的重力相反1.1.什么叫作合力什么叫作合力?什么叫作分力什么叫作分力?2.2.什么叫作力的合成什么叫作力的合成?3.3.在同一条直线上的两个力在同一条直线上的两个力,合力与分力有什么关系合力与分力有什么关系?探究探究 1 1 合力合力

3、 结结合合“体体验验”中的活中的活动动,思考以下思考以下问题问题:1.1.由活由活动动1 1可知可知,一个同学的作用力与两个同学的作用力在效果一个同学的作用力与两个同学的作用力在效果上是上是(选选填填“相同相同”或或“不同不同”)的。如果一个力的。如果一个力产产生的生的作用效果跟几个力共同作用作用效果跟几个力共同作用产产生的效果相同生的效果相同,这这个力就叫那几个力就叫那几个力的个力的,组组成合力的每个力叫成合力的每个力叫。参考答案参考答案:相同合力分力相同合力分力2.2.指出下面事例中的合力与分力。指出下面事例中的合力与分力。提示提示:船受到的动力不同船受到的动力不同:大量船帆驱动的船受多个

4、力大量船帆驱动的船受多个力,发动机发动机驱动的同一艘船受一个力。作用效果相同驱动的同一艘船受一个力。作用效果相同:船在大海中航行。船在大海中航行。发动机的力叫船帆的合力发动机的力叫船帆的合力,每个船帆的力叫分力。每个船帆的力叫分力。参考答案参考答案:发动机的力叫船帆的合力每个船帆的力叫分力发动机的力叫船帆的合力每个船帆的力叫分力探究探究 2 2 探究同一直线上二力的合成探究同一直线上二力的合成结合结合“体验体验”,思考以下问题思考以下问题:1.1.提出问题提出问题:在活动在活动2 2、3 3中中,车和娇娇受到的力的合力与两个分车和娇娇受到的力的合力与两个分力有什么关系力有什么关系?猜想猜想:。

5、提示提示:由图可知由图可知,力力F F1 1和和F F2 2都作用在车上都作用在车上,在同一条直线上在同一条直线上,方向方向相同相同,它们共同的作用效果是使车运动它们共同的作用效果是使车运动,由生活经验可知一个力由生活经验可知一个力气很大的人也可以拉着车运动气很大的人也可以拉着车运动,由此猜想力由此猜想力F F1 1和和F F2 2的和等于合力的和等于合力;娇娇受到的力娇娇受到的力,在同一条直线上在同一条直线上,方向相反方向相反,由生活经验猜想力由生活经验猜想力F F1 1和和F F2 2的差等于合力。的差等于合力。参考答案参考答案:两个分力方向相同时两个分力方向相同时,合力等于力合力等于力F

6、 F1 1、F F2 2的和的和,两个分两个分力方向相反时力方向相反时,合力等于力合力等于力F F1 1、F F2 2的差的差(答案合理即可答案合理即可)。2.2.实验设计实验设计:(1)(1)取一根橡皮筋取一根橡皮筋,使其自然伸使其自然伸长长至至E E点点,如如图图甲。甲。(2)(2)用方向用方向的两个力的两个力F F1 1和和F F2 2拉它拉它,让让它伸它伸长长到到E E,记录记录F F1 1和和F F2 2的大小和方向的大小和方向,如如图图乙。乙。(3)(3)用方向用方向的两个力拉它的两个力拉它,让让它伸它伸长长到到E E,记录记录F F1 1和和F F2 2的大小和方向的大小和方向,

7、如如图图丙。丙。(4)(4)用一个力用一个力F F拉它拉它,让让它伸它伸长长的的长长度与上次度与上次(选选填填“相相同同”或或“不同不同”),),记录记录F F的大小和方向的大小和方向,如如图图丁。丁。提示提示:橡皮筋的特点是在拉力的作用下发生弹性形变橡皮筋的特点是在拉力的作用下发生弹性形变,当力的作当力的作用效果相同时用效果相同时,橡皮筋的伸长是相同的橡皮筋的伸长是相同的;因为要探究在同一直线因为要探究在同一直线上方向相同的两个力的合力上方向相同的两个力的合力,所以这两个力应作用在同一直线所以这两个力应作用在同一直线上上,方向相同方向相同;如果一个力如果一个力F F能使橡皮筋发生的形变与这两

8、个力能使橡皮筋发生的形变与这两个力共同作用时相同共同作用时相同,那么力那么力F F就是那两个力的合力。同理就是那两个力的合力。同理,要探究要探究在同一直线上方向相反的两个力的合力在同一直线上方向相反的两个力的合力,这两个力应作用在同这两个力应作用在同一直线上一直线上,方向相反。如果一个力方向相反。如果一个力F F能使橡皮筋发生的形变与这能使橡皮筋发生的形变与这两个力共同作用时相同两个力共同作用时相同,那么力那么力F F就是那两个力的合力。就是那两个力的合力。参考答案参考答案:(2)(2)相同相同(3)(3)相反相反(4)(4)相同相同3.3.实验数据实验数据:F F1 1/N/NF F2 2/

9、N/NF/NF/NF F1 1与与F F2 2同向同向大小大小2 2大小大小1 1大小大小3 3方向方向右右方向方向右右方向方向右右F F1 1与与F F2 2反向反向大小大小4 4大小大小1 1大小大小3 3方向方向右右方向方向左左方向方向右右4.4.分析分析论证论证:(1)(1)当当F F1 1与与F F2 2方向相同方向相同时时,F,F1 1、F F2 2和和F F之之间间的大小与方向的关系的大小与方向的关系:。(2)(2)当当F F1 1与与F F2 2方向相反方向相反时时,F,F1 1、F F2 2和和F F之之间间的大小与方向的关系的大小与方向的关系:。参考答案参考答案:(1)(1

10、)同一直线上同一直线上,方向相同的两个力的合力方向相同的两个力的合力,大小等于大小等于这两个力的大小之和这两个力的大小之和,方向跟这两个力的方向相同方向跟这两个力的方向相同,即即F=FF=F1 1+F+F2 2。(2)(2)同一直线上同一直线上,方向相反的两个力的合力方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力大小等于这两个力的大小之差的大小之差,方向跟较大的力的方向相同方向跟较大的力的方向相同,即即F=FF=F1 1-F-F2 2。5.5.交流与交流与评评估估:(1)(1)实验实验中中,为为什么要将橡皮筋拉伸到同一位置什么要将橡皮筋拉伸到同一位置E E?参考答案参考答案:为了保证力为了保证力F

11、F的作用效果与的作用效果与F F1 1、F F2 2共同作用的效果相共同作用的效果相同。同。(2)(2)实验实验中拉力的大小中拉力的大小(选选填填“等于等于”或或“不等于不等于”)钩码钩码重力重力,这样设计这样设计的好的好处处是是。提示提示:实验中橡皮筋受到的拉力等于钩码的重力实验中橡皮筋受到的拉力等于钩码的重力,这样设计操作这样设计操作简便简便,便于观察、总结规律。便于观察、总结规律。参考答案参考答案:等于便于操作等于便于操作,便于总结规律便于总结规律(3)(3)综综合两次合两次实验实验,从大小和方向两个方面从大小和方向两个方面讨论讨论合力与分力的关合力与分力的关系。系。提示提示:从合力和分

12、力的概念、力的大小和方向上来回答。从合力和分力的概念、力的大小和方向上来回答。参考答案参考答案:(1)(1)当两个力的方向相同时当两个力的方向相同时,由由F=FF=F1 1+F+F2 2知知,合力大于任一分力合力大于任一分力,方方向与两个分力的方向相同。向与两个分力的方向相同。(2)(2)当两个力的方向相反时当两个力的方向相反时:由由F=|FF=|F1 1-F-F2 2|知知,当当F F1 1FF2 2时时,合力比合力比其中较大的分力小其中较大的分力小,方向与较大分力的方向相同方向与较大分力的方向相同;当当F F1 1=F=F2 2时时,合合力比任何一个分力小力比任何一个分力小,即合力等于即合

13、力等于0 0。(3)(3)合力和分力是作用效果相同合力和分力是作用效果相同,不是在物体上又多了一个力不是在物体上又多了一个力,两者不能共存。两者不能共存。一、合力一、合力1.1.合力合力:如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生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的效果_,这个力就叫作那几个力的这个力就叫作那几个力的_。2.2.分力分力:组成组成_的每一个力。的每一个力。3.3.力的合成力的合成:求几个力的求几个力的_。相同相同合力合力合力合力合力合力二、同一直二、同一直线线上二力的合成上二力的合成1.1.方向相同的两个力的合力方向相同的两个力的合力:(1)(1)大小大小:等

14、于等于这这两个力的大小之两个力的大小之_。如如图图:,:,即即F=F=_。(2)(2)方向方向:与与这这两个力的方向两个力的方向_。2.2.方向相反的两个力的合力方向相反的两个力的合力:(1)(1)大小大小:等于等于这这两个力的大小之两个力的大小之_。如如图图:,:,即即F=F=_。(2)(2)方向方向:与与这这两个力中两个力中_的力的方向相同。的力的方向相同。和和F F1 1+F+F2 2相同相同差差F F1 1-F-F2 2较较大大【拓展延伸拓展延伸】等效替代法等效替代法它是科学研究中常用的方法之一它是科学研究中常用的方法之一,是在保证某种效果相同的前是在保证某种效果相同的前提下提下,将实

15、际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法,将复杂的问题简单化。将复杂的问题简单化。考点考点 合力合力【典例典例】(2012(2012内江中考内江中考)如如图图所示所示,一人用一人用F=250NF=250N的力的力竖竖直向上提起一直向上提起一质质量量m=20kgm=20kg的水的水桶桶,请请你作出她你作出她竖竖直向上提起水桶直向上提起水桶过过程中水桶程中水桶所受合力的示意所受合力的示意图图。【思路导引思路导引】解答本题的关键点解答本题的关

16、键点关键点关键点1:1:合力等于两力大小之差。合力等于两力大小之差。关键点关键点2:2:合力方向与较大力的方向相同。合力方向与较大力的方向相同。【精讲精析精讲精析】G=mg=20kgG=mg=20kg9.8N/kg=196 N,9.8N/kg=196 N,水桶受到重力水桶受到重力G G与拉与拉力力F F的作用的作用,二力的合力为二力大小之差二力的合力为二力大小之差54N,54N,方向与拉力的方向方向与拉力的方向相同相同,竖直向上。竖直向上。答案答案:【方法归纳方法归纳】同一直线上二力合成的规律同一直线上二力合成的规律(1)(1)条件条件:二力作用在同一物体上二力作用在同一物体上,方向在同一直线

17、上。方向在同一直线上。(2)(2)方法方法:1.1.下列关于合力和分力的下列关于合力和分力的说说法中正确的是法中正确的是()A.A.作用在同一物体上的几个分力的方向一定相同作用在同一物体上的几个分力的方向一定相同B.B.作用在同一物体上的几个分力的方向一定不相同作用在同一物体上的几个分力的方向一定不相同C.C.只有两个力作用在同一条直只有两个力作用在同一条直线线上上时时,才存在合力才存在合力D.D.合力的作用效果与所有分力共同作用的效果一定相同合力的作用效果与所有分力共同作用的效果一定相同【解析解析】选选D D。本题考查对合力和分力的理解。实际生活中。本题考查对合力和分力的理解。实际生活中,有

18、有时一个力的作用效果可能与多个力共同作用的效果相同时一个力的作用效果可能与多个力共同作用的效果相同,即两即两个以上的力共同作用在同一物体上时也存在合力个以上的力共同作用在同一物体上时也存在合力,而这些力的而这些力的方向可能相同方向可能相同,也可能相反也可能相反,并且还有可能不在一条直线上并且还有可能不在一条直线上,故故只有只有D D正确。正确。2.(20122.(2012兰州中考兰州中考)关于作用在同一直线上的两个力关于作用在同一直线上的两个力,下列说下列说法中正确的是法中正确的是()A.A.两个不为零的力两个不为零的力,其合力一定不为零其合力一定不为零B.B.两个力的合力两个力的合力,一定大

19、于其中任何一个力一定大于其中任何一个力C.C.求两个力的合力的大小求两个力的合力的大小,就是把两个力的大小相加就是把两个力的大小相加D.D.两个力的合力两个力的合力,可能小于其中任何一个力可能小于其中任何一个力【解析解析】选选D D。本题考查在同一条直线上二力的合成。作用在。本题考查在同一条直线上二力的合成。作用在同一直线上的两个力同一直线上的两个力,若大小相等、方向相反若大小相等、方向相反,则其合力为零则其合力为零,故故A A是错误的是错误的;方向相反的两个力的合力一定小于其中较大的分方向相反的两个力的合力一定小于其中较大的分力力,故故B B是错误的是错误的;两个力方向相同时两个力方向相同时

20、,合力等于二力之和合力等于二力之和,方向方向相反时相反时,合力等于二力之差合力等于二力之差,故故C C是错误的是错误的;方向相反的两个力的方向相反的两个力的合力可能小于其中任何一个力合力可能小于其中任何一个力,故故D D是正确的。是正确的。3.3.作用在一个物体上的两个力作用在一个物体上的两个力,分分别为别为F F1 1=3 N,F=3 N,F2 2=5 N,=5 N,并且并且这这两两个力在同一条直个力在同一条直线线上上,则则F F1 1与与F F2 2的合力的合力()A.A.一定是一定是8 N8 NB.B.一定是一定是2 N2 NC.C.可能是可能是3 N3 N或或5 N D.5 N D.可

21、能是可能是2 N2 N或或8 N8 N【解析解析】选选D D。本题考查作用在同一直线上二力的合成。求同。本题考查作用在同一直线上二力的合成。求同一直线上二力的合成时一直线上二力的合成时,一定要考虑全面一定要考虑全面,即二力可能同向即二力可能同向,也也可能反向。本题中当同一直线上的两个力方向相同时可能反向。本题中当同一直线上的两个力方向相同时,合力大合力大小为两力之和小为两力之和,F=F,F=F1 1+F+F2 2=8 N=8 N。同一直线上方向相反时。同一直线上方向相反时,合力大小合力大小为两力之差为两力之差,F=|F,F=|F1 1-F-F2 2|=2 N|=2 N。故选。故选D D。4.4

22、.一个物体只受一个物体只受F F1 1、F F2 2两个力的作用两个力的作用,如果如果这这两个力的三要素完两个力的三要素完全相同全相同,则这则这两个力的合力两个力的合力为为()A.0A.0 B.F B.F1 1-F-F2 2C.FC.F1 1+F+F2 2 D.D.无法判断无法判断【解析解析】选选C C。本题考查在同一条直线上二力的合成。由于作。本题考查在同一条直线上二力的合成。由于作用在物体上的两个力的三要素完全相同用在物体上的两个力的三要素完全相同,即两个力方向相同即两个力方向相同,所所以物体所受合力是二力之和。以物体所受合力是二力之和。5.5.如图所示如图所示,甲、乙两同学同时移动一辆小

23、车甲、乙两同学同时移动一辆小车,甲用甲用40 N40 N的力水的力水平向右推平向右推,乙用乙用50 N50 N的力水平向右拉的力水平向右拉,两力沿同一直线两力沿同一直线,则小车则小车受到的合力大小为受到的合力大小为N,N,方向方向。【解析解析】本题考查同一直线上二力的合成。从题图中可以看本题考查同一直线上二力的合成。从题图中可以看出二力方向相同出二力方向相同,水平向右。合力等于二力之和水平向右。合力等于二力之和,即即F=FF=F1 1+F+F2 2=40 N+50 N=90 N40 N+50 N=90 N。答案答案:9090水平向右水平向右6.6.质质量量为为0.1 g0.1 g的雨滴在空中的

24、雨滴在空中竖竖直下落直下落,雨滴受到的空气阻力是雨滴受到的空气阻力是0.5100.510-3-3N,N,则则雨滴受的合力雨滴受的合力为为_N,N,方向方向。【解析解析】本题考查同一直线上二力的合成。先分析雨滴的受力本题考查同一直线上二力的合成。先分析雨滴的受力情况情况:雨滴在竖直方向上受重力和阻力两个力的作用雨滴在竖直方向上受重力和阻力两个力的作用,二力方向二力方向相反。其中重力相反。其中重力G=mg=0.1G=mg=0.11010-3-3kgkg10 N/kg=110 N/kg=11010-3-3N,N,所以所以F F合合=G-f=1=G-f=11010-3-3N-0.5N-0.51010-

25、3-3N=0.5N=0.51010-3-3N=5N=51010-4-4N,N,方向是竖直向方向是竖直向下。下。答案答案:5 51010-4-4竖直向下竖直向下7.7.同学们为了研究同一直线上方向相同的两个力的合成同学们为了研究同一直线上方向相同的两个力的合成,设计设计了如图所示的实验了如图所示的实验,已知已知AEAE是一根弹性很好的橡皮筋是一根弹性很好的橡皮筋,每个钩码每个钩码的重力都是的重力都是0.5 N0.5 N。(1)(1)三次实验中三次实验中,橡皮筋的橡皮筋的E E端都被拉长到端都被拉长到E E 点点,说明三次实验中说明三次实验中拉力的作用效果拉力的作用效果(选填选填“相同相同”或或“

26、不相同不相同”)。(2)(2)比较甲、丙两次实验比较甲、丙两次实验,可以得出可以得出:同一直线上同一直线上,方向相同的两方向相同的两个力的合力等于个力的合力等于,即即F=F=,合力的方合力的方向与两个力的方向向与两个力的方向。(3)(3)比较乙、丙两次实验比较乙、丙两次实验,可以得出可以得出:同一直线上同一直线上,方向相反的两方向相反的两个力的合力等于个力的合力等于,即即F=F=,合力的方向与合力的方向与力的方向相同。力的方向相同。【解析解析】本题考查探究同一直线上二力的合成实验。本题考查探究同一直线上二力的合成实验。(1)(1)由题图中实验可以看出由题图中实验可以看出:三次实验中都把同一根橡

27、皮筋拉三次实验中都把同一根橡皮筋拉到了到了EE点点,所以三次实验中拉力的作用效果相同。所以三次实验中拉力的作用效果相同。(2)(2)甲、丙两次实验中甲、丙两次实验中,力力F F的作用效果与力的作用效果与力F F1 1和和F F2 2的共同作用的共同作用效果相同效果相同,所以力所以力F F为力为力F F1 1和和F F2 2的合力。的合力。F=1.5 N,FF=1.5 N,F1 1=0.5 N,F=0.5 N,F2 2=1 N,1 N,由此得出由此得出:F=F:F=F1 1+F+F2 2,且合力且合力F F的方向与力的方向与力F F1 1、F F2 2的方向相同。的方向相同。(3)(3)乙、丙两

28、次实验中乙、丙两次实验中,已知已知:F=1.5 N,F:F=1.5 N,F1 1=0.5 N,F=0.5 N,F2 2=2 N,=2 N,由此得由此得出出:F=|F:F=|F1 1-F-F2 2|,|,且合力且合力F F的方向与力的方向与力F F2 2的方向相同的方向相同,即与较大的力即与较大的力的方向相同。的方向相同。答案答案:(1)(1)相同相同(2)(2)二力之和二力之和F F1 1+F+F2 2相同相同(3)(3)二力之差二力之差|F|F1 1-F-F2 2|较大的较大的 找找你容易错在哪里找找你容易错在哪里作用在一个物体上、同一直作用在一个物体上、同一直线线上的两个力上的两个力,其中

29、一个分力其中一个分力为为F F1 1=3=3 N,N,要得到要得到5 N5 N的合力的合力,则则另一个分力另一个分力为为多大多大?【学生自答学生自答】解析解析:由在同一条直线上的力合成法则知由在同一条直线上的力合成法则知:F F合合=F=F1 1+F+F2 2所以所以F F2 2=F=F合合-F-F1 1=5 N-3 N=2 N=5 N-3 N=2 N答案答案:另一个分力为另一个分力为2 N2 N。【教师点评教师点评】错误之处错误之处:没有考虑两个力方向相反的情况。没有考虑两个力方向相反的情况。作用在同一物体、同一直线上的两个分力方向可能相同也可作用在同一物体、同一直线上的两个分力方向可能相同

30、也可能相反。能相反。【标准答案标准答案】解析解析:(1):(1)两力方向相同时两力方向相同时:F:F合合=F=F1 1+F+F2 2,所以所以F F2 2=F=F合合-F-F1 1=5 N-3 N=5 N-3 N=2 N=2 N(2)(2)两力方向相反时两力方向相反时:若若F F1 1FF2 2,F,F合合=F=F1 1-F-F2 2,所以所以F F2 2=F=F1 1-F-F合合=3 N-5 N=-2 N,=3 N-5 N=-2 N,不合题意不合题意(舍舍)若若F F2 2FF1 1,F,F合合=F=F2 2-F-F1 1,F F2 2=F=F合合+F+F1 1=5 N+3 N=8 N=5 N+3 N=8 N答案答案:另一个分力可能为另一个分力可能为2 N2 N或或8 N8 N。