第四节 同一直线上二力的合成
一、明确目标:
1、知道几个力的共同作用效果可以用一个力来代替,这个力就是那几个力的合力.
2、能举例说明什么是力的合成.
3、知道同一直线上方向相同和相反的两个力的合成方法.
二、自主预习:
1、几个力共同作用在一个物体上时,它们的作用效果可以用一个力来代替,这个力称为那几个力的 。如果已知几个力的大小和方向,求合力的大小和方向,称为 。
2、沿同一直线作用的两个同方向的力,其合力方向不变,大小是这两个力的大小之 。沿同一直线作用的两个反方向的力,其合力方向与其中较 的力的方向一致,大小是这两个力的大小
之 。
3、教室内悬挂的电灯受 力和 力,这两个力的合力为 ,电灯处于静止状态。
三、合作探究:
探究活动一:理解合力的概念
1、观察教材中图7-26,并提出问题:请分别说出提水桶的力和拉车的力各是几个?____________________ __________________
2、一个大人提水桶的力和两个小孩共同提水桶的力的效果相同吗?
_______________ __________ ________
3、两头毛驴拉车的力与一匹马拉车的力的效果相同吗?
_______ ____________ __________
4、总结合力和力的合成概念:
合力:_________________________________________________.
力的合成:______________________________________________________.
探究活动二:同一直线上二力的合成
●设计实验
以橡皮筋为研究对象,使橡皮筋的一端固定,先用两个力(同一直线上)作用在橡皮筋的另一端,使其沿某一方向伸长至某一点,再用一个力作用于该端,并使它也沿该方向伸长至该点,以保证这一个力的作用效果与刚才的两个力共同的作用效果相同。比较这一个力与刚才的两个力之间的关系。
●进行实验
1、先把白纸用图钉固定在水平木板上,再用图钉
将带有两个细绳套的橡皮筋的一端也固定在木板上,
如图12-1所示。
2、用两个弹簧测力计分别钩住橡皮筋上的两个细
绳套,用适当的力朝同一个方向将橡皮筋拉到某一位
置O,在白纸上记下O的位置并将两个力的大小记录
在表12-1中。 图12-1
3、换用一个弹簧测力计将橡皮筋朝同一个方向也拉到O点,记录下弹簧测力计的拉力
大小并填入表12-1中。
表12-1 同一直线上同方向二力的合成
力的大小F/N 方向
用两个弹簧测力计拉 F1= F1+F2= 同向
F2=
用一个弹簧测力计拉 F=
4、用两个弹簧测力计分别钩住橡皮筋上的两个细绳套,
用适当的力朝相反方向将橡皮筋拉到某一位置O′,如图
12-2,在白纸上记下O′的位置并将两个力的大小记录
在表12-2中。
5、换用一个弹簧测力计将橡皮筋也拉到O′点,
记录下弹簧测力计的拉力大小并填入表12-2中。
图12-2
表12-2 同一直线上反方向二力的合成
力的大小F/N 方向
用两个弹簧测力计拉 F′1= F′1+F′2= 反向
F′2=
用一个弹簧测力计拉 F′=
●分析与论证
通过探究以及整理分析数据,可知:沿同一直线作用的两个同方向的力,其合力方向 ,大小是这两个力的 ;沿同一直线作用的两个反方向的力,其合力方向 。 ,大小是这两个力的
●评估
实验中两个拉动橡皮筋的力的方向不要产生夹角,应保持在同一直线上,并且保持测力计拉杆与木板平行,观察时不仅要注意观察记录合力的大小,也要注意观察记录合力的方向。
●交流
各小组成员对比实践活动,互相交流后再思考:若同一条直线上的多个力作用在同一物体上,该怎样合成呢?
四、当堂反馈:
1、作用在同一直线上的两个力,合力为12 N,若其中一个力的大小为15 N,则另一个力的大小为________.
2、向下抛出质量为5 kg的物体,它所受的重力是________N.若物体在竖直下落的过程中,受到的阻力为3 N,它所受的合力大小是________N,合力的方向________.
3、同一直线上的两个力F1和F2作用在同一物体上,已知F1=20 N,F2=30 N.它们的合力可能是( )
A.大小为50 N,方向与F1相反 B.大小为50 N,方向与F2相反
C.大小为10 N,方向与F1相同 D.大小为10 N,方向与F2相同
4、一个物体受到同一直线上的两个力的作用,其合力的大小是120 N,已知其中一个力的大小是150 N,那么另一个力的大小可能是( )
A.270 N B.230 N C.80 N D.30N
五、拓展提升:
1、下列关于同一直线上两个力与它的合力大小的说法中,正确的是( )
A、 合力的大小等于两个力的大小相加
B、 两个力的合力一定大于其中任何一个力
C、 两个力的合力不可能小于两力之差
D 、两个力的合力不可能大于两力之和
2、同一直线上的两个力的合力为1000N,其中一个力的大小为400N,则另一个力的大小( )
A、一定是600N B、可能等于600N
C、可能等于1400N D、可能大于1400N
3、水平面上一个物体分别受到向左F1和向右F2两个力的作用,开始时F1小于F2,当向左的力逐渐变大时,物体所受水平方向合力的大小 ( )
A、不断变大 B、不断变小
C、先变大后变小 D、先变小后变大
4、把一个重为2N的苹果竖直向上抛出,苹果在空中受到重力和空气阻力的作用。若苹果在上升和下降过程中所受合力的大小分别为F1、F2,则 ( )
A、F1可能小于F2 B、F1可能等于F2
C、F1一定等于F2 D、F1一定大于F2
5、研究同一直线上方向相同的两个力合成的实验如图所示,
实验过程中,需要同时用力F1、F2拉弹簧和单独用力F拉弹簧,这
两次拉弹簧应使弹簧的下端到达 的位置(先填“不同”
或“相同”).
6、小明和小红用向上的力共同提起一桶水,已知桶和水共重200N,小明的拉力为120N,小红的拉力为90N,那么这桶水所受的合力大小为 N,方向 .
7、用8N竖直向下的力把重5N的木块紧紧压在地面上,地面受到的压力是 N;如果用同样大小的力把同样重的木块紧紧压在天花板上,天花板受到木块的压力是 N.
8、F1、F2为同一直线上的两个力,它们的合力为F,下列关于F1、F2和F的大小及关系的说法中,正确的是 ( )
A、F不可能为零
B、F一定大于F1,也大于F2
C、F一定大于F1、F2中较小的那个力
D、F可能比F1、F2都小
9、竖直上抛一个小球,小球上升和下降时受到空气阻力作用,阻力小于小球重力且不变,若小球上升时受到的合力是F1,下降时受到的合力是F2,则F1 F2。(填“大于”“小于”或“等于”)
10、一个物体始终只受到两个力F1和F2的作用,一开始物体处于静止状态,且F1=F2。在t1时间内保持F1不变,只改变F2的大小,此过程中物体所受合力的方向始终与F1方向相同。如图12-3中可以表示F2大小随时间变化的图像是 ( )
11、一个质量为50千克的人,站在水平地面上,人受哪些力的作用?这些力的合力多大?
12、一个重为1千克的物体,要测出其受到的重力,现只有两个完全相同的弹簧测力计,每个的量程都是5N,能利用它们来测量这个物体受到的重力吗?说出你的办法.
六、课后检测:
1、两个小孩能提起一桶水,一个大人同样能提起这桶水,这现象表明________.
2、作用在同一直线上的两个力,若两力的方向相同,其中一个力的大小为15 N,则另一个力的大小为12 N,合力为________.若两力的方向相反,其中一个力的大小为15 N,则另一个力的大小为12 N,合力为________.
3、放在水平桌面上的木块受到5N水平向左的拉力作用和8N水平向右的拉力作用而运动,其效果可用一个大小为 N,方向 的力来代替,这个力是它们的 .
4、图中,甲同学用力100N,乙同学用力200N(二力在同一直线上),则:在(1)图中,合力为 N,方向 ;在图(2)中,合力为 N,方向 .
5、一群人和一头大象拔河.设在拔河过程中大象和人群的拉力都是2×104N,则绳所受的合力
是 N.
6、物体在水平方向受到两个力的作用,该两个力的合力如图1所示,已知F1=35 N,方向向右,则另一个力F2的大小和方向是( )
A.15 N,向右 B.55 N,向右
C.15 N,向左 D.55 N,向左
7、一个物体受到同一直线上的两个力的作用,其合力的大小是120 N,已知其中一个力的大小是150 N,那么另一个力的大小可能是( )
A.270 N B.230 N C.80 N D.30N
8、一辆小车重200 N,放在光滑水平地面上,甲用50 N水平力向东拉,乙用30 N的水平力向东推,求这辆小车在水平方向所受的合力大小和方向.
质疑与反思:
F1
F2
F