第八章 第4节 同一直线上二力的合成（课件）(共24张PPT) 2024-2025学年度人教版（2024）物理八年级下册

(共24张PPT)
第八章 运动和力
第4节 同一直线上二力的合成
学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练
人教版-物理-八年级下册
1. 认识力的合成，知道合力与分力都是从力的作用效果来定义的。
2. 通过实验探究，获知在同一直线上同方向与反方向上力的合成规律。
学习目标
【重点】同一直线上二力的合成
新课引入
生活中的物体往往同时受到多个力的作用。怎样分析这样的力学问题呢 你认为能用一个力代替几个力同时作用的效果吗
一个人费劲拉车时，有人在后面帮忙推车时，拉车人会轻松一些
新知探究
知识点一 力的合成
现 象 分 析 结 论
甲图中用一台拖拉机将陷入泥潭的汽车拉了出来;
图乙中一群中学生齐心合力也可以把汽车从泥潭中推出
拖拉机对汽车拉力的作用效果和同学们推汽车推力的作用效果相同
1. 现象探究: 一个力和几个力的作用效果
新知探究
知识点一 力的合成
2. 合力与力的合成
（1）合力
如果一个力（F）单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力 ，组成合力的每一个力（如F1和 F2）叫作分力。
（2）力的合成
求几个力合力的过程叫作力的合成。
新知探究
知识点一 力的合成
（3）合力与分力的理解
①同时性：几个分力必须是同时作用在同一个物体上。
②非共存性：对物体进行受力分析时，考虑了合力，就不能再考虑分力，考虑了分力，就不能再考虑合力。
③等效性：合力并不是分力的总和，而应从力的作用效果来判断，运用等效替代的思想，它可以替代那几个分力，即合力的实质为分力的“等效力”。
新知探究
知识点二 同一直线上二力的合成
想想议议
如图所示，在搬运货物的时候，两个人同时对车施加沿水平方向的拉力F1和推力F2。此时，怎样计算拉力F1和推力F2的合力大小呢 又该怎样确定合力的方向呢
新知探究
1. 实验：同一直线上二力的合成
【实验器材】支架、橡皮筋、小圆环、细绳、两个弹簧测力计。
【实验步骤】
（1）如图所示，将橡皮筋一端固定，另一端与小圆环相连。把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后，沿水平方向向右拉橡皮筋，将小圆环拉至O点，标记下此时小圆环的位置，并记录两个弹簧测力计的示数F1、F2。
知识点二 同一直线上二力的合成
新知探究
知识点二 同一直线上二力的合成
（2）只用一个弹簧测力计拉橡皮筋，将小圆环再次拉到O点，记下弹簧测力计的示数F合。
改变拉力F1、F2的大小，多做几次实验。将F合与F1、F2的示数进行比较，并分析F合与F1、F2方向的关系。
项目 F1/N F2/N F合/N
大小
方向
知识点二 同一直线上二力的合成
（3）如图所示，用两个弹簧测力计沿相反的方向水平拉橡皮筋，标记下此时小圆环的位置O'，并记下两个弹簧测力计的示数F1'、F2'。
新知探究
知识点二 同一直线上二力的合成
（4）再用一个弹簧测力计将小圆环拉到O'点，记下弹簧测力计的示数F'合。
改变拉力F1'、F2'的大小，多做几次实验。将F'合与F1'、F2'的示数进行比较，并分析F'合与F1'、F2'方向的关系。
项目 F1'/N F2'/N F'合/N
大小
方向
新知探究
知识点二 同一直线上二力的合成
新知探究
【实验数据与分析】
（1）同一直线上同方向二力的合成
比较（1）与（2）两次实验中F1、F2和F合之间的大小与方向的关系。
分析与结论：F1与F2同向，F合产生的作用效果与F1、F2共同作用产生的效果相同时，F合=F1+F2，方向与F1、F2的方向相同。
项目 F1/N F2/N F/N
大小 2 1 3
方向 向右 向右 向右
知识点二 同一直线上二力的合成
新知探究
（2）同一直线上反方向二力的合成
比较（3）与（4）两次实验中F1'、F2'和F'合之间的大小与方向的关系。
分析与结论：F1'与F2'反向，F'合产生的作用效果与F1'、F2'共同作用产生的效果相同时，F'合=F1'-F2'，方向与F1' 的方向相同。
项目 F1'/N F2'/N F'合/N
大小 4 1 3
方向 向右 向左 向右
知识点二 同一直线上二力的合成
新知探究
【实验结论】
同一直线上的两个力，如果方向相同，合力的大小等于这两个力的大小之和，合力的方向与这两个力的方向相同；如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小之差，合力的方向与较大的力的方向一致。
知识点二 同一直线上二力的合成
新知探究
（1）只有同一物体所受的力才可合成。
（2）不同性质的力也可以合成。
（3）研究方法：在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有物理量，但不会改变物理效果，比如用合力替代各个分力，这种研究方法叫做等效替代法。
物体受到几个力作用时，其产生的效果与一个力的作用效果相同。所以我们在研究力的时候，既可以用一个力替代几个力，也可以用几个力替代一个力，只要这种替代能保持同样的效果。
【交流讨论】
知识点二 同一直线上二力的合成
新知探究
（1）静止在水平桌面上的物体
例如，花瓶在竖直方向上受到的力有：重力G与桌面支持力F，因为这两个力是一对平衡力，大小相等，所以这两个力的合力是F合=G-F=0.
结论：静止的物体，所受的合力为0.
2. 物体所受合力与运动状态间的关系
重力G
支持力F
知识点二 同一直线上二力的合成
新知探究
（2）匀速运动的物体
例如，匀速下落的跳伞运动员在竖直方向上受到的力有：重力G与与空气的阻力f，因为这两个力是一对平衡力，大小相等，所以这两个力的合力是F合=G-f=0.
结论：匀速运动的物体，所受的合力为0.
空气阻力f
重力G
知识点二 同一直线上二力的合成
新知探究
（3）分析水平面上运动的物体
①若牵引力等于阻力，则合力为0，二力平衡，小车向左做匀速直线运动；
②若牵引力大于阻力，则合力不为0，方向与小车运动方向相同，小车向左做加速直线运动；
支持力N
重力G
阻力f
牵引力F
③若牵引力小于阻力，则合力不为0，方向与小车运动方向相反，小车向左做减速直线运动 。
课堂小结
同一直线二力合成
力的合成
合力与
力的合成
①合力与分力：如果一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，组成合力的每一个力叫作分力。
②力的合成：求几个力合力的过程叫作力的合成.
同一直线上的两个力，如果方向相同，合力的大小等于这两个力的大小之和，合力的方向与这两个力的方向相同；如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小之差，合力的方向与较大的力的方向一致.
课堂训练
帆船的动力来源主要依靠风力，风力的大小直接影响帆船的推进力。这些船帆所受的力的方向相同，帆船所受合力（动力）的大小等于各个船帆所受风力的和。所以动力需求越大的帆船，需要更多的船帆。
1. 不同型号的帆船配有不同数量的船帆，对动力需求越大的帆船需要越多的船帆。请解释为什么动力需求越大的帆船需要的船帆越多。
课堂训练
2. 在研究同一直线上方向相同的两个力的合成的实验中，两次将小圆环拉至同一位置O点的目的是什么 实验中我们会发现，两个弹簧测力计并排拉圆环时，很难严格做到让力F1和力F2在同一直线上。这两个力之间会有一定的夹角，你是通过什么方法减小这个夹角的
（1）两次将小圆环拉至同一位置O点的目的是使一个力单独作用的效果与2个力共同作用的效果相同。
（2）可以改变细绳的长度，使两个弹簧测力计在同一直线上，不并排拉。
课堂训练
3. 甲、乙两人用一条绳子向同一方向拉一条船，甲用力300 N，乙用力170 N，船受到的拉力是多少
两力沿同一直线，船受到的拉力大小
F＝F甲+F乙＝300N+170N＝470N
课堂训练
两力沿同一直线，桌子受到的合力大小
F＝F乙-F甲＝50N-30N＝20N
水平向左的力比较大，故最终的合力是水平向左。
4. 甲、乙两人推一张桌子，甲用30N的力向右推，乙用50N的力向左推，两个力沿同一直线。桌子受到两人的合力是多少 方向如何
课堂训练
（1）若两个力的方向相同（向东或向西），则
合力的大小为 F＝F1+F2＝5N+3N＝8N，方向与两力的方向相同。
（2）若力F1的方向向东，力F2的方向向西，则
合力的大小为 F＝F1-F2＝5N-3N＝2N，方向向东。
（3）若力F1的方向向西，力F2的方向向东，则
合力的大小为 F＝F1-F2＝5N-3N＝2N，方向向西。
5. 一个力F1的大小为5N，另一个力F2的大小为3N，它们都沿东西方向，向东还是向西并不确定。它们的合力F的大小和方向有哪几种可能 请列举各种可能情况，并说出每种情况下合力的大小和方向。