人教版八年级物理下册同步培优备课课件（新教材）8.4同一直线上二力的合成（35页ppt）

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人教版(新教材）物理8年级下册公开课精做课件
第八章 力和运动
8.4同一直线上二力的合成
物理观念：认识力的合成概念，了解合力与分力；掌握同一直线上二力合成的规律。
科学思维：能从力的作用效果角度理解等效替代法在力的合成中的应用；能运用同一直线上二力合成的律判断物体受力后的运动状态，计算未知力大小。
科学探究：通过“研究同一直线上二力的合成”实验，学会设计实验方案，掌握实验操作要点，能规范记录实验数据并推导结论；针对 “二力方向不同时合力如何变化” 提出猜想，结合实验现象验证猜想，培养提出问题、设计方案、分析误差的科学探究素养。
科学态度与责任：经历科学探究的过程，学习科学研究方法，培养学生的实践能力及创新意识；结合二力合成在生活中的应用，认识物理知识与生产生活的紧密联系，培养用物理知识解释生活现象的意识。
生活中，我们要托起一个重物，既可以用两只手，也可以用一只手。如图所示，可以两个人共同推车前行，也可以一个人推车前行。这些例子告诉我们，一个力的作用效果可以与两个力的作用效果相同。
那么这些力之间有什么联系吗？
1.两个小孩共同提起一桶水，可以使水桶保持静止状态；一个大人单独提起同一桶水，也能使水桶保持静止状态。
2.一个人拉一辆车拉不动，再有一个人在后边推就可以把车推动；如果换一个力气大的人一个人就可以拉动。
说明：这里所说的效果相同，在物理学中我们叫它等效，也可以叫等效替代，等效替代是物理学中常用的一种方法。
总结：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。在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成。
想一想：生活中几个力共同作用的事例。
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
两个人搬运货物
要研究多个力的合成问题，可以先从简单的情况入手。同一直线上二力合成的情况最简单，是我们在初中阶段研究的重点。那么我们如何来确定同一直线上的两个力的合力的大小和方向呢？
研究同一直线上二力的合成
实验方法：
等效替代法
演示实验：
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。
实验过程：
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。
合
数据记录与分析1：
结论：同一直线上的两个力方向相同时，F合=F1+F2，方向与这两个力的方向相同。
同一直线上方向相同的两个力的合成（表1） F1 F2 F合 大小/N 方向 大小/N 方向 大小/N 方向
1 0.5 向右 2.5 向右 3 向右
2 1 向右 1.5 向右 2.5 向右
3 1.5 向右 3 向右 4.5 向右
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'（F1' >F2'）。
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。
合
实验过程：
实验 力的合成

结论：同一直线上的两个力方向相反时，F合=F1' - F2'（F1' >F2'），方向与较大的力（F1'）的方向相同。
同一直线上方向相反的两个力的合成（表2） F1' F2' F合' 大小/N 方向 大小/N 方向 大小/N 方向
1 1.5 向右 0.5 向左 1 向右
2 2 向右 1 向左 1 向右
3 2.5 向右 1 向左 1.5 向右
数据记录与分析2：
拓展与延伸：处于平衡状态（受平衡力）的物体，合力为零；处于非平衡状态（受非平衡力）的物体，合力不为零。利用平衡状态和同一直线二力合成的规则，我们可以分析物体的受力或者求解力。
跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直跳下，它所受的重力和空气阻力的合力为10 N，方向竖直向下。已知运动员和伞具的总重为800 N，求运动员所受空气阻力的大小及方向。
解：运动员竖直向下运动的过程中所受合力的方向竖直向下，与重力同向，则重力较大，即F合=G - f，所以 f =G-F合=800 N-10 N=790 N，方向竖直向上。
例1
某同学练习排球垫球时，排球离开胳膊后竖直上升，到达最高点后竖直下落。已知排球所受的重力约
为2.7 N，所受的空气阻力与速度大小有关，
方向与运动方向相反。若排球在竖直上升过
程的某时刻所受空气阻力的大小约为0.5 N，
试计算排球此时所受合力的大小，并说明合力的方向。若在竖直下落过程的某时刻所受空气阻力的大小也约为0.5 N，则此时所受合力的大小和方向又是怎样的
例2
解：排球竖直上升时，受到的重力和空气阻力方向均竖直向下(图甲)，这两个力的方向相同。则有
F合=G+F阻=2.7 N+0.5 N=3.2 N，方向竖直向下。
排球竖直下落时，受到的重力方向竖直向下，
空气阻力竖直向上(图乙)，这两个力的方向相反。
则有F合=G - F阻=2.7 N-0.5 N=2.2 N，方向竖直向下。
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相同
1.
两个小孩共同提起一桶水，而大人一个人就可以提起同一桶水，大人用的力与两个小孩用的力的作用效果　　　　，这两个小孩提水的合力　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)这个大人提水的力。
等于
2.
甲、乙两组同学合作探究“同一直线上两个力的合力的大小与两个力的大小关系”，他们将一根粗橡皮条的一端固定，另一端系两个细绳套(未画出)，如图(a)，接着用两个弹簧测力计(未画出)分别钩住一个细绳套，甲组同学沿同方向、乙组同学沿反方向拉橡皮条至O点，如图(b)(c)，分别记录两拉力的大小。然后用一个弹簧测力计(未画出)将橡皮条也拉至O点，如图(d)，记录F的大小。他们改变O点的位置多次实验，记录的数据如表一、表二所示。
表一：甲组　　　　　　　　表二：乙组
序号 F1/N F2/N F/N
1 1.5 0.5 2.0
2 2.0 1.0 3.0
3 2.5 1.5 4.0
序号 F1′/N F2′/N F/N
1 5.0 3.0 2.0
2 7.0 4.0 3.0
3 9.0 5.0 4.0
(1)分析比较表一的数据及相关条件可初步得出：同一直线上方向相同的两个力，合力的大小_____________________。
(2)分析比较表二的数据及相关条件可初步得出：同一直线上方向相反的两个力，合力的大小______________________。
等于这两个力大小之和
等于这两个力大小之差
都
(3)两组同学交流了表中数据后得出初步结论：
甲：同一直线上方向相同的两个力的合力大于其中较大的力。
乙：同一直线上方向相反的两个力的合力小于其中较小的力。
①就上述数据而言，以上发现　　　　(填“只有甲”“只有乙”“都”或“都不”)正确。
②基于得出的初步结论进行推理，发现其中一组同学的结论不具普遍性，请拟定一组F1″、F2″的值，以支持该推理：F1″＝_____________N，F2″＝　　　　N。
10.0
3.0
(两空合理即可)
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3.
160
[2025广东中山期中]如图所示，在用小车搬运货物的时候，小点和小训同时对车施加沿水平方向的拉力F1和推力F2，其中拉力F1＝60 N，推力F2＝100 N。此时合力是　　　　N，合力的方向是　　　　的。
水平向右
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4.
运动状态
[2025成都]2024年巴黎奥运会中，中国艺术体操队获得了奥运金牌。体操运动员用力向上跳起时，力改变了运动员的　　　　　　。运动员竖直向上做减速运动时，所受合力的方向是向　　　　的。
下
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5.
720
跳伞运动员和伞的总重为780 N，如图所示，他从飞机上跳下，伞未打开时，受到空气的阻力为60 N，则这两个力的合力的大小为　　　N，合力的方向是　　　　　　。
竖直向下
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6.
B
放在水平地面上的水桶重为360 N，小训用260 N的力向上提它，水桶未动，则水桶受到的合力大小为(　　)
A．360 N
B．0 N
C．100 N
D．260 N
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7.
A
关于同一直线上两个分力的合力，下列说法正确的是(　　)
A．合力的大小可能比两个分力都大
B．合力的方向一定与两个分力的方向相同
C．合力的方向一定与较小的分力的方向相反
D．合力的大小不可能与其中的一个分力的大小相等
8.
如图是“研究同一直线上两个力的合力”的实验中出现的情景，首先用F1和F2两个力同时拉弹簧，然后用一个力单独拉同一弹簧。改变F1和F2的大小和方向，进行多次实验。
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D
下列说法错误的是(　　)
A．F单独拉弹簧时，弹簧的伸长量应与F1和F2同时拉弹簧时相同
B．若F1＝2 N，F2＝3 N，则合力F＝5 N
C．同一直线上同方向的两个力的合力大小等于两个力大小之和
D．两个力的合力一定等于两个力大小之和
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9.
3
[2025东莞期中]如图所示，放在光滑水平桌面上的木块受到水平推力F1、F2的作用，F1＝5 N，F2＝8 N，此时木块受到的合力为　　　　N，方向为水平向
　　　　(填“左”或“右”)；若想合力为零，F1的大小要变为　　　　N。
左
8
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10.
12 N
若一个重为10 N的小球在空中运动时，始终受到2 N的空气阻力，现将小球竖直向上抛出，则小球上升过程中受到的合力大小为　　　　，下落过程中受到的合力大小为　　　　。
8 N
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11.
不是
“天眼”FAST调试组研制了“微重力蜘蛛人系统”，用充有氦气的气球将作业人员吊起，减小作业人员对反射面板的压力，形成“微重力”效果，使得作业人员能够到达反射面板任意地方执行巡检和维护作业，如图所示。当作业人员静止在反射面板上时，反射面板对作业人员的支持力和作业人员的
重力　　　　(填“是”或“不是”)
一对平衡力，作业人员所受的合力
为　　　　N。
0
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12.
放在水平地面上的收纳箱受到水平向右的推力F，F的大小与时间t的关系如图甲所示，收纳箱运动速度v与时间t的关系如图乙所示，由图像可知，当t＝2 s时，收纳箱受到的摩擦力为　　　　N，当t＝8 s时，收纳箱受到的合力为　　　　N。
120
140
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13.
如图所示，物体甲的重力为80 N，乙的重力为120 N，物体乙恰好水平向右做匀速直线运动，则物体乙受到的摩擦力f＝　　　　N，此时物体甲受到向上的拉力为　　　N，受到的合力为　　　　N。若要使物体乙水平向左做匀速直线运动，则受到向右的合力为
　　　　N，需要给乙施加一个水平向左的拉力
F＝　　　　N。
(不计绳重及与滑轮之间的摩擦)
80
80
0
160
160
同一直线上二力的合成
力的合成
同一直线上二力的合成
合力：如果一个力单独作用的效果跟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。
力的合成：在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成。
实验方法：等效替代法
1.如果方向相同，F合=F1+F2，方向与这两个力的方向相同。
2.如果方向相反，F合=|F1' - F2'|，方向与较大的力方向一致。
谢谢观看！