人教版八年级物理下册同步（新教材）8.4同一直线上二力的合成（教案）
文档属性
| 名称 | 人教版八年级物理下册同步（新教材）8.4同一直线上二力的合成（教案） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 309.2KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-12-23 00:02:24 | ||
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文档简介
第4节 同一直线上二力的合成
1.物理观念：
（1）认识力的合成概念，了解合力与分力。
（2）掌握同一直线上二力合成的规律。
2.科学思维：
（1）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。
（2）能运用同一直线上二力合成的规律判断物体受力后的运动状态，计算未知力大小。
3.科学探究：
（1）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。
（2）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。
4.科学态度与责任：
（1）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。
（2）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。
1.教学重点：合力的概念及同一直线上二力的合成的规律。
2.教学难点：建立合力的概念时对等效替代思想的渗透以及力的合成规律的应用。
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；推车时，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。
［提问］那么它们之间有什么联系吗？
任务一 力的合成
教师活动 学生活动
［过渡］要理解力的合成，我们先通过两个简单活动来感受一下“多个力与一个力的等效性”。 ［活动1］请两名学生上台共同提起一桶水，使水桶保持静止状态。再请一名学生把这桶水提到同一高度并使水桶保持静止状态。 ［提问］两名学生共同提水桶的力产生的作用效果和一名学生用力的作用效果相同吗？ ［活动2］将健身用拉力器左端固定，先由两名学生将拉力器右端拉至某一点，再由一名学生将拉力器右端拉至同一点。 ［提问］两名学生对拉力器的共同作用和一名学生对拉力器的作用效果相同吗？ ［追问］结合活动和生活实例，你能给“合力”“分力”和“力的合成”下定义吗？ ［追问］活动中一名同学施加的力，能够替代另外两名同学施加的力吗？为什么？ ［教师补充］合力和分力具有以下性质： （1）同一性和同时性：作为分力的几个力必须同时作用在同一个物体上。 （2）非重复性：合力并不是物体受到的一个新的力。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，运用等效替代原则。即合力的实质为分力的“等效力”。 ［提问］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？ ［回答］前后两次都使水桶保持静止状态，所以作用效果是相同的。 ［回答］两次都将拉力器右端拉到同一位置，拉力器伸长量相同，所以作用效果相同。 ［教师指导、学生讨论后回答］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；这几个力就叫作那一个力的分力。2.力的合成：在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成。 ［分析判断］能替代，因为作用效果相同。 ［讨论回答］可以找一个力，使之作用效果与F1和F2作用的效果完全相同，则F1和F2的合力大小就等于这个力的大小，F1和F2的合力方向就与这个力的方向相同。
任务二 同一直线上二力的合成
教师活动 学生活动
［过渡］我们已经知道了力的合成实质是“等效替代”，那当两个分力在同一直线上时（同向或反向），合力的大小和方向该如何确定呢？结合生活经验，大家先猜想一下。 ［引导设计实验］设计实验方案的过程中，思考以下问题： 1.如何判断分力和合力的作用效果相同？（结合刚刚的体验活动思考） 2.如何保证两个分力在一条直线上？ 3.实验过程中需要记录哪些实验数据？ 4.探究性实验如何避免实验结论的偶然性？ 5.如何设计实验数据记录表格填写数据？ ［实验器材］橡皮筋（一端固定）、两个弹簧测力计、细绳套等。 ［演示实验］ 1.如图，两个力方向相同时：①用两个测力计水平向右拉细绳套，使细绳套到O点，记录F1、F2；②用一个测力计水平向右拉细绳套，使细绳套到O点，记录合力F合；③改变F1、F2，重复实验。 2.如图，两个力方向相反时：①用两个测力计分别水平向右、向左拉细绳套，使细绳套到O′点；②用一个测力计拉细绳套，使细绳套到O′点，记录合力F合′及其方向（向右）；③改变F1′、F2′，重复实验。 ［注意］提醒学生：①测力计要与橡皮筋拉伸方向一致，避免倾斜读数；②记录数据时标注方向；③多次实验减小误差。 ［提问］结合实验现象和记录的数据，你能说出同一直线上二力合成的规律吗？ ［追问］若两个分力反向、大小相等且在同一直线上（如F1=2N向右、F2=2N向左），合力是多少？此时物体的运动状态有什么特点？ ［拓展］利用多媒体展示合力与分力的大小关系。 ［提出猜想］猜想1：二力同向时，合力大小等于分力大小之和，方向与分力相同；猜想2：二力反向时，合力大小等于分力大小之差，方向与较大分力相同。 ［小组讨论回答］1.要保证作用效果相同，我们可以用力拉橡皮筋，使橡皮筋分别受两个力和一个力，且发生形变的程度相同；2.施加两个拉力时，使橡皮筋的伸长在同一直线上；3.实验中要记录橡皮筋被拉到相同长度时的分力和合力，可以先让两个分力的方向相同，再让两个分力的方向相反；4.至少进行3次实验并记录数据。 ［观察并记录数据］ ［学生讨论总结］同一直线上二力合成规律：两个力同向时，F合=F1＋F2，合力方向与这两个力的方向相同；两个力方向相反时，F合=|F1－F2|，合力方向与较大的力方向一致。 ［推理分析］F合=F1－F2=2N－2N=0；此时物体保持静止或者匀速直线运动状态。
任务三 同一直线上二力合成的应用
教师活动 学生活动
［过渡］掌握了同一直线上二力合成的规律，我们就能用它解决生活中的实际问题。接下来我们从“判断运动状态”“计算未知力”“解释现象”三个方面展开应用。 ［应用1：判断物体运动状态］①一个静止的木箱，水平方向上受F1=10N向右的推力和F2=10N向左的摩擦力，木箱会动吗？②若F1增大到15N，F2仍为10N，木箱会怎样运动？ ［应用2：计算未知力大小］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2.7N，排球所受的空气阻力与速度的大小有关，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0.5N，试计算排球此时所受力的合力的大小，并说明合力的方向。若排球在竖直下落过程的某时刻所受空气阻力的大小也约为0.5N，则此时排球所受力的合力的大小和方向又是怎样的？ ［应用3：解释生活现象］为什么两人同向推陷在泥潭的汽车，比一人推更容易推出？ ［小结］1.判断运动状态：合力为零→状态不变，合力不为零→状态改变；2.计算未知力：匀速直线运动或静止→合力为零→反向分力大小相等；3.解释现象：分析分力方向与大小，用力的合成规律推导合力效果。 ［分析推理］①二力反向，F合=F1－F2=10N－10N=0，此时木箱在水平方向上所受合力为0，受平衡力，运动状态不变，保持静止；②二力反向，F合=F1－F2=15N－10N=5N，此时木箱在水平方向上受水平向右、大小为5N的合力，受力不平衡，木箱运动状态改变，会向右加速运动。 ［推导计算］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。F合=G＋F阻=2.7N＋0.5N=3.2N。排球竖直下落时，受到的重力竖直向下，空气阻力竖直向上（图乙），这两个力的方向相反。F合′=G－F阻=2.7N－0.5N=2.2N，即排球上升时合力为3.2N，排球下降时合力为2.2N，方向均竖直向下。 ［结合规律解释］两人同向推车，推力二力同向，F合=F1＋F2，比单人推力大，更易克服泥潭阻力。
教师活动 学生活动
［任务］请各小组以“同一直线上二力的合成”为核心，用思维导图整合本节课知识。 ［总结］本节课我们从生活中的“多力作用”现象入手，通过实验理解了“等效替代”的物理思想，掌握了同一直线上二力合成的规律，还能用规律解决运动状态判断、未知力计算等问题。希望大家记住：物理学习中，“简化复杂问题”的思维很重要——把多个力等效为一个合力，能让受力分析更简单；同时要区分易混淆概念，比如二力合成与二力平衡，真正做到学以致用。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第4节 同一直线上二力的合成
1.力的合成：
（1）合力：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。
（2）力的合成：在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成。
2.同一直线上二力的合成：
（1）实验方法：等效替代法。
（2）同一直线上的两个力，如果方向相同，F合=F1＋F2，合力的方向与这两个力的方向相同；如果方向相反，F合′=F1′－F2′（F1′＞F2′），合力的方向与较大的力（F1′）方向一致。
1.物理观念：
（1）认识力的合成概念，了解合力与分力。
（2）掌握同一直线上二力合成的规律。
2.科学思维：
（1）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。
（2）能运用同一直线上二力合成的规律判断物体受力后的运动状态，计算未知力大小。
3.科学探究：
（1）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。
（2）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。
4.科学态度与责任：
（1）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。
（2）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。
1.教学重点：合力的概念及同一直线上二力的合成的规律。
2.教学难点：建立合力的概念时对等效替代思想的渗透以及力的合成规律的应用。
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；推车时，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。
［提问］那么它们之间有什么联系吗？
任务一 力的合成
教师活动 学生活动
［过渡］要理解力的合成，我们先通过两个简单活动来感受一下“多个力与一个力的等效性”。 ［活动1］请两名学生上台共同提起一桶水，使水桶保持静止状态。再请一名学生把这桶水提到同一高度并使水桶保持静止状态。 ［提问］两名学生共同提水桶的力产生的作用效果和一名学生用力的作用效果相同吗？ ［活动2］将健身用拉力器左端固定，先由两名学生将拉力器右端拉至某一点，再由一名学生将拉力器右端拉至同一点。 ［提问］两名学生对拉力器的共同作用和一名学生对拉力器的作用效果相同吗？ ［追问］结合活动和生活实例，你能给“合力”“分力”和“力的合成”下定义吗？ ［追问］活动中一名同学施加的力，能够替代另外两名同学施加的力吗？为什么？ ［教师补充］合力和分力具有以下性质： （1）同一性和同时性：作为分力的几个力必须同时作用在同一个物体上。 （2）非重复性：合力并不是物体受到的一个新的力。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，运用等效替代原则。即合力的实质为分力的“等效力”。 ［提问］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？ ［回答］前后两次都使水桶保持静止状态，所以作用效果是相同的。 ［回答］两次都将拉力器右端拉到同一位置，拉力器伸长量相同，所以作用效果相同。 ［教师指导、学生讨论后回答］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；这几个力就叫作那一个力的分力。2.力的合成：在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成。 ［分析判断］能替代，因为作用效果相同。 ［讨论回答］可以找一个力，使之作用效果与F1和F2作用的效果完全相同，则F1和F2的合力大小就等于这个力的大小，F1和F2的合力方向就与这个力的方向相同。
任务二 同一直线上二力的合成
教师活动 学生活动
［过渡］我们已经知道了力的合成实质是“等效替代”，那当两个分力在同一直线上时（同向或反向），合力的大小和方向该如何确定呢？结合生活经验，大家先猜想一下。 ［引导设计实验］设计实验方案的过程中，思考以下问题： 1.如何判断分力和合力的作用效果相同？（结合刚刚的体验活动思考） 2.如何保证两个分力在一条直线上？ 3.实验过程中需要记录哪些实验数据？ 4.探究性实验如何避免实验结论的偶然性？ 5.如何设计实验数据记录表格填写数据？ ［实验器材］橡皮筋（一端固定）、两个弹簧测力计、细绳套等。 ［演示实验］ 1.如图，两个力方向相同时：①用两个测力计水平向右拉细绳套，使细绳套到O点，记录F1、F2；②用一个测力计水平向右拉细绳套，使细绳套到O点，记录合力F合；③改变F1、F2，重复实验。 2.如图，两个力方向相反时：①用两个测力计分别水平向右、向左拉细绳套，使细绳套到O′点；②用一个测力计拉细绳套，使细绳套到O′点，记录合力F合′及其方向（向右）；③改变F1′、F2′，重复实验。 ［注意］提醒学生：①测力计要与橡皮筋拉伸方向一致，避免倾斜读数；②记录数据时标注方向；③多次实验减小误差。 ［提问］结合实验现象和记录的数据，你能说出同一直线上二力合成的规律吗？ ［追问］若两个分力反向、大小相等且在同一直线上（如F1=2N向右、F2=2N向左），合力是多少？此时物体的运动状态有什么特点？ ［拓展］利用多媒体展示合力与分力的大小关系。 ［提出猜想］猜想1：二力同向时，合力大小等于分力大小之和，方向与分力相同；猜想2：二力反向时，合力大小等于分力大小之差，方向与较大分力相同。 ［小组讨论回答］1.要保证作用效果相同，我们可以用力拉橡皮筋，使橡皮筋分别受两个力和一个力，且发生形变的程度相同；2.施加两个拉力时，使橡皮筋的伸长在同一直线上；3.实验中要记录橡皮筋被拉到相同长度时的分力和合力，可以先让两个分力的方向相同，再让两个分力的方向相反；4.至少进行3次实验并记录数据。 ［观察并记录数据］ ［学生讨论总结］同一直线上二力合成规律：两个力同向时，F合=F1＋F2，合力方向与这两个力的方向相同；两个力方向相反时，F合=|F1－F2|，合力方向与较大的力方向一致。 ［推理分析］F合=F1－F2=2N－2N=0；此时物体保持静止或者匀速直线运动状态。
任务三 同一直线上二力合成的应用
教师活动 学生活动
［过渡］掌握了同一直线上二力合成的规律，我们就能用它解决生活中的实际问题。接下来我们从“判断运动状态”“计算未知力”“解释现象”三个方面展开应用。 ［应用1：判断物体运动状态］①一个静止的木箱，水平方向上受F1=10N向右的推力和F2=10N向左的摩擦力，木箱会动吗？②若F1增大到15N，F2仍为10N，木箱会怎样运动？ ［应用2：计算未知力大小］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2.7N，排球所受的空气阻力与速度的大小有关，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0.5N，试计算排球此时所受力的合力的大小，并说明合力的方向。若排球在竖直下落过程的某时刻所受空气阻力的大小也约为0.5N，则此时排球所受力的合力的大小和方向又是怎样的？ ［应用3：解释生活现象］为什么两人同向推陷在泥潭的汽车，比一人推更容易推出？ ［小结］1.判断运动状态：合力为零→状态不变，合力不为零→状态改变；2.计算未知力：匀速直线运动或静止→合力为零→反向分力大小相等；3.解释现象：分析分力方向与大小，用力的合成规律推导合力效果。 ［分析推理］①二力反向，F合=F1－F2=10N－10N=0，此时木箱在水平方向上所受合力为0，受平衡力，运动状态不变，保持静止；②二力反向，F合=F1－F2=15N－10N=5N，此时木箱在水平方向上受水平向右、大小为5N的合力，受力不平衡，木箱运动状态改变，会向右加速运动。 ［推导计算］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。F合=G＋F阻=2.7N＋0.5N=3.2N。排球竖直下落时，受到的重力竖直向下，空气阻力竖直向上（图乙），这两个力的方向相反。F合′=G－F阻=2.7N－0.5N=2.2N，即排球上升时合力为3.2N，排球下降时合力为2.2N，方向均竖直向下。 ［结合规律解释］两人同向推车，推力二力同向，F合=F1＋F2，比单人推力大，更易克服泥潭阻力。
教师活动 学生活动
［任务］请各小组以“同一直线上二力的合成”为核心，用思维导图整合本节课知识。 ［总结］本节课我们从生活中的“多力作用”现象入手，通过实验理解了“等效替代”的物理思想，掌握了同一直线上二力合成的规律，还能用规律解决运动状态判断、未知力计算等问题。希望大家记住：物理学习中，“简化复杂问题”的思维很重要——把多个力等效为一个合力，能让受力分析更简单；同时要区分易混淆概念，比如二力合成与二力平衡，真正做到学以致用。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第4节 同一直线上二力的合成
1.力的合成：
（1）合力：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。
（2）力的合成：在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成。
2.同一直线上二力的合成：
（1）实验方法：等效替代法。
（2）同一直线上的两个力，如果方向相同，F合=F1＋F2，合力的方向与这两个力的方向相同；如果方向相反，F合′=F1′－F2′（F1′＞F2′），合力的方向与较大的力（F1′）方向一致。