8.4 同一直线上二力的合成-课件--（新教材）人教版八年级物理下册（40页PPT）

(共40张PPT)
人教版物理8年级下册培优备课课件（精做课件）8.4同一直线上二力的合成第八章运动和力授课教师：Home .班级：八年级（*）班.时间：.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。
课堂导入
视频
课堂导入
实例：一台拖拉机能把汽车从泥泞中拉出来，但用人推，要多个人共同努力才行。
思考：你认为能用一个力代替几个力同时作用的效果吗
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(resultant force)。
新知探究
知识点1 力的合成
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(composition of forces )。
一、力的合成
F是F1和F2的合力
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
知识点1 力的合成
1. 合力和分力是等效的关系，关于合力与分力，下列说法正确的是(　　)
A. 一只水桶能被两个小孩提起，也能被一个大人提起，所以水桶受到了三个力的作用
B. 合力就等于分力之和
C. 两个力的合力必定大于其中任何一个力
D. 方向相反的两个力的合力可能小于其中任何一个力
D
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2. 假期劳动中，小德用300 N的力水平向前拉车，小典用200 N的力水平向前推车。则这两个力的合力大小是(　　)
A. 100 N B. 200 N
C. 300 N D. 500 N
D
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演示
研究同一直线上二力的合成
新知探究
知识点2 同一直线上二力的合成
实验器材
橡皮条1根、细绳、弹簧测力计1个、刻度尺等。
实验过程
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。
新知探究
知识点2 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。
视频
次数 F1/N F2/N F合/N
1
2
F1、F2方向相同时
合力大小：F合＝F1＋F2；
合力方向：与F1 、F2方向相同。
3
2
5
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2 同一直线上二力的合成
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。
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 。
新知探究
知识点2 同一直线上二力的合成
视频
次数 F1/N F2/N F合/N
1
2
F1、F2方向相反时
实验结论
合力大小：F合＝F1－F2；
合力方向：与F1方向相同。
1.方向相同时：
合力大小：F合＝F1＋F2 （两力之和） ；
合力方向：与F1 、F2方向相同。
2.方向相反时：
合力大小：F合＝|F1－F2|（两力之差）；
合力方向：与较大力的方向相同。
5
2
3
3. 如图，小车在水平向右拉力F1和水平向左拉力F2共同作用下，静止在光滑的桌面上，已知F1＝F2＝40 N。若拉力F1变为10 N，此时小车在水平方向受到的合力(　　)
A. 方向向左，大小为30 N
B. 方向向右，大小为70 N
C. 方向向左，大小为40 N
D. 方向向右，大小为10 N
A
【点拨】在光滑桌面静止的小车在水平方向上只受F1和F2作用。当水平向右的拉力F1变为10 N时，水平向左的拉力F2仍为40 N，由于两个力在同一直线上，两个力的方向相反，则小车在水平方向受到合力大小为F合＝F2－F1＝40 N－10 N＝30 N，合力的方向与较大的力的方向相同，即合力方向水平向左，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
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新知探究
知识点3 力的合成应用
如图所示，在搬运货物的时候，两个人同时对车施加水平向右的拉力F1=200N和推力F2=300N。此时，拉力F1和推力F2的合力是多大 合力的方向呢
解析：合力大小为F合＝F1＋F2＝200N＋300N＝500N；
合力方向为与F1 、F2方向相同水平向右。
平直轨道上的列车
新知探究
知识点3 力的合成应用
二力平衡，合力 F合＝0。
F阻
F牵
则列车做匀速直线运动。
若F牵＝ F阻，
二力不平衡，合力 F合≠ 0，方向与前进方向相反。
平直轨道上的列车
F阻
F牵
若F牵＜ F阻，
则列车将逐渐慢下来。
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，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0.5 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
典型例题
典型例题
解：
G
F阻
G
F阻
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＋0.5 N＝3.2N，
甲
乙
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。
方向竖直向下。
v
v
F合 ＝G－F阻＝2.7N－0.5 N＝2.2N，
方向竖直向下。
情况 F1＝5 N F2＝3 N F合的大小 F合的方向
1
2
3
4
练习巩固
练习1. 一个力F1的大小为5 N，另一个力F2的大小为3 N，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。
解析：一共有四种情况
向东
向东
F合＝8 N
向东
向西
向西
向西
F合＝8 N
向东
向西
F合＝2 N
向东
向西
向东
向西
F合＝2 N
同向相加，反向相减
例2、一个人用250 N的力竖直向上提起一个重200 N的水桶，水桶受到的合力大小为_____N。
典型例题
G＝200 N
F＝250 N
解析：二力方向相反时，合力大小为F合＝|F1－F2|，方向与较大力的方向相同。
答案：F合＝F－G
＝250 N－200 N
＝50 N
50
4. 小德帮妈妈提一袋重为100 N的大米回家。当他用80 N的力竖直向上提放在水平地面上的米袋时，没能提起，此时这袋米所受合力的大小为________N；他改用125 N的力竖直向上提米袋时，米袋被提起，此时这袋米所受合力的大小为________N，合力的方向是____________。
0
25
竖直向上
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5. 如图是小荣在大课间活动时踢毽子的情景，毽子重3 N，若毽子在空中运动时所受的阻力大小恒为1 N，则：
(1)毽子在上升过程中，所受合力大小为____N，方向__________。
(2)毽子处于最高点时，所受合力大小为____N，
方向__________。
(3)毽子在下降过程中，所受合力大小为____N，
方向__________。
4
竖直向下
3
竖直向下
2
竖直向下
返回
6. 某八年级同学在探究同一直线上二力合成的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在O位置，另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上，每次实验时，他都将弹簧由A位置拉伸到B位置。请仔细观察图中的装置、操作及现象，然后归纳得出初步结论。
(1)在图a、b、c三次实验中，都将弹簧拉伸到B位置，目的是使每次实验中力产生的________相同；
(2)分析比较图a、b中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出结论：在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小F＝________________(用F1、F2表示)。
效果
F1＋F2
(3)分析比较图a、c中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论：在同一直线上，方向相反的两个力的合力大小F＝_______________(用F3、F4表示)，合力的方向与________(填“F3”或“F4”)的方向相同。
F3－F4
F3
【点拨】(1)实验中通过弹簧相同的形变量来表示其受到相同的拉力，都将弹簧拉伸到B位置，目的是使每次实验中力产生的效果相同。(2)将a、b两个图结合起来分析，图b中两个力的合力作用效果与图a中的力的作用效果相同；图b中的两个力分别为1 N和3 N，从数量关系上分析，两个力的合力大小等于这两个分力的大小之和，两个力的方向相同，合力的方向也与这两个力的方向相同，即F＝F1＋F2。
(3)将a、c两个图结合起来分析，图c中两个力的合力作用效果与图a中的力的作用效果相同；图c中的两个力分别为1 N和5 N，从数量关系上分析，两个力的合力大小等于这两个分力的大小之差，即F＝F3－F4，并且方向与较大的那个力的方向相同，即与F3的方向相同。
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7. [2025广州期末] 小荣看完《哪吒2》后查找资料并分析：定海神针的重力G约为86 400 N，众海妖竖直向上托起定海神针的力F1约为500 000 N，G和F1的合力为F合，若再施加一个力F2使定海神针处于平衡状态，则(　　)
A. F2＝413 600 N，方向竖直向下
B. F2＝413 600 N，方向竖直向上
C. F合＝586 400 N，方向竖直向上
D. F合＝413 600 N，方向竖直向下
A
【点拨】定海神针在竖直向下的重力G、竖直向上的托力F1以及另一个外力F2的作用下处于平衡状态。由题意知，重力G与托力F1的合力大小为F合＝F1－G＝500 000 N－86 400 N＝413 600 N，合力的方向竖直向上。要使定海神针处于平衡状态，因此再施加的外力大小为F2＝F合＝413 600 N，外力的方向应竖直向下。故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
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8. 作用在同一物体上的两个力，其中一个力F1的大小为5 N，另一个力F2的大小为3 N，它们都沿东西方向，并不确定是向东还是向西，但在同一直线上。下列关于F1、F2合力的大小和方向的说法不可能的是(　　)
A. 合力的大小为2 N，方向向东
B. 合力的大小为2 N，方向向西
C. 合力的大小为5 N，方向向东
D. 合力的大小为8 N，方向向西
C
【点拨】若两个力的方向相同(均向东或均向西)，则合力的大小F＝F1＋F2＝5 N＋3 N＝8 N，合力的方向与两力的方向相同(向东或向西)；若F1的方向向东，F2的方向向西，则合力的大小F′＝F1－F2＝5 N－3 N＝2 N，合力的方向向东；若F1的方向向西，F2的方向向东，则合力的大小F″＝F1－F2＝5 N－3 N＝2 N，合力的方向向西，综上，选C。
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9. 如图甲所示，物体A始终只受同一直线上的两个力F1、F2的作用。F1、F2的大小随时间变化的图像如图乙所示，在0～t1时间内，下列对物体所受的合力的分析正确的是(　　)
A. 先变大后变小，合力方向
始终与F2相同
B. 先变小后变大，合力方向始终与F2相同
C. 先变大后变小，合力方向始终与F2相反
D. 先变小后变大，合力方向始终与F2相反
C
【点拨】由图乙知，在0～t1时间内，F1＝F0大小不变；F2在0时刻等于F0，然后先变小后变大，即F2≤F0，则两个力中较大的力为F1；同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差，合力的方向跟较大的那个力方向相同；则物体所受的合力的方向始终与F1方向相同，即合力的方向始终与F2方向相反；0时刻时，F1＝F0，F2＝F0，即F合＝F1－F2＝0；当F1＝F0，F2＜F0且F2不断变小时，即F合′＝F1－F2＞0，合力变大；当F1＝F0，F2＜F0且F2不断变大时，即F合″＝F1－F2＞0，合力变小；即在0～t1时间内，物体所受的合力先变大后变小，合力的方向始终与F2相反。故选C。
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10. 如图所示，小德、小荣、小点三个人在进行拔河比赛。比赛开始后，小德用大小为8 N的力水平向右拉绳，小荣和小点分别用大小为5 N和4 N的力水平向左拉绳，则这三个力合力的大小为_____N，方向_______________，________________(填“小德”或“小荣和小点”)获胜。
1
水平向左
小荣和小点
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11. 小德在学习了同一直线上二力的合成以后，对不在同一直线上的两个力的合成产生了兴趣，因此他去查找了相关的资料，资料上显示：不在同一直线上的两个力的合成遵循平行四边形定则，即不在同一直线的两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个的对角线就代表合力的大小和方向。小德为了验证资料上内容的真实性，设计了如下实验：
(1)如图甲所示，用图钉将橡皮条固定在A点，用两弹簧测力计将橡皮条与细绳的结点拉至O点，并记录结点O的位置、OB和OC的方向，弹簧测力计的示数F1、F2。
(2)只用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，将结点也拉到O点，记下此时弹簧测力计的示数F′和细绳的方向。弹簧测力计的示数如图乙所示，示数为______N。如果操作正确，图丙中F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是______，理由是___________________________________
__________________________________________________________________________________________________。
4
只用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条
F′
时的弹力方向应该和图甲中橡皮条的弹力方向在同一条直线上
(3)本实验采用的科学方法是______(填字母)。
A. 理想实验法 B. 等效替代法
C. 控制变量法 D. 建立物理模型法
B
(4)某次实验时，小德得到力F1′和F2′的方向如图丁所示，请根据实验资料作出F1′、F2′的合力F合。
如图所示
同一直线上
二力的合成
合力
课堂小结
一个力单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同
物理学中，求几个力合力的过程
合力的计算
同一直线，方向相同：
F合＝F1＋F2
同一直线，方向相反：
F合＝|F1－F2|
力的合成