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7.4 同一直线上二力的合成 （导学案）
【学习目标】
1. 明确合力和分力的概念，认识什么是力的合成，掌握同一直线上二力合成的规律，能准确计算合力大小并确定方向。（物理观念）
2. 深入理解等效替代法在力的合成中的应用，能从力的作用效果角度进行思考。学会运用合力知识对生活中力的大小进行间接判断。（科学思维）
3. 探究同一直线上两个力合成的实验，掌握实验操作技能。准确分析实验数据，归纳出两个力方向相同或相反时力的合成情况以及合力方向的规律。（科学探究）
4. 通过合力与分力、力的合成的学习，知道日常生活中许多现象与力息息相关，树立 “让生活走向物理，从物理走向社会”。（科学态度与责任）
【学习重点】合力与分力的概念；理解等效替代法；同一直线上二力合成的规律，包括方向相同和相反时合力大小和方向的确定
【学习难点】对等效替代法的深入理解和应用；灵活运用同一直线上二力合成的规律解决实际问题
【自主预习】阅读教材第59页第4节《同一直线上二力的合成》，并完成以下内容：
1. 合力与分力
（1）当一个物体受到几个力共同作用时，如果能用另外一个力代替它们，并且它的作用效果与原来那几个力的共同作用效果相同，那么这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力。
（2）在物理学中，把求几个力的合力叫做力的合成。人们在研究物体运动与力的关系时，通常都要对作用在物体上的多个力进行合成。
2. 同一直线上二力的合成
（1）同一直线上方向相同的两个力的合力大小，等于这两个力的大小之和，方向与这两个力的方向相同，即 F合 = F1 + F2。
（2）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，方向与较大的那个力的方向相同，即 F合 = F1 - F2。
我的疑问：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
【合作探究】
探究一、合力与分力
生活中，物体常常受到两个力或多个力的作用。观察以下有关图片，想一想，议一议，一个力和多个力在作用效果上是否相同？
图例 现象 结论
一个力与几个力作用的效果是否相同？ 一桶水可以由一个大人来提，也可以由两个小朋友一起提,这表明一个力产生的效果可以与几个力共同作用产生的效果相同。 当一个物体受到几个力共同作用时，如果能用另外一个力代替它们，并且它的作用效果与原来那几个力的共同作用效果相同，那么这个力就叫做那几个力的合力，而那几个力就叫做这个力的分力。
F=F1+F2
【探究归纳】在物理学中，把求几个力的合力叫做力的合成。人们在研究物体运动与力的关系时，通常都要对作用在物体上的多个力进行合成。
【例题1】如图-1，两个小孩能拎起一桶水，一个大人也能拎起同一桶水。由此可知，一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果 （选填“相同”或“不同”），大人的作用力相当于两个小孩的力的 （填“合力”或“分力”），如图-2，用弹簧测力计和相同的弹簧分别进行多次实验，其中力F可以作为、合力的有 （填序号）。
【答案】相同 合力 ③
【解析】[1]两个小孩和一个大人都能拎起同一桶水，说明力的作用效果（提起水桶）是相同的。
[2]大人的一个力产生的效果与两个小孩的力共同产生的效果相同，这个力（大人的力）相当于两个小孩的力的合力。
[3]根据合力的概念可知，一个力的作用效果与几个力的作用效果相同，则这个力叫作几个力的合力，即是等效的，图中采用弹簧的伸长量显示力的效果，故伸长量的大小和方向相同的，可以看成是分力与合力，图①方向相反，图②伸长量不同，图③符合题意。
探究二、同一直线上二力的合成
观察下面两个实验过程，想一想，议一议，同一直线上的两个力应该怎样合成？
1．同一直线上方向相同的二力的合成
过程 (1)如图(a)所示，将滑轮和附有指针的弹簧分别固定在支架上，将刻度尺竖直固定在支架的铁夹上，再把两根细线的一端共同拴在弹簧的自由端，让两根细线的另一端一起绕过滑轮并各与一个弹簧测力计连接。 (2)同时拉两个弹簧测力计，使弹簧指针拉伸到刻度尺的刻度E处，分别记下两个弹簧测力计上的示数F 、F 。 (3)如图(b)所示，改用一个弹簧测力计拉伸弹簧，使弹簧指针同样拉伸到刻度尺的刻度E处，记下弹簧测力计上的示数F合。 (4)将用两个弹簧测力计拉伸弹簧的示数F 、F 之和，与用一个弹簧测力计拉伸弹簧的示数F合作比较，它们之间有怎样的关系
结论 同一直线上方向相同的两个力的合力大小，等于这两个力的大小之和，方向与这两个力的方向相同，即F合=F +F 。
2．同一直线上方向相反的二力的合成
过程 (1)如图(a)所示，将附有指针的弹簧悬挂在支架的横杆上，将刻度尺竖直固定在支架的铁夹上，把一根细线的中间拴在弹簧的自由端，将细线的一端穿过弹簧，让细线的两端各与一个弹簧测力计连接。 (2)同时向上和向下拉伸弹簧，使弹簧指针拉伸到刻度尺的刻度E处，分别记下两个弹簧测力计上的示数F 、F 。 (3)如图(b)所示，改用一个弹簧测力计拉伸弹簧，使弹簧指针同样拉伸到刻度尺的刻度E处，记计上的示数F合。 (4)将用两个弹簧测力计拉伸弹簧的示数F 、F 之差，与用一个弹簧测力计拉伸弹簧的示数F合作比较，它们之间有怎样的关系
结论 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，方向与较大的那个力的方向相同，即F合=F -F 。
【归纳总结】
同一直线上方向相同的二力合成：F合=F +F ，方向与这两个力的方向相同。
同一直线上方向相反的二力合成：F合=F -F ，方向与较大的那个力的方向相同。
【例题2】小明同学在探究同一直线二力合成的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上，每次实验时，都将弹簧由A 拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图（a）、（b）、（c）所示，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)由图a、b、c中，每次都将弹簧由A拉伸到B 位置，目的是 ， 用 到的实验方法是 法；
(2)分析比 较图a与图b中拉力的方向及弹簧测力计的示数F1、F2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 含F1、F2表达式作答）
(3)图c验证了在同一直线上，方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差，并且方向与较大力的方向相同的规律，则F3= 。
【答案】(1) 使每次实验中力产生的作用效果相同 等效替代法
(2)F1+ F2
(3)5N
【解析】（1）[1]力可以改变物体的形状，在a、b和c三次实验中，都将弹簧由A拉伸到B 位置，弹簧的形变程度相同，则力的作用效果相同，故将弹簧拉伸到B点，目的是使每次实验中力产生的作用效果相同。
[2]实验中通过弹簧相同的形变来表示受到相同的拉力，利用a图中测力计的示数来代换b、c两图中两个力的合力，这种方法叫做等效替代法。
（2）分析比较图a与b中的拉力，b图中两个力的合力与a图中的力大小相等，都为4N，b图中两个力分别为1N和3N，方向相同，从数量关系上分析，两个力的合力等于这两个分力的大小之和，并且方向跟两个力的方向相同，用表达式表示为。
（3）同理c图中两个力的合力与a图中的力大小相等，都为4N，同一直线上，方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差，所以F合=F3-F4=4N
由图知F4=1N，所以解得F3=5N。
【归纳整理】
【课堂练习】
一、单选题
1．下列关于同一直线上的两个分力及其合力的说法，正确的是（ ）
A．合力的大小一定大于每一个分力的大小
B．合力的大小一定等于各个分力大小之和
C．若只增大某一个分力，合力可能会变小
D．若同时减小两个分力，合力一定会变小
【答案】C
【详解】A.当二力反向时，合力等于二力大小之差，合力有可能小于分力，故A错误；
B.当两个力方向相同时，合力等于两分力之和，当两个分力方向相反时，合力等于两个分力之差，故B错误；
C. 当二力反向时，合力等于二力大小之差，若只增大某一个分力，合力会变小，当两个力方向相同时，合力等于两分力之和，若只增大某一个分力，合力会增大，所以若只增大某一个分力，合力可能会变小，故C正确；
D.两个分力是同向或者反向时，情况不同，所以若同时减小两个分力，合力可能会变小，也可能会变大，故D错误。
故选C。
2．一个物体受到同一直线上两个力的作用，其中F1＝3N，F2＝2N，若用一个力等效代替这两个力，则这个力的大小可能是（ ）
A．5N B．1N C．1N或5N D．无法确定
【答案】C
【详解】一个物体受到同一直线上两个力的作用，若两个力的方向相反，则合力是F=F1-F2=3N-2N=1N
若两个力的方向相同，则合力是F′=F2+F1 =2N+3N=5N
所以若用一个力等效代替这两个力，则这个力的大小可能是1N或5N。故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3．如图所示，一木块放置于水平桌面上，在F1、F2作用下处于静止状态，其中F1=3N，F2=9N，若撤去力F2，则木块在水平方向上受到的合力为（ ）
A．0N B．3N、向右 C．9N、向右 D．3N、向左
【答案】A
【详解】木块开始在水平方向受三个力而平衡，摩擦力为
f=F2-F1=9N-3N=6N
物体处于静止状态，则说明物体受到的最大静摩擦力不小于6N，若撤去力F2，外力为3N，故物体仍能处于平衡，故合力一定是零，故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
4．小华用60N的力沿竖直方向提起一袋重为50N的米，则米袋受到的合力（ ）
A．大小为10N，方向竖直向上
B．大小为10N，方向竖直向下
C．大小为110N，方向竖直向上
D．大小为110N，方向竖直向下
【答案】A
【详解】米袋受到的合力大小为
F合=F-G=60N-50N=10N
合力方向与较大力方向相同，即合力方向竖直向上，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
5．一只苹果的重力大小为2牛，它在空中运动时受到的空气阻力始终与运动方向相反，大小恒为0.2牛。关于苹果所受合力F合，下列说法中正确的是（ ）
A．竖直上升时，F合=1.8牛，方向竖直向上
B．竖直上升时，F合=2.2牛，方向竖直向下
C．竖直下落时，F合=2.2牛，方向竖直向下
D．竖直下落时，F合=1.8牛，方向竖直向上
【答案】B
【详解】根据力的合成确定合力的大小和方向，即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和，合力方向与二力的方向相同；同一直线反方向二力的合力等于二力之差，合力方向与较大力的方向相同。
AB．苹果在上升过程中，受到竖直向下的重力2N和阻力0.2N，所以合力等于二力之和，即F合=G+f=2N+0.2N=2.2N
方向竖直向下，故A错误，B正确；
CD．因为苹果在下降的过程中，受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力，合力等于二力之差，即F合=G﹣f=2N﹣0.2N=1.8N
由于苹果重力大于阻力，故合力方向竖直向下，故CD错误。
故选B。
二、填空题
6．跳伞运动员连同装置共重700N，他从飞机上跳下，伞未打开前，受到空气的阻力为50N，则这两个力的合力的大小为___________，合力的方向是___________。
【答案】 650N 竖直向下
【详解】[1]伞未打开时，运动员受竖直向下的重力及向上的空气阻力，二力方向相反，故合力
[2]方向与重力的方向一致，即合力的方向竖直向下。
7．静止在水平地面上的书包重。小丽用的力竖直向上提书包，但没有提起，则书包受到地面的支持力为__________，书包所受合力为__________。
【答案】 80 0
【详解】[1][2]重为150N的书包静止在水平地面上，小丽用70N的力竖直向上提，由于向上提的力小于重力，所以书包仍静止在地面上，处于平衡状态，书包处于平衡状态，受力的合力为0；书包受到竖直向下的重力、竖直向上的提力、地面竖直向上的支持力作用，则书包受到地面的支持力为
F=150N-70N=80N
三、实验题
8．某中学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点，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，他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图（a）（b）（c）所示，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)比较图中（a）与（b）或（a）与（c）可知，此探究实验采用的科学方法是______________。
(2)在（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。
(3)分析比较（a）与（b）中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是：在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小F＝______（用公式表示）。
(4)分析比较（a）与（c）中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是：在同一直线上，方向相反的两个力的合力大小F＝______（用公式表示），合力的方向与______（填“F3”或“F4”）的方向相同。
【答案】(1)等效替代法
(2)作用效果
(3)F1+F2
(4) F3-F4 F3
【详解】（1）实验中是通过弹簧相同的形变来表示受到相同的拉力，利用了a图中测力计的示数来代换bc两图中两个力的合力，这种方法叫等效替代法。
（2）根据控制变量法可知，三次实验中，都将弹簧拉伸到B点，是为了使每次实验中力的作用效果都相同。
（3）由图中（a）与（b）可知，（a）中力F的作用效果与（b）中F1和F2两个力的作用效果相同，且F1和F2两个力的方向相同，故可得出结论F=F1+F2
（4）[1][2]由图中（a）与（c）可知，（a）中力F的作用效果与（c）中F3和F4两个力的作用效果相同，且F3和F4两个力的方向相反，故可得出结论F=F3-F4
且弹簧的形变与力F的形变相同，即合力的方向与力F3的方向相同。
四、计算题
9．一只羽毛球的重力为0.05N，它在空中飞行时受到的空气阻力始终与运动方向相反，大小恒为0.02N，如图所示，求：
(1)羽毛球竖直向上运动时受到的合力大小；
(2)合力的方向。
【答案】(1)0.07N
(2)竖直向下
【详解】（1）由题意知，羽毛球在空中飞行时受到的空气阻力始终与运动方向相反，因此当羽毛球竖直向上运动时，羽毛球受到重力和阻力的作用，重力的方向竖直向下，阻力的方向也是竖直向下，所以羽毛球所受合力的大小为F合=G+f=0.05N+0.02N=0.07N
（2）当二力作用在同一直线同方向时，将二力相加求出合力，方向与任意一力方向相同；不同方向时，用较大的力减去较小的力求出合力，方向与较大的力相同。因此羽毛球竖直向上运动时受到的合力方向是竖直向下的。
【课后巩固】
1．用250N的力竖直向上提起一个重200N的水桶时。桶受到的合力的大小和方向是（ ）
A．450N，竖直向上 B．450N，竖直向下 C．50N，竖直向上 D．50N，竖直向下
【答案】C
【解析】水桶受到两个力：竖直向上的提力F=250N，竖直向下的重力G=200N。因为这两力方向相反，合力大小为两力之差，即
合力方向与较大的提力方向一致，即竖直向上。
A．合力大小计算错误，方向正确，故A不符合题意；
B．合力大小和方向均错误，故B不符合题意；
C．合力大小和方向均正确，故C符合题意；
D．方向错误，故D不符合题意。
故选C。
2．如图所示，在“同一直线上二力的合成”实验中，小莉将橡皮筋的左端固定，其右端自然伸长到E点。她在橡皮筋右端连接细线，通过钩码沿水平方向拉橡皮筋，使其右端从E点伸长到O点，并保持静止，每个钩码重力均为0.5N.以下分析错误的是（ ）
A．实验时每次将橡皮筋拉到O点，是为了让每次实验中力的作用效果相同
B．图甲、乙、丙说明二力的合力大小一定等于两个分力大小之和
C．分析图甲、丙可知，F1和F2的合力大小为1.5N、方向向右
D．若取走图乙右侧滑轮下方两个钩码，此时F3和F4的合力大小为0.5N
【答案】B
【解析】A．实验时每次将橡皮筋拉到O点，此时橡皮筋的形变程度相同，即是为了让每次实验中力的作用效果相同，故A正确，不符合题意；
B．根据图甲和图丙可知，当两个力的方向相同时，同一直线上二力的合力等于两个力的和，方向与较大力的方向相同。根据乙、丙可知，当两个力的方向相反时，二力的合力等于两个分力大小之差，方向与较大力的方向相同，故B错误，符合题意；
C．分析图甲、丙可知，二者橡皮筋的伸长相同，则F1和F2的合力大小为1.5N、方向向右，故C正确，不符合题意；
D．若取走图乙右侧滑轮下方两个钩码，此时F3和F4的钩码数相差1个，则二者合力大小为0.5N，故D正确，不符合题意。
故选B。
3．在学校运动会的拔河比赛中，红队队员们齐心协力，对绳子施加了水平向右300N的拉力，蓝队也不甘示弱，对绳子施加了水平向左250N的拉力，这两个力在同一直线上。则绳子所受的合力大小和方向分别是（ ）
A．50N，水平向右 B．50N，水平向左 C．550N，水平向左 D．550N，水平向右
【答案】A
【解析】根据同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于较大的力的大小减去较小的力的大小，方向与较大的力的方向相同。根据题意可知，两个力的方向相反，则两个力的合力大小
合力方向与F1相同，为水平向右。故BCD不符合题意，A符合题意。
故选A。
4．F1的大小为8N，方向竖直向下，要使F1和F2的合力方向竖直向上并小于3N，求F2取值范围正确的是（ ）
A．5N＜F2＜11N B．3N＜F2＜11N
C．3N＜F2＜8N D．8N＜F2＜11N
【答案】D
【解析】F1的方向竖直向下，要使F1和F2的合力方向竖直向上，则，即F2>8N，且F2的方向为竖直向上，还要使F1和F2的合力小于3N，即，解得。故，故D正确，ABC错误。
故选D。
5．作用在同一物体同一条直线上的两个力分别为3N和5N，则合力为 ( )
A．一定是8N B．一定是2N C．可能是3N或5N D．可能是2N或8N
【答案】D
【解析】根据同一直线上两个力的合力的特点可知，如两个力方向相同，则
如两个力方向相反，则
因此合力可能是2N或8N，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
6．如图所示，两个小孩能拎起一桶水，一个大人也能拎起同一桶水。由此可知，一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果 （选填“相同”或“不相同”），大人的作用力相当于两个小孩作用力的 （选填“合力”或“分力”）。
【答案】 相同 合力
【解析】[1]两个小孩和一个大人都能拎起同一桶水，说明他们的作用力产生的效果相同。
[2]大人的一个作用力与两个小孩的共同作用力效果相同，因此大人的作用力相当于两个小孩共同作用力的合力。
7．如图所示，为某老师在探究作用在同一直线上二力的合成实验时所自制的实验器材，当a弹簧受力形变时，此力施力物体 ，弹簧产生弹力的方向 ，b弹簧所受合力的方向 ，c弹簧所受合力的大小 。
【答案】弹簧测力计 水平向左 水平向右 0N
【解析】[1]对a弹簧受力分析，使弹簧a形变的力是弹簧测力计的拉力，故施力物体是弹簧测力计。
[2]弹簧弹力的方向与弹簧形变的方向相反，指向恢复原状的方向，此时弹簧受力向右拉伸，故弹簧产生弹力的方向水平向左。
[3]b弹簧右侧两个弹簧测力计都是向右拉弹簧b的，故b弹簧所受合力方向水平向右。
[4]对c弹簧受力分析可知，弹簧c受到水平方向的两个弹簧测力计的拉力，这两个拉力大小相等，方向相反，且作用在同一直线上，故c弹簧所受合力的大小为0N。
8．如图所示，在竖直墙壁和水平地面的交角处有边长为10cm、重20N的正方体，对正方体施加大小均为10N的水平力和竖直力，正方体对水平地面的压力为 N。
【答案】30
【解析】正方体对水平地面的压力
9．“探究方向相同的两个力的合成”实验，如图所示。
(1)橡皮筋下端系有两根细线，在其中一根细线上挂一个钩码，在另一根细线上挂两个钩码，记录 ；
(2)撤去所有钩码，只在其中一根细线上挂钩码，使橡皮筋的下端仍到达位置O，记录 ；
(3)比较两次实验的钩码个数，可以得出结论 ；
(4)本实验和“探究二力平衡的条件”比较，钩码的作用是否相同： 。
【答案】(1)橡皮筋下端O点的位置和钩码的个数
(2)钩码的个数
(3)方向相同的两个力的合力大小等于这两个力的大小之和
(4)不同
【解析】（1）实验中需记录橡皮筋下端到达的位置O以及两个力（钩码个数代表力的大小）的情况，以便后续对比。
（2）撤去原有钩码后，需记录使橡皮筋仍到达O点的钩码个数，此钩码的力即为合力。
（3）在实验中，一根细线上挂1个钩码，另一根细线上挂2个钩码时，两个力方向相同。而当只在一根细线上挂3个钩码能使橡皮筋下端到达相同位置O，这表明同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和。
（4）在 “探究二力平衡的条件” 中，钩码用于提供两个相反方向的力；本实验中钩码用于提供同方向的力并探究合力，故作用不同。
10．如图所示是某同学探究“同一直线上二力合力”的实验，将弹簧的一端固定，另一端与小圆环相连，用一个弹簧测力计拉弹簧至O点，记录F的大小；把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后，图乙沿同方向、图丙沿反方向拉弹簧至O点，分别记录两次各弹簧测力计示数的大小。
(1)如图甲、乙、丙所示，该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B，目的是为了使三次实验中力的作用效果 （选填“相同”或“不同”），这样的实验方法在物理学上叫做 ；实验时该同学需要用弹簧测力计沿 方向拉动弹簧；
(2)通过比较图甲、乙两种情况，可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小 ，方向跟这两个力的方向相同；
(3)通过比较图 两种情况，可知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，方向跟 （选填“较大”或“较小”）的那个力的方向相同；
(4)图丁、戊是该同学设计的两套探究“二力平衡条件”的实验装置，这两个实验装置中，你认为装置 更好，理由是
【答案】(1) 相同 等效替代法 水平
(2)之和
(3) 甲、丙 较大
(4) 戊 可以减少摩擦力对实验结果的影响
【解析】（1）[1][2]如图甲、乙、丙所示，该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B，目的是为了使三次实验中力的作用效果相同，这样的实验方法在物理学上叫做等效替代法。
[3]实验时为了让力作用在同一直线上，该同学需要用弹簧测力计沿水平方向拉动弹簧。
（2）由图甲可知F大小为3N，方向水平向右。由图乙可知，两分力大小之和为3N，方向为水平向右。通过比较图甲、乙两种情况，可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小之和，方向跟这两个力的方向相同。
（3）[1][2]由图甲可知F大小为3N，方向水平向右。由图丙可知，两分力大小之差为3N，合力方向与较大的分力相同为水平向右。通过比较图甲、丙两种情况，可知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，方向跟较大的那个力的方向相同。
（4）[1][2]图丁、戊是该同学设计的两套探究“二力平衡条件”的实验装置，这两个实验装置中，装置戊与桌面是滚动摩擦，阻力更小，对实验影响更小，故装置戊更好。
【课后自评】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
我的收获：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
我的错题：
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7.4 同一直线上二力的合成 （导学案）
【学习目标】
1. 明确合力和分力的概念，认识什么是力的合成，掌握同一直线上二力合成的规律，能准确计算合力大小并确定方向。（物理观念）
2. 深入理解等效替代法在力的合成中的应用，能从力的作用效果角度进行思考。学会运用合力知识对生活中力的大小进行间接判断。（科学思维）
3. 探究同一直线上两个力合成的实验，掌握实验操作技能。准确分析实验数据，归纳出两个力方向相同或相反时力的合成情况以及合力方向的规律。（科学探究）
4. 通过合力与分力、力的合成的学习，知道日常生活中许多现象与力息息相关，树立 “让生活走向物理，从物理走向社会”。（科学态度与责任）
【学习重点】合力与分力的概念；理解等效替代法；同一直线上二力合成的规律，包括方向相同和相反时合力大小和方向的确定
【学习难点】对等效替代法的深入理解和应用；灵活运用同一直线上二力合成的规律解决实际问题
【自主预习】阅读教材第59页第4节《同一直线上二力的合成》，并完成以下内容：
1. 合力与分力
（1）当一个物体受到几个力共同作用时，如果能用另外一个力 它们，并且它的作用效果与原来那几个力的共同作用效果 ，那么这个力就叫做那几个力的 ，而那几个力就叫做这个力的 。
（2）在物理学中，把求几个力的合力叫做 。人们在研究物体运动与力的关系时，通常都要对作用在物体上的多个力进行合成。
2. 同一直线上二力的合成
（1）同一直线上方向相同的两个力的合力大小，等于这两个力的大小之 ，方向与 的方向相同，即 。
（2）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 ，方向与 的那个力的方向相同，即 。
我的疑问：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
【合作探究】
探究一、合力与分力
生活中，物体常常受到两个力或多个力的作用。观察以下有关图片，想一想，议一议，一个力和多个力在作用效果上是否相同？
图例 现象 结论
一个力与几个力作用的效果是否相同？ 一桶水可以由一个大人来提，也可以由两个小朋友一起提,这表明一个力产生的效果可以与几个力共同作用产生的效果 。 当一个物体受到几个力共同作用时，如果能用另外一个力代替它们，并且它的作用效果与原来那几个力的共同作用效果相同，那么这个力就叫做那几个力的 ，而那几个力就叫做这个力的 。
F=F1+F2
【探究归纳】在物理学中，把求几个力的合力叫做 。人们在研究物体运动与力的关系时，通常都要对作用在物体上的多个力进行合成。
【例题1】如图-1，两个小孩能拎起一桶水，一个大人也能拎起同一桶水。由此可知，一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果 （选填“相同”或“不同”），大人的作用力相当于两个小孩的力的 （填“合力”或“分力”），如图-2，用弹簧测力计和相同的弹簧分别进行多次实验，其中力F可以作为、合力的有 （填序号）。
探究二、同一直线上二力的合成
观察下面两个实验过程，想一想，议一议，同一直线上的两个力应该怎样合成？
1．同一直线上方向相同的二力的合成
过程 (1)如图(a)所示，将滑轮和附有指针的弹簧分别固定在支架上，将刻度尺竖直固定在支架的铁夹上，再把两根细线的一端共同拴在弹簧的自由端，让两根细线的另一端一起绕过滑轮并各与一个弹簧测力计连接。 (2)同时拉两个弹簧测力计，使弹簧指针拉伸到刻度尺的刻度E处，分别记下两个弹簧测力计上的示数F 、F 。 (3)如图(b)所示，改用一个弹簧测力计拉伸弹簧，使弹簧指针同样拉伸到刻度尺的刻度E处，记下弹簧测力计上的示数F合。 (4)将用两个弹簧测力计拉伸弹簧的示数F 、F 之和，与用一个弹簧测力计拉伸弹簧的示数F合作比较，它们之间有怎样的关系
结论 同一直线上方向相同的两个力的合力大小，等于这两个力的大小之和，方向与这两个力的方向相同，即F合=F +F 。
2．同一直线上方向相反的二力的合成
过程 (1)如图(a)所示，将附有指针的弹簧悬挂在支架的横杆上，将刻度尺竖直固定在支架的铁夹上，把一根细线的中间拴在弹簧的自由端，将细线的一端穿过弹簧，让细线的两端各与一个弹簧测力计连接。 (2)同时向上和向下拉伸弹簧，使弹簧指针拉伸到刻度尺的刻度E处，分别记下两个弹簧测力计上的示数F 、F 。 (3)如图(b)所示，改用一个弹簧测力计拉伸弹簧，使弹簧指针同样拉伸到刻度尺的刻度E处，记计上的示数F合。 (4)将用两个弹簧测力计拉伸弹簧的示数F 、F 之差，与用一个弹簧测力计拉伸弹簧的示数F合作比较，它们之间有怎样的关系
结论 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，方向与较大的那个力的方向相同，即F合=F -F 。
【归纳总结】
同一直线上方向相同的二力合成： ，方向与这两个力的方向相同。
同一直线上方向相反的二力合成： ，方向与较大的那个力的方向相同。
【例题2】小明同学在探究同一直线二力合成的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上，每次实验时，都将弹簧由A 拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图（a）、（b）、（c）所示，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)由图a、b、c中，每次都将弹簧由A拉伸到B 位置，目的是 ， 用 到的实验方法是 法；
(2)分析比 较图a与图b中拉力的方向及弹簧测力计的示数F1、F2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 含F1、F2表达式作答）
(3)图c验证了在同一直线上，方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差，并且方向与较大力的方向相同的规律，则F3= 。
【归纳整理】
【课堂练习】
一、单选题
1．下列关于同一直线上的两个分力及其合力的说法，正确的是（ ）
A．合力的大小一定大于每一个分力的大小
B．合力的大小一定等于各个分力大小之和
C．若只增大某一个分力，合力可能会变小
D．若同时减小两个分力，合力一定会变小
2．一个物体受到同一直线上两个力的作用，其中F1＝3N，F2＝2N，若用一个力等效代替这两个力，则这个力的大小可能是（ ）
A．5N B．1N C．1N或5N D．无法确定
3．如图所示，一木块放置于水平桌面上，在F1、F2作用下处于静止状态，其中F1=3N，F2=9N，若撤去力F2，则木块在水平方向上受到的合力为（ ）
A．0N B．3N、向右 C．9N、向右 D．3N、向左
4．小华用60N的力沿竖直方向提起一袋重为50N的米，则米袋受到的合力（ ）
A．大小为10N，方向竖直向上
B．大小为10N，方向竖直向下
C．大小为110N，方向竖直向上
D．大小为110N，方向竖直向下
5．一只苹果的重力大小为2牛，它在空中运动时受到的空气阻力始终与运动方向相反，大小恒为0.2牛。关于苹果所受合力F合，下列说法中正确的是（ ）
A．竖直上升时，F合=1.8牛，方向竖直向上
B．竖直上升时，F合=2.2牛，方向竖直向下
C．竖直下落时，F合=2.2牛，方向竖直向下
D．竖直下落时，F合=1.8牛，方向竖直向上
二、填空题
6．跳伞运动员连同装置共重700N，他从飞机上跳下，伞未打开前，受到空气的阻力为50N，则这两个力的合力的大小为___________，合力的方向是___________。
7．静止在水平地面上的书包重。小丽用的力竖直向上提书包，但没有提起，则书包受到地面的支持力为__________，书包所受合力为__________。
三、实验题
8．某中学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点，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，他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图（a）（b）（c）所示，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)比较图中（a）与（b）或（a）与（c）可知，此探究实验采用的科学方法是______________。
(2)在（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。
(3)分析比较（a）与（b）中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是：在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小F＝______（用公式表示）。
(4)分析比较（a）与（c）中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是：在同一直线上，方向相反的两个力的合力大小F＝______（用公式表示），合力的方向与______（填“F3”或“F4”）的方向相同。
四、计算题
9．一只羽毛球的重力为0.05N，它在空中飞行时受到的空气阻力始终与运动方向相反，大小恒为0.02N，如图所示，求：
(1)羽毛球竖直向上运动时受到的合力大小；
(2)合力的方向。
【课后巩固】
1．用250N的力竖直向上提起一个重200N的水桶时。桶受到的合力的大小和方向是（ ）
A．450N，竖直向上 B．450N，竖直向下 C．50N，竖直向上 D．50N，竖直向下
2．如图所示，在“同一直线上二力的合成”实验中，小莉将橡皮筋的左端固定，其右端自然伸长到E点。她在橡皮筋右端连接细线，通过钩码沿水平方向拉橡皮筋，使其右端从E点伸长到O点，并保持静止，每个钩码重力均为0.5N.以下分析错误的是（ ）
A．实验时每次将橡皮筋拉到O点，是为了让每次实验中力的作用效果相同
B．图甲、乙、丙说明二力的合力大小一定等于两个分力大小之和
C．分析图甲、丙可知，F1和F2的合力大小为1.5N、方向向右
D．若取走图乙右侧滑轮下方两个钩码，此时F3和F4的合力大小为0.5N
3．在学校运动会的拔河比赛中，红队队员们齐心协力，对绳子施加了水平向右300N的拉力，蓝队也不甘示弱，对绳子施加了水平向左250N的拉力，这两个力在同一直线上。则绳子所受的合力大小和方向分别是（ ）
A．50N，水平向右 B．50N，水平向左 C．550N，水平向左 D．550N，水平向右
4．F1的大小为8N，方向竖直向下，要使F1和F2的合力方向竖直向上并小于3N，求F2取值范围正确的是（ ）
A．5N＜F2＜11N B．3N＜F2＜11N
C．3N＜F2＜8N D．8N＜F2＜11N
5．作用在同一物体同一条直线上的两个力分别为3N和5N，则合力为 ( )
A．一定是8N B．一定是2N C．可能是3N或5N D．可能是2N或8N
6．如图所示，两个小孩能拎起一桶水，一个大人也能拎起同一桶水。由此可知，一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果 （选填“相同”或“不相同”），大人的作用力相当于两个小孩作用力的 （选填“合力”或“分力”）。
7．如图所示，为某老师在探究作用在同一直线上二力的合成实验时所自制的实验器材，当a弹簧受力形变时，此力施力物体 ，弹簧产生弹力的方向 ，b弹簧所受合力的方向 ，c弹簧所受合力的大小 。
8．如图所示，在竖直墙壁和水平地面的交角处有边长为10cm、重20N的正方体，对正方体施加大小均为10N的水平力和竖直力，正方体对水平地面的压力为 N。
9．“探究方向相同的两个力的合成”实验，如图所示。
(1)橡皮筋下端系有两根细线，在其中一根细线上挂一个钩码，在另一根细线上挂两个钩码，记录 ；
(2)撤去所有钩码，只在其中一根细线上挂钩码，使橡皮筋的下端仍到达位置O，记录 ；
(3)比较两次实验的钩码个数，可以得出结论 ；
(4)本实验和“探究二力平衡的条件”比较，钩码的作用是否相同： 。
10．如图所示是某同学探究“同一直线上二力合力”的实验，将弹簧的一端固定，另一端与小圆环相连，用一个弹簧测力计拉弹簧至O点，记录F的大小；把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后，图乙沿同方向、图丙沿反方向拉弹簧至O点，分别记录两次各弹簧测力计示数的大小。
(1)如图甲、乙、丙所示，该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B，目的是为了使三次实验中力的作用效果 （选填“相同”或“不同”），这样的实验方法在物理学上叫做 ；实验时该同学需要用弹簧测力计沿 方向拉动弹簧；
(2)通过比较图甲、乙两种情况，可知同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小 ，方向跟这两个力的方向相同；
(3)通过比较图 两种情况，可知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，方向跟 （选填“较大”或“较小”）的那个力的方向相同；
(4)图丁、戊是该同学设计的两套探究“二力平衡条件”的实验装置，这两个实验装置中，你认为装置 更好，理由是
【课后自评】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。
我的收获：______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
我的错题：
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