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8.4同一直线上二力的合成
第八章 运动和力
物理人教版（2024）八年级下册
1．通过分析生活中的现象，概括出合力与力的合成的概念，培养学生学会从现象中抽象物理概念的能力。
2．通过观察和实验，掌握同一直线上二力合成的规则。初步培养学生勤于观察和动手操作的能力；体会到团结合作、交流互助的重要性；形成实事求是的科学态度。
3．能运用同一直线上二力合成的规则，分析物体的受力及运动状态，培养学生理论联系实际的能力。
重点
学习目标
重点
难点
两头驴的作用效果与一匹马的作用效果相同
新课引入
两人施加力的作用效果与一人施加力的作用效果相同
这些力有什么关系？
新课引入
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。
知识拓展
一、力的合成
在物理学中，求几个力的合力的过程叫作力的合成。
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
两人搬运货物
二、同一直线上二力的合成
知识拓展
实验探究
研究同一直线上方向相同的二力合成
1
（1）把橡皮筋B端固定好，A端和两个测力计相连。
（2）先用两个测力计沿同一方向拉橡皮筋的A端，使A端到达O点，记下O点位置及两个测力计的拉力F1和F2的大小和方向。
实验步骤
实验：研究同一直线上二力的合成
（3）用一个测力计对橡皮筋的A端施加一个力F，将橡皮筋的A端拉伸到O点，记下力F的大小和方向。
（4）重复（2）（3）的步骤2次，并记录相应数据。
实验探究
实验：研究同一直线上二力的合成
研究同一直线上方向相同的二力合成
1
实验步骤
实验数据
序号 F1的大小/N F1的方向 F2的大小/N F2的方向 F的大小/N F的方向
1
2
3
实验探究
实验：研究同一直线上二力的合成
研究同一直线上方向相同的二力合成
1
数据分析
橡皮筋的A端两次都被拉伸到O点，就说明F代替了F1和F2这两个力的作用。
沿同一直线作用的两个同方向的力，其合力的方向不变，大小等于这两个力的大小之和。
实验探究
实验：研究同一直线上二力的合成
研究同一直线上方向相同的二力合成
1
（1）把橡皮筋B端固定好，A端和两个测力计相连。
（2）先用两个测力计沿相反方向拉橡皮筋的A端，使A端到达O点，记下O点位置及两个测力计的拉力F1和F2的大小和方向。
实验探究
研究同一直线上方向相反的二力合成
2
实验步骤
实验：研究同一直线上二力的合成
（3）用一个测力计对橡皮筋的A端施加一个力F，将橡皮筋的A端拉伸到O点，记下力F的大小和方向。
（4）重复（2）（3）的步骤2次，并记录相应数据。
实验探究
研究同一直线上方向相反的二力合成
2
实验：研究同一直线上二力的合成
实验步骤
实验探究
研究同一直线上方向相反的二力合成
2
实验：研究同一直线上二力的合成
实验数据
序号 F1的大小/N F1的方向 F2的大小/N F2的方向 F的大小/N F的方向
1
2
3
橡皮筋的A端两次都被拉伸到O点，就说明F代替了F1和F2这两个力的作用。
沿同一直线作用的两个反方向的力，其合力的方向与其中较大的力的方向一致，大小等于这两个力的大小之差。
数据分析
实验探究
研究同一直线上方向相反的二力合成
2
实验：研究同一直线上二力的合成
实验探究
实验：研究同一直线上二力的合成
实验过程
动画视频
二、同一直线上二力的合成
物体受到的合力为0（平衡力）
物体处于平衡态
（静止或匀速直线运动状态）
物体受到的合力不为0（非平衡力）
物体处于非平衡态
（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。
二、同一直线上二力的合成
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+0.5 N=3.2N
例：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0.5 N，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0.5 N，则此时排球所受力的合力的大小和方向又是怎样的
解：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-0.5 N=2.2N
例：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0.5 N，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0.5 N，则此时排球所受力的合力的大小和方向又是怎样的
二、同一直线上二力的合成
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。
知识迁移
1. F1和F2的合力是F，则以下结论正确的是( )
A.合力F是真实存在的力
B.F1、F2、F同时作用在物体上
C.F的方向一定与F1相同
D.F的作用效果一定与F1、F2共同作用的效果相同
D
知识迁移
2. 同一直线上的两个力的合力为1000N，其中一个力的大小为400N，则另一个力的大小( )
A.一定是600N B.可能少于400N
C.可能等于1400N D.可能大于1400N
C
当两个力的方向相同时，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，故另一个力的大小是1000N-400N=600N；
当两个力的方向相反时，合力大小等于这两个力的大小之差，由于其中一个力为400N小于合力1000N，所以另一个为较大的力，方向与合力的方向相同，故另一个力的大小是1000N+400N=1400N。
3. 把一个质量是0.5kg的篮球竖直向上抛出，假定运动过程中空气对它的阻力恒为0.5N，则篮球在竖直上升和降落过程中所受力的合力分别是( )(g取10N/kg)
A.5.5N 5N B.5.5N 4.5N C.4.5N 5.5N D.5N 4.5N
知识迁移
B
篮球所受重力为G=mg=0.5kg×10N/kg=5N；
（1）篮球在上升过程中，受竖直向下的重力G，竖直向下的空气阻力F阻，篮球受到的合力F合=G+F阻=5N+0.5N=5.5N；
（2）篮球在竖直降落过程中，受竖直向下的重力G，竖直向上的空气阻力F阻，所受的合力为 F合'=G-F阻=5N-0.5N=4.5N。
F4
F1
F3
F2
F5
Fn
F1+2
F1+2+3
假设物体受n个力，F1、F2、F3…Fn，先求任意两个力F1和F2的合力F1+2，F1+2与原来的两个分力F1和F2是等效替代的关系。这样这个物体就相当于受到了F1+2、F3…Fn等n-1个力。如此两两合成，直至完成。
如果某一物体在同一方向上所受的力是多个，这时应如何求合力？
知识拓展
知识小结
二力的合成
同一直线上方向相同的二力合成：F合=F1+F2，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=|F1-F2|，方向与较大力方向一致。
力的合成
合力
力的合成
同一直线上二力的合成

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