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第八章 运动和力
第四节 同一直线上二力的合成
物理观念
1.知道合力和力的合成
2.通过实验，了解同一直线上的二力合成
3.会计算合力的大小，能判断合力的方向
科学思维
生活中的物体往往同时受到多个力的作用，尝试根据已学知识，分析一下这样的力学问题
素养目标
建构一：力的合成
活动 1：
　　请两名女生共同将同一课桌抬起至一定高度
　　再请一名男生将课桌举至相同高度
一名男生搬起一课桌
两名女生共同搬起同一课
效果相同
活动 2
　　老师使用拉力器将弹簧拉伸一定长度
　　再请两名同学共同将弹簧拉伸相同长度
两名同学共同将弹簧拉伸相同长度
老师将弹簧拉伸一定长度
效果相同
几个力作用在同一物体上
一个力作用在物体上
效果相同
合力
分力
等效替代法
力的合成
二、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。
二、同一直线上二力的合成
③如图乙所示，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'。
设计实验：
　　如何判断分力和合力的作用效果相同？
　　如何保证两个分力在一条直线上？
　　实验过程中需要记录哪些实验数据？
　　如何设计实验数据表格填写数据？
　　探究性实验如何避免实验结论的偶然性？
进行实验：
实验1：
　　沿同一直线，且方向相同的二力的合成
实验2：
　　沿同一直线，且方向相反的二力的合成
下列有关合力的说法错误的是( )
A.两个分力的合力大小，可能小于其中任意一个分力的大小
B.合力的作用效果和分力共同作用的效果是一样的
C.考虑合力时，就不要考虑分力了
D.合力和分力同时作用在物体上
D
答案 D
解析：平衡力的合力为零，故两个分力的合力大小，可能小于其中任意一个分力的大小，故A正确，不符合题意；合力的作用效果与其分力共同作用的效果是一样的，故B正确，不符合题意；因合力与分力存在等效替代的关系，故分析合力时，就不能再分析各分力了，故C正确，不符合题意；合力与分力是等效替代关系；合力产生的作用效果与分力共同作用的效果相同因应合力与分力不是同时作用在物体上，故D错误，符合题意。故选D。
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
课堂练习
4. 在研究同一直线上方向相同的两个力的合成实验中，两次将小圆环拉至同一位置 O 点的目的是什么？
5. 实验中我们会发现，两个弹簧测力计并列拉圆环时，很难严格做到让力F1、F2 在同一直线上，这两个力之间会有一定角度，你是通过什么方法减小这个夹角的？
使两次力的作用效果相同
使两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连，使两个弹簧测力计不会叠放或彼此接触。还是不能避免避免弹簧测力计交叠，改用长短不同的两段绳子来拉橡皮筋顶端的圆环，从而实现测力计前后放置，避免了并排叠放的夹角问题
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？
巩固：
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
数据记录与分析1：
实验结论：
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，方向跟这两个力的方向相同，即F= F1+ F2。

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：
实验结论2
想一想能得到什么实验结论，点击左侧“蓝色区域”查看
实验结论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，方向跟这两个力的方向相同，即F= F1+ F2
实验结论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，方向跟较大的那个力的方向相同，即F'= F1 '-F2 '
返回
实验结论：
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，方向跟这两个力的方向相同，即F= F1+ F2
实验结论：
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，方向跟较大的那个力的方向相同，即F'= F1 '-F2 '
等效替代法
素养培养
在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法，叫做“等效替代法”。例如，本实验中用一个力的作用效果来代替几个力的作用效果的方法就是“等效替代法”
1. 不同型号的帆船配有不同数量的船帆，对动力需求越大的帆船需要越多的船帆。请解释为什么动力需求越大的帆船需要的船帆越多。
课堂练习
2. 在研究同一直线上方向相同的两个力的合成的实验中，两次将小圆环拉至同一位置O点的目的是什么 实验中我们会发现，两个弹簧测力计并排拉圆环时，很难严格做到让力F1和力F2在同一直线上。这两个力之间会有一定的夹角，你是通过什么方法减小这个夹角的
3. 甲、乙两人用一条绳子向同一方向拉一条船，甲用力300 N，乙用力170 N，船受到的拉力是多少
1. 将一辆小车放在水平地面上。小明向右拉，拉力为200N；同时小红向右推（如图所示），推力为150N，他们对小车合力的大小与方向为（　　）
A．350N，方向向右 B．200N，方向向右
C．150N，方向向右 D．50N，方向向左
提升训练
2. 两个方向相反的力F1和F2作用在同一物体上，F1=5牛，F2=4牛，则它们的合力大小和方向为（　　）
A．9牛，方向与F1方向相同 B．9牛，方向与F2方向相同
C．1牛，方向与F1方向相同 D．l牛，方向与F2方向相同
A
C
同一直线上
二力的合成
合力
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
课堂小结

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