八年級物理§7-5同一直線上二力的合成 §7-6二力平衡北師大版知識精講

1、初二物理§7-5同一直線上二力的合成 §7-6二力平衡北師大版【同步教育信息】一 . 本周教學內(nèi)容:§7-5同一直線上二力的合成 §7-6二力平衡知識結(jié)構(gòu):1. 同一直線上的二力合成合力 力的合成 同一直線上的二力合成 與 同向, , 與 、 方向相同 與 反向, , 與 方向相同 大 小 大 F F F F F F F F F F F F F F F 12121212=+=-2. 二力平衡平 衡 狀 態(tài) :物 體 處 于 靜 止 狀 態(tài) 或 勻 速 直 線 運 動 狀 態(tài) 平 衡 力 :物 體 處 于 平 衡 狀 態(tài) 時 所 受 的 力 稱 為 平 衡

2、 力 二 力 平 衡 :一 個 物 體 在 兩 個 力 作 用 下 , 如 果 保 持 靜 止 狀 態(tài) 或 勻 速 直 線 狀 態(tài) , 則 二 力 平 衡 。 二 力 平 衡 條 件 :同 體、 等 值 、 反 向 、 共 線 二 力 平 衡 時 的 合 力 為 零 二 力 平 衡 的 應 用 3. 受力分析基礎(chǔ)知識的理解與重點、難點知識分析: 1. 同一直線上二力的合成。幾個力共同作用在一個物體上時,它們的作用效果如果可以用一個力的作用效果來替 代,那么這個力就叫做那幾個力的合力,如果已知幾個力的大小和方向求合力的大小和方 向,稱為力的合成。二力的合成,合力和這兩個力的關(guān)系是 等效替代 的關(guān)

3、系,兩個力同時作用的效果與它 們的合力單獨作用的效果相同。由探究實驗得到:同一直線上兩個力合力的大小存在兩種可能情況:一種情況是兩力 方向相同,合力的大小等于兩力大小之和,合力必大于原來任何一個力;另一種情況是兩 力方向相反,合力的大小等于它們的差,這時合力則可能大于原來的某一個力,可能小于 原來的另一個力;也可能都小于任何一個力,甚至合力為零。 用公式表示為:F 1 與 F 2同向, F=F 1 + F 2F 與 F 1 、 F 2方向相同F(xiàn) 1 與 F 2反向, F=F 大 -F 小 F 與 F 大 方向相同2. 二力平衡自然界中有的物體運動狀態(tài)在不斷變化,例如進站的火車,被推出去的鉛球,

4、它們的 運動狀態(tài)都在變化。還有一類物體運動狀態(tài)保持不變,例如靜止不動的蘋果;站在地面上 的人;勻速下落的傘兵。 物理學中稱靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的物體處于平衡狀態(tài)。處于平衡狀態(tài)的物體 或者不受力或者受平衡力的作用。由于地球上完全不受力作用的物體是沒有的,因此處于 平衡狀態(tài)的物體一定受到平衡力的作用。而最簡單的平衡力是二力平衡。如果一個物體在兩個力的作用下保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài),我們就說這兩個 力是平衡的。由探究實驗得到 二力平衡的條件: 作用在同一物體上的兩個力,大小相等,方向相反,并作用在同一直線上,概括為同 體、等值、反向、共線。則合力為零。平衡力跟一對相互作用力(即作用力與反

5、作用力是力學中常見的兩對力,很容易混 淆。一對平衡力與一對相互作用力的區(qū)別: 如圖中, 一個重力為 G 的物體放在水平地面上保持靜止, 重力 G 和地面的支持力 N 為 一對平衡力,它們都作用在同一物體上,大小相等、方向相反,作用效果互相抵消。而支 持力 N 的反作用力 N 是物體對地面的作用力, 受力物體是地面, 雖然與 N 大小相等、 方向 相反, 但不能互相抵消。 G 的反作用力是物體對地球的吸引力 (圖上沒有畫出 , 與重力 G 也不能互相抵消。 二力平衡的應用如果物體受兩個力作用而處于平衡狀態(tài),我們就可以根據(jù)其中一個力的大小和方向判 斷出另一個力的大小和方向。利用彈簧測力計為什么可以

6、測量物體所受重力的大小?分析:物體掛在彈簧測力計下靜止時受到兩個力的作用, 一個是重力 G , 一個是拉力 F , 這兩個力是平衡力。根據(jù)二力平衡條件可知 F=G。因為拉力 F 的大小是由彈簧測力計的示 數(shù)表示的,所以彈簧測力計的示數(shù)就表示物體所受重力的大小。 用彈簧測力計為什么能夠測出物體在水平面上勻速運動時所受的摩擦力?分析:同樣根據(jù)二力平衡條件,在水平方向拉力與摩擦力這兩個力是平衡力,拉力 F 的大小由彈簧測力計的示數(shù)表示出來,所以彈簧測力計的示數(shù)就表示物體運動時所受的摩 擦力的大小。 3. 如何對物體作簡單的受力分析?如何分析一個物體受到哪幾個力的作用,各力方向如何,這是學好力學必過之

7、關(guān),會 進行受力分析,畫物體受力示意圖,將有利于我們發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。受力分析的任務就是明白所研究的對象到底受幾個力的作用?每個力的方向如何?施 力物體是什么?并用一個受力分析圖明確地表示出來。對物體進行受力分析的步驟:a. 確定研究對象(受力物體。b. 有重力先畫重力。c. 看被研究對象與哪幾個物體相接觸, 其中哪幾個物體對它有拉力或壓力或支持力等 其他力。d. 看被研究對象與哪幾個面接觸,相互接觸的表面處有無相對運動或相對運動趨勢來 確定是否存在摩擦力。e. 最后檢查所畫的力是否有漏畫、多畫、和重復畫等,直至準確無誤為止。如:公共汽車在一段平直的公路上向左勻速行駛,在豎直方向上保持靜止狀

8、態(tài),受到 一對平衡力:重力和支持力;在水平方向上也受到一對平衡力:向前的牽引力和向后的阻 力。 【典型例題】例題 1. 小明用 80牛的力向東拉車,小云用 120牛的力也向東推車,則車受到的合力是 牛,方向 。并用力的圖示畫出他們的合力。 分析:首先要根據(jù)二力合成的規(guī)律求出合力的大小和方向,然后再作力的圖示。 解:F 1=80牛,方向向東; F 2=120牛,方向向東。合力:F=F1+F2=80牛 +120牛=200牛,方向向東。例題 2. 一個物體重 100N , 受到的空氣阻力大小為 10N , 則下列說法中正確的是 (A. 若物體豎直向上運動時,合力大小是 110N ,合力的方向豎直向下

9、B. 若物體豎直向上運動時,合力大小是 90N ,合力的方向豎直向下C. 若物體豎直向下運動時,合力大小是 90N ,合力的方向豎直向下D. 若物體豎直向下運動時,合力大小是 110N ,合力的方向豎直向下分析:這道題側(cè)重考查二力合成的知識,而且要在正確作出受力分析的基礎(chǔ)上,才能 把正確選項選全.解:A 選項給出物體是向上運動的,受力分析如圖(a ,受重力和阻力,阻力和運動 方向相反. 因為重力 G 和阻力 f 方向一致, 所以合力大小 F 合 =G +f =100N +10N =110 N , 方向豎直向下, A 選項正確.也很快排除 B 選項不正確。 a bC 和 D 選項給出物體是向下運

10、動的,此時,物體受力分析如圖(b 所示,仍受重力 和阻力, 阻力和運動方向相反。 因為重力和阻力方向相反, 所以合力大小 F 合 =G -f =100N -10N =90N ,合力方向豎直向下。 C 選項正確。答案:A 、 C例題 3. 一只重力可忽略不記的彈簧測力計水平放置, 通過兩只滑輪在兩端懸掛質(zhì)量為 500g 的物體各一個,則彈簧測力計的示數(shù)為 N ,此時彈簧測力計受到的拉力的合力 是 N 。(g = 10 N/kg 分析:這道題考查的是同一直線上二力合成的知識。首先將質(zhì)量為 500g 的物體所受的 重力計算出來,即 G 1=G2=5N;那么彈簧測力計左端受到的拉力 F 1= 5N ;

11、彈簧測力計右端 受到的拉力 F 2= 5N。 顯然此時彈簧測力計受到的拉力的合力是 0牛,因為彈簧測力計受到了大小相等、方 向相反且在同一直線上的兩個力 F 1和 F 2的作用,所以合力為零。而彈簧測力計的示數(shù)應為 5N 。解:G 1 = G2 = mg = 0.5kg×10 N/kg = 5N F 1= F 2 = 5N F 合 = F1-F 2 =0例題 4. 下列各圖中屬于二力平衡的是 ( 分析:二力平衡的條件是:(1兩力作用在同一物體上;(2兩力大小相等,(3 兩力方向相反;(4兩力作用在同一直線上。這些條件缺一不可。從圖中可看出圖(A (C 中兩力不在同一直線上,不符合條件

12、(4;圖(D 中兩力分別作用在兩個不同的 物體上,不符合條件(1;圖(B 中兩力大小不相等 , 不符合條件(2;只有圖(E 符 合二力平衡條件,故正確的答案應是(E 。例題 5. 西瓜放在桌子上。有人說“西瓜對桌子的壓力和桌子對西瓜的支持力是一對平 衡力?！边@種說法對嗎?分析:這種說法是錯誤的。根據(jù)二力平衡的條件,這兩個力必須是作用在同一物體上 的力,現(xiàn)在西瓜對桌子的壓力是作用在桌子上的,是桌子受到的力,而桌子對西瓜的支持 力是作用在西瓜上的,是西瓜受到的力,這兩個力分別作用在兩個不同的物體上,因此它 們不是一對平衡力。 例題 6. 人站在平地上能保持靜止狀態(tài)的原因是 (A. 人對地面的壓力和

13、地面對人的支持力是一對平衡力。B. 人對地面的壓力和人受到的重力是一對平衡力。C. 人對地球的重力等于地球?qū)θ说闹亓?。D. 地面對人的支持力和人受到的重力是一對平衡力。分析:選項 C 中的兩個力是一對作用力與反作用力,它們是不能平衡的,當然不是人 平衡的原因。 選項 B 中兩個力是同方向的, 選項 A 中兩個力分別作用在兩個不同的物體上, 它們也不可能是平衡力,故 A 、 B 也是錯的。要想找到人保持平衡狀態(tài)的原因,只能從人的受力情況來分析。站在平地上的人,受 到豎直向下的重力 G 和地面對人豎直向上的支持力 N 兩個力的作用, 這兩個力的受力物體 是人,它們大小相等、方向相反、作用在一條直線

14、上,它們是一對平衡力。人所受二力平 衡,所以能保持平衡狀態(tài)。故正確的答案應是選項 D 。例題 7:如圖,質(zhì)量是 0.5kg 的字典,靜止在水平桌面上.下面能正確的表示字典受力 的示意圖是( 分析:此題從多方面考查學生的綜合知識. (1 要會分析字典在靜止時受的是平衡力, 且二力大小相等;(2要知道平衡力應作用在一個物體上;(3題目給出的是字典的質(zhì) 量 m ,要會用公式 G =mg ,計算出字典的重力 G =4.9N 。注意抓住題目中分析的是字典的受力情況.因為字典處于靜止狀態(tài),所以字典受的力一定是平衡力。從圖上看,只有 C 圖的兩個力滿足二力平衡的條件,所以 C 圖是正確的。 這一對力是:重力

15、 G 和支持力 F 。有的同學認為:B 圖的兩個力,大小相等,方向相反, 也滿足二力平衡條件.這個分析是錯誤的,因為這兩個力分別作用在字典和桌上,而不是 作用在一個物體上。這一對力是支持力 F 和壓力 F ,是相互作用力,而不是平衡力。例題 8:某同學用水平向右 100N 的力, 推一個重力為 200N 的木箱在水平地面上前進, 若木箱受到的摩擦阻力是重力的 0.2倍, 則木箱所受合力是 _N ;當木箱所受水平推 力的大小為 _N 時,其他條件不變,木箱可沿水平地面勻速前進。分析:這道題綜合考查學生:(1受力分析的能力;(2力的合成的知識;(3受平衡力時的運動狀態(tài);(4滑動摩擦力的方向.當木箱

16、受的摩擦阻力 f =0.2G 時,求出 f =0.2×200N =40N ,方向和運動方向相反。 畫出此時物體受力示意圖,如圖示,重力 G 和支持力 N 是一對平衡力,合力為零.推力 F 和摩擦力 f 的合力=F -f =100N -40N =60N , 方向和運動方向一致. 這時物體受不平衡的 力,做變速直線運動。 后面一種情況,由木箱沿水平地面勻速前進的狀態(tài)入手,可知物體應受平衡力的作用, 摩擦力大小不變,等于 40N ,則推力大小 F =f =40N 。答案:60N , 40N ?！灸M試題】一、選擇題1. 關(guān)于力和合力的說法,正確的是 (A. 合力總比它的任何一個力小。B.

17、合力總比它的任何一個力大。C. 合力可能與它的一個力大小相等。D. 一個物體受到兩個力同時又受到這兩個力的合力的作用。2. 作用在同一直線上的兩個力 F 1和 F 2,其中 F 1 =18牛, F 2=8牛,則它們的合力 ( A. 一定為 26牛 B. 一定為 10牛 C. 26?；?10牛 D. 無法確定。 3. 正在空中下降的降落傘,若它受到一對平衡力的作用,則它的運動是 ( A. 勻速直線運動 B. 勻速直線運動或靜止C. 越來越快的運動 D. 越來越慢的運動4. 一個物體同時受到兩個力的作用,若這兩個力的三要素完全相同,那么這兩力 ( A. 肯定是平衡力 B. 肯定不是平衡力C. 可能

18、是平衡力 D. 條件不足,無法判斷5. 如果物體受到力的作用,可以斷定下列幾種情況中物體一定是受到平衡力作用的是(A. 物體在空中自由下落 B. 火車在平直的軌道上勻速運動C. 將石塊沿斜向上方向拋出 D. 電梯從靜止狀態(tài)加速上升6. 如圖所示,用水平力 F =50N將 m =2kg的物體壓在豎直墻面上靜止,則墻面給物體的 摩擦力是 (g =10N/kg (A. 20N,豎直向上 B. 2kg,豎直向上C. 50N,豎直向上 D. 70N,豎直向上 7. 用電線吊在天花板上的燈處于靜止狀態(tài),下列哪對力是一對平衡力 (A. 電線對燈的拉力與燈對電線的拉力B. 燈對電線的拉力與燈受到的重力C. 天

19、花板對電線的拉力與電線對燈的拉力D. 電線對燈的拉力與燈受到的重力8. 起重機吊臂下吊一質(zhì)量為 5噸的重物,下列情況下,鋼絲繩所受拉力 T 應為 ( A. 只有靜止時, T=49000牛B. 勻速上升時, T >49000牛C. 勻速下降時, T <49000牛D. 以上三種情況, T 都等于 49000牛二、填空題1. 一個力如果它產(chǎn)生的效果跟兩個力共同作用產(chǎn)生的 _, 這個力就叫做那 兩個力的合力 .2. 同一直線上、 方向相同的兩個力的合力大小等于 _, 合力方向 _.3. 同一直線上、 方向相反的兩個力的合力大小等于 _, 合力方向 _.4. 兩同學一起用力水平向北推木箱,

20、甲同學用力 150N ,乙同學用力 120N ,木箱受到推 力的合力是 _N,合力方向是 _.5. 物體受到的方向相反的 F 1、 F 2兩個力作用, F 1=8N, F 2=15N,物體所受合力為 _N,合力的方向與 _方向相同 .6. 一物重 100N ,若用 10N 的力豎直向上提它,其合力的大小是 _牛,方向是 _, 若 用 10N 的 豎 直 向 下 壓 它 其 合 力 大 小 是 _N, 方 向 是 _.7. 在平直的公路上行駛的卡車受到發(fā)動機向前 5000牛的牽引力,路面對卡車的阻力為 1300。8. 吊車以 lm/s速度勻速提起重 2000N 的重物, 則鋼索拉力是 N . 當

21、吊車以 2m/s速度勻速提起重物時,鋼索拉力將 2000N (填大于、等于、小于.若提升過程 中,鋼索拉力為 1800N ,則重物提升速度將 (填變大、變小、不變.9. 放在水平地面上的一個物體,受到 20N 水平向西拉力時,物體恰能做勻速直線運動, 則當物體拉力變?yōu)?18N , 但物體仍在繼續(xù)向前運動時, 物體所受合力是 N , 方向 向 .當物體最終靜止時,物體所受摩擦力是 ,方向向 .三、實驗題實驗一:取輕質(zhì)木板兩端各用細線系住,左端跨過桌邊的滑輪懸掛兩個 500克的重物, 右端跨過桌邊的滑輪懸掛一個 500克的重物。(左圖 思考并回答:(1輕質(zhì)木板會靜止么?(2如果左端去掉 500克,使得左右兩端重物完全相等,(如右圖輕質(zhì)木板會處于 什么狀態(tài) ?(3輕質(zhì)木板靜止時受到的兩個拉力的大小、方向各有什么關(guān)系?實驗二:扭轉(zhuǎn)輕質(zhì)木板,如圖所示,用大小相等、方向相反但不在同一直線上的兩個 力拉輕質(zhì)木板,輕質(zhì)木板還會靜止不動么? 四、作圖題用繩子