力的合成與平衡教案

第五講力的合成知識(shí)要點(diǎn)：1、合力與分力（1）合力：一個(gè)力對(duì)物體的作用與幾個(gè)力共同作用在物體上，如果產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)力的合力；那這幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力。（2）力的合成：已知幾個(gè)力求某一個(gè)力就叫做力的合成。2、同一直線二力合成：(1)方向相同：大小相加，方向相同。(2)方向相反：大小二力差的絕對(duì)值，方向與較大力的方向相同。力的合成定理。其內(nèi)容是：

（1）一個(gè)力如果產(chǎn)生的效果與幾個(gè)力共同作用所產(chǎn)生的效果相同，這個(gè)力就叫做那幾個(gè)的合力，而那幾個(gè)力就叫做這個(gè)力的分力，求幾個(gè)力的合力叫力的合成。

（2）力的合成遵循平行四邊形法則，如求兩個(gè)互成角度的共點(diǎn)力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的有向線段作為鄰邊，作一平行四邊形，它的對(duì)角線即表示合力的大小和方向。

（3）共點(diǎn)的兩個(gè)力F1、F2的合力F的大小，與兩者的夾角有關(guān)，兩個(gè)分力同向時(shí)合力最大，反向時(shí)合力最小，即合力的取值范圍為|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|（4）合力可以大于等于兩力中的任一個(gè)力，也可以小于任一個(gè)力。當(dāng)兩力大小一定時(shí)，合力隨兩力夾角的增大而減小，隨兩力夾角的減小而增大。圖1圖1【例1】（2010泉州）暑假期間，小明幫助爸爸干農(nóng)活（如圖1所示），爸爸用500N的力拉車，小明用200N的力推車，他們合力的大小是（B）A．500NB．700NC．300ND．200N【變式2-1】（2010上海）重為G的蘋(píng)果從樹(shù)上豎直下落，若蘋(píng)果在空中所受阻力小于G，則蘋(píng)果在豎直下落過(guò)程中受到的合力大?。―）A．等于GB．等于0C．大于GD．小于G圖2【變式2-2】（2008綿陽(yáng)）如圖2是作用在物體上的兩個(gè)力的情況，F(xiàn)1=10N，F(xiàn)2=3N，在F2不斷增大的情況下，物體所受兩個(gè)力的合力的變化情況是（D圖2A.逐漸變大B.逐漸減??；C.先增大，后減??；D.先減小，后增大?！纠?】（武漢中考）如圖3所示，物體A始終只受到同一直線上的兩個(gè)力F1、F2的作用，F(xiàn)1、F2大小隨時(shí)間的變化如圖所示，則下列分析正確的是（C）圖3圖3A.在t1時(shí)間內(nèi)，物體所受的合力先變大后變小，合力的方向始終與F2相同；B.在t1時(shí)間內(nèi)，物體所受的合力先變小后變大，合力的方向始終與F2相同；C.在t1時(shí)間內(nèi)，物體所受的合力先變大后變小，合力的方向始終與F2相反；D.在t1時(shí)間內(nèi)，物體所受的合力先變小后變大，合力的方向始終與F2相反?！咀兪?-1】如圖4所示，一個(gè)物體始終只受到兩個(gè)力F1和F2的作用，一開(kāi)始物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，且F1=F0，在t1的時(shí)間內(nèi)保持F1不變，只改變F2的大小，此過(guò)程中物體所受合力的方向始終與F1的方向相同，圖中可以表示為F2大小隨時(shí)間變化的圖象是（C）圖圖4【例3】某小組同學(xué)研究作用在同一直線上的兩個(gè)力F1、F2與它們的合力F的大小關(guān)系，他們用彈簧測(cè)力計(jì)和相同的彈簧分別進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn)，并利用力的作用線的長(zhǎng)短來(lái)表示力的大小，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程及測(cè)量結(jié)果繪制成示意圖，如圖5（a）、（b）所示．圖圖5（1）實(shí)驗(yàn)中，該小組同學(xué)把F作為F1、F2的合力，用到的科學(xué)方法是．（2）比較圖（a）或（b）兩圖中力F1、F2分別與它們的合力F的大小關(guān)系及相關(guān)條件，歸納得出的初步結(jié)論是：。解：（1）根據(jù)力的作用效果相同可以得出合力與分力的關(guān)系，即該方法叫等效替代法；

（2）從圖中我們可以看出，作用在同一直線上的兩個(gè)力，當(dāng)它們的方向相同時(shí)，兩個(gè)力的大小都小于它們的合力大?。?/p>

故答案為等效替代；作用在同一直線上的兩個(gè)力，當(dāng)它們的方向相同時(shí)，兩個(gè)力的大小都小于它們的合力大小．

分析：力F的作用效果與力F1、F2共同作用的效果相同時(shí)，這個(gè)力F才叫做F1、F2的合力．該探究方法稱之為等效替代法；

同一直線上，方向相同的兩個(gè)力的合力，大小等于這兩個(gè)力的大小之和，方向跟兩個(gè)力的方向相同，即F=F1+F2．【變式3-1】用如圖6所示的裝置探究同一直線上的二力合成規(guī)律時(shí)，首先將彈簧的B端固定，再用兩個(gè)測(cè)力計(jì)沿相反方向拉A端，使A端到達(dá)某一點(diǎn)O并記錄下該點(diǎn)的位置，然后在表格中記錄下兩個(gè)拉力的大小和方向；再用一個(gè)測(cè)力計(jì)拉彈簧的A端，仍將A端拉伸到O點(diǎn)，記錄下此時(shí)拉力的大小和方向．圖圖6(1)從數(shù)據(jù)記錄表中你能得到的關(guān)于同一直線上合力與分力的大小關(guān)系是（用字母表示）．(2)實(shí)驗(yàn)中用一個(gè)測(cè)力計(jì)拉彈簧時(shí)，為什么仍要將彈簧A端拉伸到O點(diǎn)再讀數(shù)？。（1）F=F1-F2（2）保證力F的作用效果與力F1，F(xiàn)2共同作用的效果相同【例4】重力為1.1N的小球，豎直向上拋出，上升和下降過(guò)程重受到空氣的阻力都是0.5N，上升和下降時(shí)所受到的合力的大小和方向正確的是（B）A.上升時(shí)大小為1.6N，方向豎直向下，下降時(shí)大小為0.6N，方向向上B.上升時(shí)大小為1.6N，方向豎直向下，下降時(shí)大小為0.6N，方向向下C.上升時(shí)大小為0.6N，方向豎直向下，下降時(shí)大小為1.1N，方向向上D.上升時(shí)大小為1.6N，方向豎直向上，下降時(shí)大小為0.6N，方向向上【變式4-1】在世界女排錦標(biāo)賽上，我國(guó)排球隊(duì)長(zhǎng)發(fā)球時(shí)，把球豎直向上拋出，則（C）A.球上升和下降過(guò)程中，受的阻力方向都向上B.球上升和下降過(guò)程中，受的阻力方向都向下C.球上升過(guò)程中，受到重力和阻力，合力方向向下D.球下降過(guò)程中，受到重力和阻力，合力方向向上【變式4-2】如圖所示，用水平向左、大小為5N的力F1，拉彈簧秤外殼上的環(huán)，同時(shí)用水平向右、大小也是5N的力F2拉彈簧秤的掛鉤．若彈簧秤的讀數(shù)用F表示，彈簧秤在水平方向所受的合力用F合表示，那么下列結(jié)論中正確的是（B）圖7Ａ.F=10N，F(xiàn)合=10NB.F=5N，F(xiàn)合圖7C.F=5N，F(xiàn)合=10ND.F=ON，F(xiàn)合=ON第六講力的平衡知識(shí)要點(diǎn):1、定義：物體在受到兩個(gè)力的作用時(shí)，如果能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱二力平衡。2、二力平衡條件：二力作用在同一物體上、大小相等、方向相反、兩個(gè)力在一條直線上3．物體在不受力或受到平衡力作用下都會(huì)保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。即平衡狀態(tài).4、平衡力與相互作用力比較：相同點(diǎn)：①大小相等；②方向相反；③作用在一條直線上。不同點(diǎn)：平衡力作用在一個(gè)物體上，可以是不同性質(zhì)的力；相互作用力作用在不同物體上，是相同性質(zhì)的力。5、力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系：物體受力條件物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)說(shuō)明受平衡力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變靜止勻速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變靜止勻速運(yùn)動(dòng)力不是產(chǎn)生（維持）運(yùn)動(dòng)的原因受非平衡力運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變運(yùn)動(dòng)快慢改變運(yùn)動(dòng)方向改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變運(yùn)動(dòng)快慢改變運(yùn)動(dòng)方向改變力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，是指速度大小的改變和運(yùn)動(dòng)方向的改變。圖1典型例題：圖1【例1】（2010年上海）為了研究物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與受力情況之間的關(guān)系，用鉤碼（重1牛）、測(cè)力計(jì)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。試驗(yàn)中，先將鉤碼掛在已調(diào)好的測(cè)力計(jì)下，且處于靜止?fàn)顟B(tài)，如圖1（a）所示。接著，在鉤碼的下端固定紙帶，并使紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，然后分別三次拉動(dòng)鉤碼豎直向上運(yùn)動(dòng)，每次拉動(dòng)過(guò)程中，觀察到一段時(shí)間內(nèi)測(cè)力計(jì)示數(shù)是不變的，紙帶上的點(diǎn)記錄了這段時(shí)間內(nèi)鉤碼的運(yùn)動(dòng)情況，三次實(shí)驗(yàn)如圖1（b）、（c）、（d）所示。請(qǐng)仔細(xì)觀察圖中的測(cè)力計(jì)示數(shù)和對(duì)應(yīng)的紙帶，歸納得出初步結(jié)論。（1）由圖1（a）與（b）與（c）可得。（2）由圖1（a）與（d）或(b)與（d）或（c）與（d）可得。1）處于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物體受到平衡力的左右（2）作變速運(yùn)動(dòng)的物體，受力不平衡。圖3【變式1-2】（2008株洲）如圖3所示，紙帶穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（每隔一定時(shí)間在紙帶上打下一個(gè)點(diǎn)）與一木塊左端相連，木塊在彈簧測(cè)力計(jì)作用下沿水平桌面（紙面）向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，就能在紙帶上打出一系列的點(diǎn)。圖中①和②是打點(diǎn)計(jì)時(shí)器先后打出的兩條紙帶，與其對(duì)應(yīng)的測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F1、F2，木塊運(yùn)動(dòng)的速度分別為v1、v2，那么（B）圖3A．F1＜F2，v1＜v2B．F1=F2，v1＜v2C．F1=F2，v1＞v2D．F1＞F2，v1＞v2圖4【例2】(2012成都）如圖4所示，無(wú)風(fēng)時(shí)，站在地面上的小螞蟻驕傲地托著果實(shí)。對(duì)于該靜止的果實(shí)，下列說(shuō)法正確的是(A)圖4A.果實(shí)受到重力和螞蟻的支持力作用，這是一對(duì)平衡力B.果實(shí)受到重力和螞蟻的支持力作用，這是一對(duì)相互作用力C.果實(shí)能夠靜止，是因?yàn)槲浵亴?duì)它的支持力小于果實(shí)受到的重力D.果實(shí)能夠靜止，是因?yàn)槲浵亴?duì)它的支持力大于果實(shí)受到的重力【變式2-1】(2013江西省)如圖5所示．下列說(shuō)法正確的是（C）A.小鳥(niǎo)受到的重力與小鳥(niǎo)對(duì)樹(shù)枝的壓力是一對(duì)平衡力B.小鳥(niǎo)對(duì)樹(shù)枝的壓力與樹(shù)枝對(duì)小鳥(niǎo)的支持力是一對(duì)平衡力C.小鳥(niǎo)受到的重力與樹(shù)枝對(duì)小鳥(niǎo)的支持力是一對(duì)平衡力D.小鳥(niǎo)受到的重力與樹(shù)枝受到的重力是一對(duì)平衡力【變式2-2】(2013哈爾濱市)對(duì)于靜止在水平桌面上的礦泉水瓶，下列說(shuō)法正確的是圖6(D)圖6A.桌面對(duì)瓶子的支持力與瓶子所受重力是相互作用力B.瓶子對(duì)桌面的壓力與桌面對(duì)瓶子的支持力是平衡力C.瓶子正放與倒放時(shí)，對(duì)桌而的壓力是不同的D.如果瓶子所受的力同時(shí)全部消失，它將仍留在原位保持原來(lái)的靜止?fàn)顟B(tài)【例3】（2011無(wú)錫）如圖7是小華同學(xué)探究二力平衡條件時(shí)的實(shí)驗(yàn)情景．甲甲圖7乙(1)小華將系于小卡片(重力可忽略不計(jì))兩對(duì)細(xì)線分別跨過(guò)左右支架上的滑輪，在線的兩端掛上鉤碼，使作用在小卡片上的兩個(gè)拉力方向相反，并通過(guò)調(diào)整鉤碼數(shù)量來(lái)改變拉力的大小．(2)當(dāng)小卡片平衡時(shí)，小華將小卡片轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，松手后小卡片不能(選填“能”或“不能”)平衡。設(shè)計(jì)此實(shí)驗(yàn)步驟的目的是為了探究不在同一直線上的兩個(gè)力是否平衡．(3)為了驗(yàn)證只有作用在同一物體上的兩個(gè)力才能平衡，在圖7甲所示情況下，小華下一步的操作是：把小紙片剪成兩片．(4)在探究同一問(wèn)題時(shí)，小明將木塊放在水平桌面上，設(shè)計(jì)了如圖7乙所示的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們認(rèn)為小華的實(shí)驗(yàn)優(yōu)予小明的實(shí)驗(yàn)．其主要原因是A．A.減少摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響B(tài).小卡片是比較容易獲取的才料C.容易讓小卡片在水平方向上保持平衡D.小卡片容易扭轉(zhuǎn)圖8【變式3-1】（2010宿遷中考）在“探究二力平衡的條件”實(shí)驗(yàn)中，小明選擇了如圖8的裝置，把小卡片兩端細(xì)線繞過(guò)滑輪，并掛上鉤碼．圖8⑴實(shí)驗(yàn)中選擇小卡片的目的是

不

（填“考慮”、“不考慮”）小卡片的重力；探究?jī)蓚€(gè)力大小關(guān)系時(shí)，應(yīng)該觀察細(xì)線兩端所掛鉤碼的個(gè)數(shù)．⑵為了探究?jī)蓚€(gè)平衡力是否在同一條直線上，進(jìn)行如下操作：

旋轉(zhuǎn)

（填“擠壓”、“翻轉(zhuǎn)”或“旋轉(zhuǎn)”）小卡片，松手后觀察小卡片是否平衡．⑶小明利用彈簧測(cè)力計(jì)代替圖中的鉤碼進(jìn)行了探究，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)力的大小還有較小的差距．你認(rèn)為形成差距的原因是

測(cè)力計(jì)未較零

（答出一條即可）．圖9【變式3-2】（2013年安徽）圖示為研究二力平衡條件的實(shí)驗(yàn)裝置，下列關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)的敘述錯(cuò)誤的是（B）圖9A.為減小摩擦，應(yīng)選用盡量光滑的水平桌面B.為使實(shí)驗(yàn)效果明顯，應(yīng)選用質(zhì)量較大的小車C.調(diào)整兩邊托盤(pán)所放鉤碼的數(shù)量，可以改變力的大小D.將小車扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度，是為了改變力的作用線的位置【例4】(2008襄樊）一輛重為1.5×104N的”東風(fēng)日產(chǎn)”某品牌小汽車,當(dāng)它以60Km/h的速度在水平路面上勻速行駛時(shí)受到的牽引力為2000N,那么汽車受到的阻力為2000N，當(dāng)它停在水平路面上時(shí),它受到的支持力為1.5×10^4N.圖10【變式4-