7.4 同一直线上二力的合成（课件）2025-2026学年八年级物理下册沪粤版（2024）

7.4 同一直线上二力的合成一、生活中的力的合成：多个力的共同作用生活中，物体常常同时受到多个力的作用。例如，两个人沿同一方向推一辆陷入泥潭的汽车，汽车受到两个向前的力；提水桶时，水桶受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力；用弹簧测力计拉着物体在水平面上匀速运动，物体受到水平向前的拉力和水平向后的摩擦力…… 当物体同时受到几个力的作用时，我们可以用一个力来代替这几个力的共同作用效果，这个力叫做那几个力的合力。本节课我们将学习同一直线上二力合成的规律，掌握合力的计算方法。二、合力与分力：等效替代的思想（一）合力与分力的概念如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果相同，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。例如，两个小孩分别用 30N 的力共同提起一桶水，一个大人用 60N 的力也能提起这桶水，那么大人的 60N 的力就是两个小孩 30N 的力的合力，两个小孩的 30N 的力就是大人 60N 的力的分力。（二）力的合成的定义求几个力的合力的过程叫做力的合成。力的合成遵循一定的规律，本节课我们重点学习同一直线上两个力的合成规律。三、同一直线上二力的合成：同向与反向（一）同一直线上方向相同的二力的合成实验探究：实验目的：探究同一直线上方向相同的两个力的合力与分力的关系。实验器材：弹簧测力计、橡皮筋、细绳、刻度尺、铁架台。实验步骤：用一个弹簧测力计拉橡皮筋的一端，使橡皮筋的另一端伸长到某一位置 O 点，记录弹簧测力计的示数 F=5N，记录此时橡皮筋的伸长量。用两个弹簧测力计沿同一方向拉橡皮筋的同一端，使橡皮筋的另一端仍伸长到 O 点，记录两个弹簧测力计的示数 F₁=2N，F₂=3N。实验现象：两个方向相同的力共同作用时，橡皮筋的伸长量与一个力单独作用时的伸长量相同，即作用效果相同。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，合力的方向跟这两个力的方向相同。规律总结：若两个力\( F_1 \)和\( F_2 \)在同一直线上，且方向相同，则它们的合力\( F_{\text{合}} \)的大小为：\( F_{\text{合}} = F_1 + F_2 \)合力的方向与\( F_1 \)和\( F_2 \)的方向相同。实例：两个人沿同一方向推桌子，一个人用 50N 的力，另一个人用 60N 的力，桌子受到的合力大小为 50N + 60N = 110N，方向与推力方向相同。用两个弹簧测力计沿水平向右的方向拉同一物体，示数分别为 3N 和 4N，物体受到的合力大小为 3N + 4N = 7N，方向水平向右。（二）同一直线上方向相反的二力的合成实验探究：实验目的：探究同一直线上方向相反的两个力的合力与分力的关系。实验器材：弹簧测力计、橡皮筋、细绳、刻度尺、铁架台。实验步骤：用一个弹簧测力计拉橡皮筋的一端，使橡皮筋的另一端伸长到某一位置 O 点，记录弹簧测力计的示数 F=2N，方向水平向右，记录此时橡皮筋的伸长量。用两个弹簧测力计沿相反方向拉橡皮筋的同一端，使橡皮筋的另一端仍伸长到 O 点，记录两个弹簧测力计的示数 F₁=5N（水平向右），F₂=3N（水平向左）。实验现象：两个方向相反的力共同作用时，橡皮筋的伸长量与一个力单独作用时的伸长量相同，即作用效果相同。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，合力的方向跟较大的那个力的方向相同。规律总结：若两个力\( F_1 \)和\( F_2 \)在同一直线上，且方向相反（\( F_1 > F_2 \)），则它们的合力\( F_{\text{合}} \)的大小为：\( F_{\text{合}} = F_1 - F_2 \)合力的方向与较大的力\( F_1 \)的方向相同。实例：一个物体受到水平向右的拉力 10N 和水平向左的摩擦力 6N，物体受到的合力大小为 10N - 6N = 4N，方向水平向右。提水桶时，水桶受到竖直向上的拉力 80N 和竖直向下的重力 70N，水桶受到的合力大小为 80N - 70N = 10N，方向竖直向上。四、同一直线上二力合成的应用（一）分析物体的受力情况在解决力学问题时，常常需要对物体受到的力进行合成，从而分析物体的运动状态。例如：物体在水平方向受到两个力的作用，一个是向前的拉力 15N，另一个是向后的阻力 5N，合力为 15N - 5N = 10N，方向向前，物体将向前做加速运动。物体在竖直方向受到重力 50N 和支持力 50N，两个力方向相反，合力为 50N - 50N = 0N，物体在竖直方向处于平衡状态。（二）解释生活中的现象推箱子：当两个人沿同一方向推箱子时，合力大于其中任何一个人的推力，更容易推动箱子；当一个人向前推箱子，另一个人向后拉箱子时，合力等于两个力的差值，推箱子更费力。提重物：用一根绳子提重物时，如果绳子的承受能力不够，可以用两根绳子沿同一方向提重物，此时每根绳子受到的拉力是重物重力的一半，从而保护绳子不被拉断。拔河比赛：拔河比赛中，双方队员向相反的方向拉绳子，绳子受到的合力等于双方拉力的差值，合力方向指向拉力较大的一方，因此拉力较大的一方会获胜。（三）解决实际问题起重机吊重物：起重机吊着重物匀速上升时，重物受到竖直向上的拉力和竖直向下的重力，两个力大小相等、方向相反，合力为零，重物处于平衡状态。汽车行驶：汽车在平直的公路上匀速行驶时，水平方向受到向前的牵引力和向后的阻力，两个力大小相等、方向相反，合力为零，汽车保持匀速直线运动状态。五、典型例题分析例题 1：同一直线上同向二力的合成两个力\( F_1 = 3N \)和\( F_2 = 5N \)，在同一直线上且方向相同，求它们的合力大小和方向。分析：已知：\( F_1 = 3N \)，\( F_2 = 5N \)，方向相同。求：合力\( F_{\text{合}} \)的大小和方向。解：根据同一直线上方向相同的二力合成规律，可得：\(F_{\text{合}} = F_1 + F_2 = 3N + 5N = 8N\)合力的方向与\( F_1 \)和\( F_2 \)的方向相同。答案：合力大小为 8N，方向与两个力的方向相同。例题 2：同一直线上反向二力的合成一个物体受到两个力的作用，\( F_1 = 10N \)，方向水平向右；\( F_2 = 6N \)，方向水平向左，求物体受到的合力大小和方向。分析：已知：\( F_1 = 10N \)（水平向右），\( F_2 = 6N \)（水平向左），方向相反。求：合力\( F_{\text{合}} \)的大小和方向。解：根据同一直线上方向相反的二力合成规律，可得：\(F_{\text{合}} = F_1 - F_2 = 10N - 6N = 4N\)合力的方向与较大的力\( F_1 \)的方向相同，即水平向右。答案：合力大小为 4N，方向水平向右。例题 3：合力的计算与应用一个重为 50N 的物体放在水平桌面上，受到水平向右的拉力 20N 和水平向左的摩擦力 15N，物体在水平方向上受到的合力是多少？物体将向哪个方向运动？分析：已知：物体在水平方向受到拉力\( F_{\text{拉}} = 20N \)（水平向右），摩擦力\( f = 15N \)（水平向左）。求：水平方向的合力\( F_{\text{合}} \)和物体的运动方向。解：水平方向的合力为：\(F_{\text{合}} = F_{\text{拉}} - f = 20N - 15N = 5N\)合力的方向水平向右，因此物体将水平向右做加速运动。答案：物体在水平方向上受到的合力是 5N，物体将水平向右运动。六、课堂实验：探究同一直线上二力的合成规律（一）实验目的探究同一直线上方向相同的两个力的合成规律。探究同一直线上方向相反的两个力的合成规律。（二）实验器材弹簧测力计两个、橡皮筋一根、细绳两根、铁架台一个、刻度尺一把、记号笔一支。（三）实验步骤探究同一直线上方向相同的二力的合成：将橡皮筋的一端固定在铁架台上，另一端系上两根细绳。用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到某一位置 A，记录弹簧测力计的示数 F 和橡皮筋的伸长量，用记号笔在 A 点做标记。用两个弹簧测力计分别通过两根细绳沿同一方向拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端仍伸长到 A 点，记录两个弹簧测力计的示数 F₁和 F₂。比较 F 与 F₁、F₂的大小关系，得出结论。探究同一直线上方向相反的二力的合成：用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端伸长到某一位置 B，记录弹簧测力计的示数 F' 和橡皮筋的伸长量，用记号笔在 B 点做标记。用两个弹簧测力计分别通过两根细绳沿相反方向拉橡皮筋，使橡皮筋的另一端仍伸长到 B 点，记录两个弹簧测力计的示数 F₁' 和 F₂'（F₁' > F₂'）。比较 F' 与 F₁'、F₂' 的大小关系，得出结论。（四）实验数据记录实验类型分力 1（N）分力 2（N）分力方向合力（N）合力方向同向二力合成23相同5与分力方向相同反向二力合成53相反2与较大分力方向相同（五）实验结论同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于两个分力大小之和，方向与分力方向相同。同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于两个分力大小之差，方向与较大分力方向相同。七、课堂小结合力与分力：如果一个力的作用效果跟几个力共同作用的效果相同，这个力就是那几个力的合力，那几个力就是这个力的分力。同一直线上同向二力的合成：合力大小等于两个分力大小之和，即\( F_{\text{合}} = F_1 + F_2 \)，方向与分力方向相同。同一直线上反向二力的合成：合力大小等于两个分力大小之差，即\( F_{\text{合}} = F_1 - F_2 \)（\( F_1 > F_2 \)），方向与较大分力方向相同。应用：通过力的合成可以分析物体的受力情况和运动状态，解释生活中的力学现象。八、课堂练习同一直线上的两个力，大小分别为 4N 和 6N，若方向相同，合力大小为______N；若方向相反，合力大小为______N。一个物体受到水平向左的力 3N 和水平向左的力 5N，这两个力的合力大小为______N，方向______。一个物体在竖直方向受到向上的拉力 10N 和向下的重力 7N，物体受到的合力大小为______N，方向______。质量为 5kg 的物体放在水平桌面上，受到水平向右的拉力 20N，受到的摩擦力为 15N，物体在水平方向上受到的合力是多少？物体将做什么运动？（\( g = 9.8N/kg \)）九、课后作业完成课本上的相关练习题。举例说明生活中同一直线上二力合成的实例，并计算它们的合力大小和方向。设计一个实验，验证同一直线上三个力的合成规律（提示：先合成其中两个力，再将合力与第三个力合成）。一辆汽车在平直的公路上行驶，受到向前的牵引力 5000N，受到的阻力为 3000N，汽车在水平方向上受到的合力是多少？如果牵引力减小到 2000N，阻力不变，合力又是多少？汽车的运动状态会发生什么变化？2024沪粤版物理八年级下册7.4 同一直线上二力的合成第七章 运动和力授课教师： . 班 级： . 时 间： . 讲授新课 力的作用效果是相同的！讲授新课大象的质量=石块的质量大象作用于船的压力石块作用于船的压力作用效果相同等效替代作用效果相同：船在大海中航行。船受到的动力不同：单个船帆驱动的一个力。大量船帆驱动的多个力。也就是：一个发动机对船的作用效果与大量船帆对船的作用效果是一样的。 如果一个力单独作用的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，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。在物理学中，求几个力的合力叫做力的合成。通过观察思考：作用效果相同时，物体所受到的一个力和多个力有什么样的关系呢？ 下列生活现象中，假设左右两图作用效果完全相同，大人施加的力与两个小孩各自施加的力，哪个相对而言是合力，哪个相对而言是分力？大人施加的力是合力每个小孩施加的力是分力一匹马施加的力是合力每匹小毛驴施加的力是分力图中的车受到 和 的作用，并且这两个力的方向相同。那么，推力和拉力的合力是多少呢？拉力F1推力F2说说你的猜想F1F2跳伞运动员从飞机上跳下，伞未打开前，受到 和空气的 作用，他们的方向相反那么，重力和阻力的合力是多少呢？重力G阻力F说说你的猜想如何验证我们的猜想是否正确呢？根据合力的定义，在作用效果相同条件下，实验中的弹簧的伸长量是相同的，并做好记录。带指针的弹簧、细绳、滑轮、弹簧测力计、铁架台、刻度尺设计实验：实验器材：（1）同时拉两个弹簧测力计，使弹簧指针拉伸到刻度尺上刻度 E 处，分别记下两个弹簧测力计上的示数F1、F2。同一直线上方向相同的二力合成（2）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，记下弹簧测力计的示数F合。进行实验：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实验结论：将F1、F2 之和与F合 比较，他们之间有怎样的关系？（1）同时向上和向下拉伸弹簧，使弹簧指针拉伸到刻度尺上刻度 E 处，分别记下两个弹簧测力计上的示数F1、F2。同一直线上方向相反的二力合成（2）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，记下弹簧测力计的示数F合。进行实验：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实验结论：将F1、F2 之差与F合 比较，他们之间有怎样的关系？F1F2车受到的合力是F 合= F1 + F2运动员受到的合力是F 合= G - F运动员是如何运用合力的？这也属于同一直线上二力的合成吗？靠步调一致，奋力划浆来增大合力的。受到的合力越大，前进的速度就越快。 合力与分力1. 如图所示，两个小孩能推动一个木箱，一个大人也能推动该木相同合力分力箱。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时两个力产生的效果______，大人的作用力相当于______(填“合力”或“分力”)，每个小孩的作用力相当于______ (填“合力”或“分力”)。2.有关合力与分力的说法错误的是( ) BA.合力的作用效果可以替代分力的作用效果B.合力和分力都是实际存在的力C.考虑合力时就不考虑分力了D.合力和分力是等效替代关系 同一直线上二力的合成  作用效果等效替代法 之和相同 这两个分力的大小______，并且方向跟两个力的方向______，即______________(用公式表示)。 之差相同 这两个分力的大小______，并且方向与较大力的方向______，即______________(用公式表示)。  竖直向上 口诀：同加异减，大小定方向。 D  C  A 2星题 情景应用 700100 向右32 D  DA. B. C. D.  C    3星题 思维提升   是 力的合成合力和分力同一直线上二力的合成如果一个力单独作用的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，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。同一直线上方向相同的二力合成同一直线上方向相反的二力合成F 合= F1 + F2F 合= F1 - F2谢谢观看！