力的合成与平衡教案

第五讲力的合成知识要点：1、合力与分力（1）合力：一个力对物体的作用与几个力共同作用在物体上，如果产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力；那这几个力就叫做这个力的分力。（2）力的合成：已知几个力求某一个力就叫做力的合成。2、同一直线二力合成：(1)方向相同：大小相加，方向相同。(2)方向相反：大小二力差的绝对值，方向与较大力的方向相同。力的合成定理。其内容是：

（1）一个力如果产生的效果与几个力共同作用所产生的效果相同，这个力就叫做那几个的合力，而那几个力就叫做这个力的分力，求几个力的合力叫力的合成。

（2）力的合成遵循平行四边形法则，如求两个互成角度的共点力F1、F2的合力，可以把表示F1、F2的有向线段作为邻边，作一平行四边形，它的对角线即表示合力的大小和方向。

（3）共点的两个力F1、F2的合力F的大小，与两者的夹角有关，两个分力同向时合力最大，反向时合力最小，即合力的取值范围为|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|（4）合力可以大于等于两力中的任一个力，也可以小于任一个力。当两力大小一定时，合力随两力夹角的增大而减小，随两力夹角的减小而增大。图1图1【例1】（2010泉州）暑假期间，小明帮助爸爸干农活（如图1所示），爸爸用500N的力拉车，小明用200N的力推车，他们合力的大小是（B）A．500NB．700NC．300ND．200N【变式2-1】（2010上海）重为G的苹果从树上竖直下落，若苹果在空中所受阻力小于G，则苹果在竖直下落过程中受到的合力大小（D）A．等于GB．等于0C．大于GD．小于G图2【变式2-2】（2008绵阳）如图2是作用在物体上的两个力的情况，F1=10N，F2=3N，在F2不断增大的情况下，物体所受两个力的合力的变化情况是（D图2A.逐渐变大B.逐渐减小；C.先增大，后减小；D.先减小，后增大。【例2】（武汉中考）如图3所示，物体A始终只受到同一直线上的两个力F1、F2的作用，F1、F2大小随时间的变化如图所示，则下列分析正确的是（C）图3图3A.在t1时间内，物体所受的合力先变大后变小，合力的方向始终与F2相同；B.在t1时间内，物体所受的合力先变小后变大，合力的方向始终与F2相同；C.在t1时间内，物体所受的合力先变大后变小，合力的方向始终与F2相反；D.在t1时间内，物体所受的合力先变小后变大，合力的方向始终与F2相反。【变式2-1】如图4所示，一个物体始终只受到两个力F1和F2的作用，一开始物体处于静止状态，且F1=F0，在t1的时间内保持F1不变，只改变F2的大小，此过程中物体所受合力的方向始终与F1的方向相同，图中可以表示为F2大小随时间变化的图象是（C）图图4【例3】某小组同学研究作用在同一直线上的两个力F1、F2与它们的合力F的大小关系，他们用弹簧测力计和相同的弹簧分别进行了两组实验，并利用力的作用线的长短来表示力的大小，将实验过程及测量结果绘制成示意图，如图5（a）、（b）所示．图图5（1）实验中，该小组同学把F作为F1、F2的合力，用到的科学方法是．（2）比较图（a）或（b）两图中力F1、F2分别与它们的合力F的大小关系及相关条件，归纳得出的初步结论是：。解：（1）根据力的作用效果相同可以得出合力与分力的关系，即该方法叫等效替代法；

（2）从图中我们可以看出，作用在同一直线上的两个力，当它们的方向相同时，两个力的大小都小于它们的合力大小．

故答案为等效替代；作用在同一直线上的两个力，当它们的方向相同时，两个力的大小都小于它们的合力大小．

分析：力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同时，这个力F才叫做F1、F2的合力．该探究方法称之为等效替代法；

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，方向跟两个力的方向相同，即F=F1+F2．【变式3-1】用如图6所示的装置探究同一直线上的二力合成规律时，首先将弹簧的B端固定，再用两个测力计沿相反方向拉A端，使A端到达某一点O并记录下该点的位置，然后在表格中记录下两个拉力的大小和方向；再用一个测力计拉弹簧的A端，仍将A端拉伸到O点，记录下此时拉力的大小和方向．图图6(1)从数据记录表中你能得到的关于同一直线上合力与分力的大小关系是（用字母表示）．(2)实验中用一个测力计拉弹簧时，为什么仍要将弹簧A端拉伸到O点再读数？。（1）F=F1-F2（2）保证力F的作用效果与力F1，F2共同作用的效果相同【例4】重力为1.1N的小球，竖直向上抛出，上升和下降过程重受到空气的阻力都是0.5N，上升和下降时所受到的合力的大小和方向正确的是（B）A.上升时大小为1.6N，方向竖直向下，下降时大小为0.6N，方向向上B.上升时大小为1.6N，方向竖直向下，下降时大小为0.6N，方向向下C.上升时大小为0.6N，方向竖直向下，下降时大小为1.1N，方向向上D.上升时大小为1.6N，方向竖直向上，下降时大小为0.6N，方向向上【变式4-1】在世界女排锦标赛上，我国排球队长发球时，把球竖直向上抛出，则（C）A.球上升和下降过程中，受的阻力方向都向上B.球上升和下降过程中，受的阻力方向都向下C.球上升过程中，受到重力和阻力，合力方向向下D.球下降过程中，受到重力和阻力，合力方向向上【变式4-2】如图所示，用水平向左、大小为5N的力F1，拉弹簧秤外壳上的环，同时用水平向右、大小也是5N的力F2拉弹簧秤的挂钩．若弹簧秤的读数用F表示，弹簧秤在水平方向所受的合力用F合表示，那么下列结论中正确的是（B）图7Ａ.F=10N，F合=10NB.F=5N，F合图7C.F=5N，F合=10ND.F=ON，F合=ON第六讲力的平衡知识要点:1、定义：物体在受到两个力的作用时，如果能保持静止状态或匀速直线运动状态称二力平衡。2、二力平衡条件：二力作用在同一物体上、大小相等、方向相反、两个力在一条直线上3．物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持静止状态或匀速直线运动状态。即平衡状态.4、平衡力与相互作用力比较：相同点：①大小相等；②方向相反；③作用在一条直线上。不同点：平衡力作用在一个物体上，可以是不同性质的力；相互作用力作用在不同物体上，是相同性质的力。5、力和运动状态的关系：物体受力条件物体运动状态说明受平衡力运动状态不变静止匀速运动运动状态不变静止匀速运动力不是产生（维持）运动的原因受非平衡力运动状态改变运动快慢改变运动方向改变运动状态改变运动快慢改变运动方向改变力是改变物体运动状态的原因物体运动状态的改变，是指速度大小的改变和运动方向的改变。图1典型例题：图1【例1】（2010年上海）为了研究物体的运动状态与受力情况之间的关系，用钩码（重1牛）、测力计、打点计时器和纸带等进行实验。试验中，先将钩码挂在已调好的测力计下，且处于静止状态，如图1（a）所示。接着，在钩码的下端固定纸带，并使纸带穿过打点计时器，然后分别三次拉动钩码竖直向上运动，每次拉动过程中，观察到一段时间内测力计示数是不变的，纸带上的点记录了这段时间内钩码的运动情况，三次实验如图1（b）、（c）、（d）所示。请仔细观察图中的测力计示数和对应的纸带，归纳得出初步结论。（1）由图1（a）与（b）与（c）可得。（2）由图1（a）与（d）或(b)与（d）或（c）与（d）可得。1）处于静止或匀速直线运动状态的物体受到平衡力的左右（2）作变速运动的物体，受力不平衡。图3【变式1-2】（2008株洲）如图3所示，纸带穿过打点计时器（每隔一定时间在纸带上打下一个点）与一木块左端相连，木块在弹簧测力计作用下沿水平桌面（纸面）向右运动时，就能在纸带上打出一系列的点。图中①和②是打点计时器先后打出的两条纸带，与其对应的测力计的示数分别为F1、F2，木块运动的速度分别为v1、v2，那么（B）图3A．F1＜F2，v1＜v2B．F1=F2，v1＜v2C．F1=F2，v1＞v2D．F1＞F2，v1＞v2图4【例2】(2012成都）如图4所示，无风时，站在地面上的小蚂蚁骄傲地托着果实。对于该静止的果实，下列说法正确的是(A)图4A.果实受到重力和蚂蚁的支持力作用，这是一对平衡力B.果实受到重力和蚂蚁的支持力作用，这是一对相互作用力C.果实能够静止，是因为蚂蚁对它的支持力小于果实受到的重力D.果实能够静止，是因为蚂蚁对它的支持力大于果实受到的重力【变式2-1】(2013江西省)如图5所示．下列说法正确的是（C）A.小鸟受到的重力与小鸟对树枝的压力是一对平衡力B.小鸟对树枝的压力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力C.小鸟受到的重力与树枝对小鸟的支持力是一对平衡力D.小鸟受到的重力与树枝受到的重力是一对平衡力【变式2-2】(2013哈尔滨市)对于静止在水平桌面上的矿泉水瓶，下列说法正确的是图6(D)图6A.桌面对瓶子的支持力与瓶子所受重力是相互作用力B.瓶子对桌面的压力与桌面对瓶子的支持力是平衡力C.瓶子正放与倒放时，对桌而的压力是不同的D.如果瓶子所受的力同时全部消失，它将仍留在原位保持原来的静止状态【例3】（2011无锡）如图7是小华同学探究二力平衡条件时的实验情景．甲甲图7乙(1)小华将系于小卡片(重力可忽略不计)两对细线分别跨过左右支架上的滑轮，在线的两端挂上钩码，使作用在小卡片上的两个拉力方向相反，并通过调整钩码数量来改变拉力的大小．(2)当小卡片平衡时，小华将小卡片转过一个角度，松手后小卡片不能(选填“能”或“不能”)平衡。设计此实验步骤的目的是为了探究不在同一直线上的两个力是否平衡．(3)为了验证只有作用在同一物体上的两个力才能平衡，在图7甲所示情况下，小华下一步的操作是：把小纸片剪成两片．(4)在探究同一问题时，小明将木块放在水平桌面上，设计了如图7乙所示的实验，同学们认为小华的实验优予小明的实验．其主要原因是A．A.减少摩擦力对实验结果的影响B.小卡片是比较容易获取的才料C.容易让小卡片在水平方向上保持平衡D.小卡片容易扭转图8【变式3-1】（2010宿迁中考）在“探究二力平衡的条件”实验中，小明选择了如图8的装置，把小卡片两端细线绕过滑轮，并挂上钩码．图8⑴实验中选择小卡片的目的是

不

（填“考虑”、“不考虑”）小卡片的重力；探究两个力大小关系时，应该观察细线两端所挂钩码的个数．⑵为了探究两个平衡力是否在同一条直线上，进行如下操作：

旋转

（填“挤压”、“翻转”或“旋转”）小卡片，松手后观察小卡片是否平衡．⑶小明利用弹簧测力计代替图中的钩码进行了探究，发现两个力的大小还有较小的差距．你认为形成差距的原因是

测力计未较零

（答出一条即可）．图9【变式3-2】（2013年安徽）图示为研究二力平衡条件的实验装置，下列关于这个实验的叙述错误的是（B）图9A.为减小摩擦，应选用尽量光滑的水平桌面B.为使实验效果明显，应选用质量较大的小车C.调整两边托盘所放钩码的数量，可以改变力的大小D.将小车扭转一个角度，是为了改变力的作用线的位置【例4】(2008襄樊）一辆重为1.5×104N的”东风日产”某品牌小汽车,当它以60Km/h的速度在水平路面上匀速行驶时受到的牵引力为2000N,那么汽车受到的阻力为2000N，当它停在水平路面上时,它受到的支持力为1.5×10^4N.图10【变式4-