一 力的合成
发展目标
1.知识与技能
知道合力、分力、力的合成 知道同一直线上二力的合成 2.过程与方法
通过实验的方法探究同一直线上二力的合成 在实验探究中领悟“等效替代”的思想方法
通过对同一直线方向相同和相反的二力合成的探究训练逆向思维 3.情感态度与价值观
在探究“同一直线上二力的合成”过程中培养科学的态度 留心生活中存在的力的合成现象,渗透合作精神、团队精神的教育
典例精析
【例题】同一直线上的两个力作用于一个物体上,其合力F为3N。已知其中的一个力F1为2N,那么另一个力F2的大小和方向如何?
【分析与解答】同一直线上两个力的合成可以分成同方向和反方向的两力合成。
(1)当两力方向相同时,因为F=F1+F2,所以F2=F-F1=3N-2N=1N,F2的方向与F1同向。
(2)当两力方向相反时,由于F1<F,所以F2>F1,即F2=F+F1=5N,F2的方向与F1
反向。
发展与评价
基础知识
1.一个力对物体的作用与几个力同时对物体的作用,产生的 若相同,这个力就叫做
那几个力的 ;那几个力就叫做这个力的 ;力的合成是建立在 的思想方法基础上的。
2.建筑工地上一吊车吊着一个重5×106N的钢制工件上升,吊钩竖直向上的拉力是6×106N,
则工件所受的合力是 N,方向 。
3.小明站在人体计上,人体计示数是45kg,则小明受到 和 作用,它们的
大小别是 N和 N。
4.同一直线上的两个力作用在同一物体上,已知其中一个力是500N,合力是800N则另一个
力是 。
5.沿同一直线作用在某物体上的两个力F1和F2,其合力的最大值是60N,方向与F2相同;
合力的最小值是10N,方向也与F2相同。则这两个力的大小F1、= N,F2= N。 6.对于同一直线上两个力的合力,下列说法中正确的是( )
A.合力一定大于任何一个分力 B.合力一定小于任何一个分力 C.合力可能等于其中的一个分力 D.合力一定等于其中的一个分力
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7.弹簧测力计下15N的物体,手用一个竖直向上的力托住这个物体,此时弹簧测力计的示数是10N,则手对物体向上的托力大小为 ( )
A.15N B.10N C.5N D.0N 综合与提高
1. F1、F2是同一直线上的两个力,它们合力的方向向左,大小为10N,已知F1的大小为20N,关于F2的大小和方向,下列说法正确的是 ( )
A.F2的大小一定是30N B.F2的大小一定是10N C.F2的方向可能向左,也可能向右 D.F2的方向一定是向左的
2.已知物体受到F1、F2、F3三个作用力,且三个力在同一直线上,已知F1和F2的合力为2N,方向向东,F2和F3的合力为3N,方向向西,F1和F3的合力为5N,方向向东,则F1、F2、F3三个力的合力为多少?其方向如何?
实验探究
根据研究同一直线上二力合成的“等效替代”的思想,你能否设计一个实验,确定两个作用点相同,但不在同一直线上的两个力的合力的大小和方向呢? 你所需要的器材:
简述你的实验方案:
物理在线
胡克定律的发现
1660年,一个年轻人对弹簧发生了浓厚的举趣,他发现弹簧在外力作用下可以缩短或伸长。当用力压弹簧两端时,随着这个力的增大,弹簧的长度则逐渐缩短;当用力拉弹簧两端时,随着这个力的增大,弹簧的长度则逐渐伸长。他想知道,弹簧形变(伸长或缩短)的大小与加在弹簧两
端的力有什么对应关系。于是,他做了大量的实验来研究这个问题。这个年轻人就是英国的著名物理学家-胡克。 (1)胡克的研究方案
胡克把弹簧的一端悬挂在支架上,旁边竖一刻度尺, 将砝码挂在弹簧的另一端代替拉力,如图所示。
记下弹簧的伸长和所挂的砝码的重力。 逐次增加挂在下端的砝码,每增加一个砝码, 即增加拉力F,并读出相应弹簧的长度,然后再减去弹簧 的原长,得到该拉力(砝码)作用时的伸长△x。
某次实验记录数据如下表:
拉力 0.98 1.96 2.94 3.92 4.90 图9-1-1 5.88 l0 l1 26
F/N 伸长 △x/cm (2)分析与论证
3.2 6.4 9.7 12.7 16.0 19.3 根据表中数据,用图像法描点作出△x-F图 线如图所示。
从图线看出,图线是过原点的斜直线,六个 点均在这条直线上,这条直线在数学上被称为正 比线。故定量证实了:“在弹性范围内,弹簧的形 变(伸长或压缩)与所加外力成正比”的规律, 这就是物理学上著名的胡克定律的主要内容。
请思考并回答: 何?
△x/cm 20.0 16.0 12.0 8.0 4.0 O · · · · · · 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 F/N
1.在胡克做的实验中,悬挂在弹簧下端的砝码受到了哪几个力的作用?它们的关系如
2.你从胡克的实验探究中学到了什么?你能设计一个方案验证弹簧缩短时也遵循胡克定律吗?试试看。
3.关于胡克定律在实际中的应用请你列举一例。
二 平衡力作用下物体的运动
发展目标
1。知识与技能
知道二力平衡条件 理解物体的惯性 能表述牛顿第一定律 2.过程与方法
认识伽利略的理想实验方法,了解物理上理想实验的实质 3.情感态度价值观
培养学生实事求是,不迷信权威,尊重自然规律的科学态度
典例精析
【例1】下列现象或事例中,不能用惯性知识来解释的是
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A.人走路绊到障碍物时会向前倾倒
B.小轿车的司机驾车时必须系安全带
C.行驶中的汽车关闭发动机后速度越来越慢,最后会停下来 D.用力拍打衣服会拍掉附在衣服上的灰尘
【分析】惯性在日常生活中应用相当广泛,运用惯性知识解释实际的现象或事例,关键是把
握惯性是物体表现出的维持原有运动状态的性质。C选项中汽车的运动状态发生改变是因为受到地面的摩擦力,与惯性无关。
【解答】C
【例2】一物体以2m/s的速度在水平桌面上做匀速直线运动时,受到摩擦力为12N为;若
速度减小到1m/s后,仍在水平桌面上做匀速运动,则此时它受到的摩擦力大小(不计空气阻力)
A.等于12N B.大于12N C.小于12N D.条件不足,无法判断 【分析】物体在水平桌面上做匀速直线运动,则水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡
力。根据二力平衡条件可确定摩擦力的大小为12N。虽然物体运动速度改变,但仍做匀速直线运动,所以物体受到的摩擦力仍为12N
【解答】A
【例3】小明的父亲用100N的力水平向前推着一张装满水果的板车,在平直的大街上匀速前
进。突然,他发现正前方不远处有一个小孩,为了避免撞上,他立即用250N的水平向后的拉力拉车,当车仍水平向前运动时,它所受的合力大小是 ,方向 。
【分析】小明的父亲用100N的力水平向前推车匀速前进时,板车受到的摩擦力f 与推力F
是一对平衡力,即f=F=100N,方向水平向后。板车在受到水平向后的拉力T=250N的作用时仍向前运动,此时板车受到的摩擦力大小、方向都未变,则它在水平方向上受的合力大小为F合=f+T=100N+250N=350N,方向水平向后。在竖直方向上板车受到的重力和地面的支持力,是一对平衡力,其合力为0。
【解答】合力大小是350N,方向水平向后。
发展与评价
基础知识
1.作用在 的两个力,如果 , ,并且 ,这两
个力平衡。
2.一切物体在 和 时侯,总保持 状态或 状态。这就是牛
顿第一定律也叫惯性定律。
3.物体保持 不变的性质叫做惯性。
4.牛顿总结出牛顿第一定律,其研究方法是在 的基础上,通过进一步 的
出来的。这个定律不可能用 来直接证明。
5.牛顿第一定律揭示了力是 物体运动状态的原因,而不是 物体运
动状态的原因。
6.两个力作用在物体上,若它们的三要素完全相同,则这两个力( )
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