初中物理 > 同一直线上同方向二力的合成
同一直线上同方向二力的合成

  • 实验演示
  • 实验结论
  • 实验考点
  • 经典考题
  • 科学世界
  • 讨论探究
  •  

观察与思考

  1.弹簧在两个力同时作用下将发生什么变化?

   弹簧在两个力(F1和F2)同时作用下将会伸长,弹簧的下边就是二力共同作用产生的效果。

  2.用两个弹簧秤向右拉弹簧时,为什么一定要注意力的方向必须是竖直向上?同时还要作用在同一直线上?

   是研究同一直线上、同方向二力的合成,所以实验时要注意二力方向都是竖直向上并作用在同一直线上.

  3.为什么在记录两弹簧秤的拉力F1与F2的同时必须准确地记下弹簧上端到达的位置?并做下记号。(图中的A点).实验中, 两个力共同作用的效果体现在哪里?

   弹簧上端A点到达的位置,说明弹簧下边形变的程度,也说明二力共同作用时产生的效果。

  4.为什么必须让弹簧上端伸长到A点时才读数?此时才能记下弹簧秤的读数F?

   弹簧在力F的作用下也伸长A点,表明此时力F的作用效果与前次试验中F1与F2共同作用的效果相同,这样,力F才能替代力F1与F2的共同作用。

  5.F1+F2与F的大小关系,从中可以得出什么结论?

   F=F1+F2,所以,力F是F1与F2的合力。

  6.根据什么可以得出力F是力F1和F2的合力的结论?

   F与F1、F2的方向相同,而且F的大小等于F1与F2两力的大小相加。 

实验原理

  1.如果一个力产生的效果跟两个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫做那两个力的合力。

  2.同一直线上方向相同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 。

  作用在同一直线上的两个力方向相同时,合力的大小等于这两个力的和。
  对于这个实验结论的考查往往以作图、选择、填空等题型出现。

  1. 沿着同一直线作用在一个物体上的两个力,大小分别为3牛和9牛,则它们的合力大小为(    )
  (A) 一定是6牛       (B) 一定是12牛  
  (C) 可以大于12牛     (D) 可能是6牛也可能是12牛

  2. 用绳子系住水桶,手握绳子从井中提水,手受到竖直向下的拉力。此拉力的施力物体是(    )
  (A) 地球       (B) 水桶    (C) 绳子       (D) 手

  3. 作用在同一个物体上的两个力,它们在同一直线上,已知这两个力的合力是40牛,其中一个力的大小是10牛,则另一个力的大小可能是(    )
  (A) 70牛    (B) 50牛    (C) 40牛   (D) 20牛

  1. 如果方向相同则F=F1+F2但是如果方向相反则F=F1-F2.本题没有说明是方向相同还是方向相反。所以两种情况都有可能。所以本题
  答案选择:D

  2. 分析:力是物体对物体的作用。水桶上系着绳子、手握绳子向上提水,手作用绳子一个向上的力,这个力的施力者是手。但物体间的作用是相互的,手受到与它接触的绳子作用的竖直向下的拉力,如下图中的力F。这个力的施力者是绳子。

  答:此题应选(C)。

  3. 分析:已知合力F=40牛,分力F2=10牛。设所求另一分力为F1。若在同一直线上的F1与F2同向,则
  F = F1+F2,40牛= F1 +10牛
  ∴F1=30牛
  若F1与F2方向相反
  F = F1-F2,40牛= F1 -10牛
  ∴F1 = 50牛
  因此,可知F1与F2方向相反,它的大小是50牛。
  答:此题应选(B)

有趣的田径比赛

  平时看田径比赛的时候,我们都会羡慕那些随风疾驰的体育健儿,感慨自己身体素质太差。其实体育健将们除了优秀的自身素质外,也离不开专业的训练。而我们如果能掌握准确的动作,速度也能提高不少。因为跑步中有很多学问。
  跑是不断重复的周期性运动。波动的速率与频率及波长的关系如下式: 速率=频率×波长 同理,跑的速率与步频(每秒钟所跑的步数)和步长(每跑一步的距离)的关系如下式: 速率=步频×步长。要增大跑的速率,就要设法增大步频和步长。例如一短跑者平均步频为每秒4.6步,平均步长为1.8米,则其平均速率为8.28米/秒。如果以此速率跑100米,就要12.08秒。
   设有体力相同的A、B两人,分别采用图(a)和(b)两种跑步方式:(a)的起步角较(b)为大,则(a)每跑一步由于把身体升得较高,要费较长时间才能着地跑一下步。这样,步频自然较小。另一方面,由于(a)的起步角较大,升高身体的分速度较大而水平向前的分速度较小,故步长就较短。故(a)跑得比(b)为慢。 每跑一步的速度,是由前一步保留下的速度(惯性)以及下一步用力后所补充的速度的矢量和。每跑一步所补充的速度,同由脚蹬向地面而获得,如图(c)所示。脚后蹬的力为F,则地面也给人体一个大小等于F的反作用力,人体由于这个力在后蹬时间内获得补充的速度。F与地面的夹角α叫做后蹬角。F可分解为F1 和F两个分力。F1 使人获得水平前进的加速度,而F则获得垂直上升的加速度。后蹬角α决定F1 和F的分配。后蹬角不应过大,否则力量F用在升高身体太大而用在前进太小,这就减小了步频和步长。短跑的后蹬角应在52°~60°之间,视体力与技术而定。完成后蹬动作之后,人体就向前抛腾一步。接着,另一腿由摆动腿转为支撑腿而着地,如图(d)所示,这动作叫做前蹬。前蹬地面的力R和地面的夹角β叫做前蹬角。人脚受到地面的反作用力和R大小相等而方向相反。前蹬时,脚掌应着地,以减小作用力R。由图可知,R是斜向后的,会减小前进速度。因此,前蹬角β宜大,也就是脚掌不要太早着地,要摆至接近身体下方才着地,这就要减小R向后的分力。
  在自然界中,人的速度又如何呢?假如我们把人的正常步行速度去跟行动缓慢的动物,像蜗牛或者乌龟的速度相比,那才有趣哩。蜗牛这东西,确实可以算是最缓慢的动物:它每秒钟一共只能够前进1.5毫米,也就是每小时5.4米──恰好是人步行速度的1/1000!另外一种典型的行动缓慢的动物,就是乌龟,它只比蜗牛爬得稍快一点,它的普通速度是70米每小时。人跟蜗牛、乌龟相比,虽然显得十分敏捷,但是,假如跟周围另外一些行动还不算太快的东西相比,那就又当别论了。是的,人可以毫不费力地穿越大平原上河流的流水,也不至于落在中等速度的微风后面。但是,如果想跟每秒钟飞行5米的苍蝇来较量,那人就只有用滑雪橇在雪地上滑溜,才能够追得上。至于想追过一只野兔或是猎狗的话,那么人即使骑上快马也办不到。如果想跟老鹰比赛,那么人只有一个办法:那就是坐上飞机。人类发明了机器,就成了世界上行动最快的一种动物。体育活动中物理无处不在,只要我们有一双善于发现捕捉的眼睛,一个勤于思索的大脑,那么我们就能用心体会到物理的奇妙与乐趣。

探讨课题
  在奥运会的划艇比赛中,运动员要想取得好的成绩,他(她)们,应该在同时进行,向同一个方向上用力,你认为,这利用了怎样的物理学原理?你能给运动员们一个合理的技术建议吗?
最新评论共有 位网友发表了评论
发表评论
评论内容:不能超过250字,需审核,请自觉遵守互联网相关政策法规。

北京高拓电子科技有限责任公司 北京壹灵壹教育科技股份有限公司

Copyright 2015-2016 chinaedu.com,All Rights Reserved 京ICP备11011674号-1

全国客服电话:400-6869-101 传真:010-84640631