第三节《力的平衡》教案(沪科版初二下) (6)

第三节《力的平衡》教案（沪科版初二下） (6)

差不多要求：

1. 认识力的作用成效，明白力的合力与分力是从力的作用成效来定义的。

2. 通过实验探究，获得在同一直线上同方向与反方向上力的合成情形。

3. 在实验探究的过程中要经历对图表的分析获得结论的过程，并能够在交流讨论中发觉

新的咨询题。

4. 在关于力的合成的探究实验中，要经历从提出咨询题与假设，到验证假设，到形成科

学理论的过程。

5. 认识到在平稳力的作用下，物体能保持匀速直线运动状态或静止状态。

6. 对处于平稳状态的物体进行受力分析，认识平稳力的概念。

7. 在探究实验中要求学生自己处理实验数据，并从对数据的分析处理中认识二力平稳的

条件，明白状态变化的缘故。

8. 应用二力平稳的知识分析、解决简单的咨询题。

9. 在讨论与交流中感受到在力的平稳状态下物体的运动状态。

重点：同一直线上二力的合成法那么；利用二力平稳的条件解决一些实际咨询题。

难点：对二力平稳的明白得。

差不多内容讲解：

我们见过的物体都受到力的作用，而且专门多物体往往同时受到几个力的作用。例如，

教室里的日光灯受重力和两条绳索的拉力；课桌受重力、地面对它的支持力和书本向下压的

力。我们今天学习物体同时受几个力的有关情形。

1. 力的合成、合力、分力

两个小孩同时用力提起一桶水，一个大人用一个力就能提起来，大人的一个力所产生的

成效跟两个小孩的两个力同时作用的成效相同。一个同学拉车，另一个开头的四字成语 同学关心他推车，现

在车受到推力和拉力，然而一个力气大的同学一个人就能够拉着车前进。力气大的同学的一

个拉力产生的成效跟两个同学的拉力和推力同时作用的成效相同。

假如一个力产生的成效跟两个力共同作用所产生的成效相同，那个力就叫做那两个力的

合力。

提水桶时，大人的力叫做两个小孩的力的合力。推车时，力较大的同学的拉力叫做那两

个同学的推力和拉力的合力。

同样道理，众多船帆对大船产生的作用成效和发动机对大船产生的作用成效相同，发动

机所产生的推力确实是许多船帆的推力的合力。船帆的推力确实是发动机的推力的分力。数

只蚂蚁对树叶的作用成效与一只甲壳虫对树叶的作用成效完全相同，甲壳虫的力是蚂蚁力的

合力，蚂蚁的力是甲壳虫力的分力。

2. 同一直线上二力的合成

物体往往同时受几个力作用。为了分析咨询题简化起见，用一个合力代替两个力就能使

咨询题大大简化。那么，求两个力的合力就有着重要的现实意义。例如，两个小孩提水桶的

力分不是F和F，F=50牛、F=60牛，那么，这两个力的合力应该多大，向什么方向才能

1212

产生和F、F共同作用的相同成效呢？拉车时，拉力F和推力F大小分不是100牛和120

1243

牛，那么用一个多大的拉力才能产生和F、F共同作用的相同成效呢？

34

求两个力的合力叫力的合成。也确实是讲，求F和F的合力F，求F和F的合力F′都

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叫力的合成。

在初中时期，我们只学习力的合成的最简单的情形，即同一条直线上二力的合成。

〔1〕同一条直线上同方向的二力的合成

如下图，我们把大弹簧的下端固定在铁架台上，旁边立一个刻度尺。现在，我们用一个

弹簧秤拉着弹簧使其伸长，同时用另一个弹簧秤通过一根细绳也拉着弹簧使其伸长。这时弹

簧受到两个向上的拉力F和F，它们的大小分不从两个弹簧秤的读数表示出来。读出F和

121

F的大小，并记录弹簧伸长到的位置。

2

现在，我们用一个力拉弹簧，使它伸长到跟刚才相同的长度，读出那个拉力F多大？

实验发觉F F+F

=

12

通过实验可知，力F产生的成效跟力F和F共同作用的成效相同，因此F是F和F的

1212

合力

同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于这两个力大小该我上场了 之和，方向跟这两个力的

方向相同。

〔2〕同一直线上方向相反的二力的合成

如上图所示，我们将弹簧的上端固定在铁架台上，用一个弹簧秤向下拉弹簧，拉力为

F。用一根细绳拴在弹簧下端的钩上，用弹簧秤通过细绳向上拉，拉力为F，现在弹簧伸长。

12

这时我们读出拉力F和F的大小，并记录弹簧伸长到的位置。然后我们用一个力拉弹簧，

12

使弹簧伸长到同样的位置，请同学读出那个拉力F的大小。

实验发觉F FF

=—

12

拉力F的作用成效跟拉力F和F共同作用的成效相同，因此力F是力F和F的合力。

1212

实验告诉我们，同一直线上，方向相反的两个力的合力确保 大小等于这两个力大小之差，合

力的方向跟较大的力方向相同。

3. 力的平稳

牛顿第一定律告诉我们，物体在不受外力的时候总要保持静止状态或匀速直线运动状

态．然而一切物体都受到力的作用，物体保持静止或保持匀速直线运动的情形也是普遍存在

的．那么这二者之间有什么联系呢？

教室内的吊灯受到重力和拉力，吊灯保持静止。放在地上的水桶受重力和地面对它的支

持力，水桶静止。课桌受到重力、书本对它向下压的力和地面的支持力，课桌静止。

物体受到力的作用，物体保持匀速直线运动的情形也能见到。一列火车在一段平直的轨

道上匀速行驶，火车受重力、支持力、水平向前的牵引力和向后的阻力。

物体在受到几个力作用时，假如物体保持静止或匀速直线运动状态，我们就讲这几个力

相互平稳。

依照那个观点，我们能够从吊灯的静止状态可知吊灯受到的重力和拉力相互平稳。

4. 二力平稳的条件

物体受到两个力的作用〔或多个力的作用〕，假如能够保持静止或匀速直线运动状态，

我们就讲物体处于平稳状态，使物体处于平稳状态的两个力〔或多个力〕叫做平稳力。二力

平稳的情形最简单，我们先研究这种情形．当我们做教材第110页的实验进行科学探究时，

我们会发觉：

当两个拉力大小不等时，小车不能保持静止。这两个力不能平稳。

当两个力大小相等，力的方向互成角度时，小车也不能保持静止。这两个力不能平稳。

当两个力大小相等、方向相反，互相平行时，小车也不能保持静止。这两个力不能平稳。

可见，两个力的平稳必须满足以下四个条件：两个力作用在一个物体上，大小相等、方

向相反、作用在一条直线上。

依照同一条直线上力的合成的法那么可知，当两个力彼此平稳时，物体受到的合力是0。

5. 二力平稳条件的应用

二力平稳条件的应用能够从两方面去把握．

〔1〕依照物体处于静止状态或匀速直线运动状态，能够分析出作用在物体上的力的大

小和方向。

例题：质量是50千克的人站在水平地面上，画出人受力的示意图。

人受重力G和地面的支持力N。人处于静止状态，因此重力G和支持力N是平稳的．那

么这两个力一定满足二力平稳的条件，即大小相等，方向相反，且在一条直线上。

依照人的质量，运算出人的重力G。G=mg=50千克9.8牛／千克=490牛顿。方向竖直

向下。支持力N=490牛顿，方向竖直向上。〔示意图略〕

再如我们利用弹簧秤测物体的重力以及利用弹簧秤测物体受到的摩擦力差不多上利用

了二力平稳的知识。

〔2〕依照物体的受力情形判定物体的运动状态．

物体不受力，应保持匀速直线运动或保持静止状态．物体受一个力，运动状态发生改变，

这是力产生的成效。物体受平稳力时，应保持静止或保持匀速直线运动状态。静止的物体受

平稳力时，仍旧保持静止；运动的物体受平稳力时，仍旧保持匀速直线运动。

例如，火车在平直的轨道上行射手座女孩 驶。在竖直方向上重力和支持力平稳，假如牵引力大于阻

力，火车将加速；假如牵引力小于阻力，火车将减速；牵引力和阻力相等时，水平方向二力

平稳，火车匀速直线前进。

【典型例题】

例l. 一辆小车重200N，放在光滑水平地面上，甲用50N水平力向东拉，乙用30N水平力

向东推，求这辆小车在水平方向所受合力大小和方向。

分析：由于求的是水平方向合力，故车重不必考虑。两位同学一拉、一推，属两个同方

向的作用力，按同向力求合力。

解答真正的英语 ：F=F+F=50N+30N=80N。

合12

答：合力大小等于80N，方向向东，与原力方向相同。

例2. 一根电线下吊着一盏灯，以下各对力中是属于二力平稳的是 [ 趋势的近义词 ]

A．电线对灯的拉力和灯对电线的拉力．

B．灯的重力和灯对电线的拉力．

C．电线对灯的拉力和灯的重力．

D．电线对灯的拉力和灯对地球的吸引力．

分析：二力必须满足同体、等值、反向、共线四个条件才能平稳，缺一不可．选项A

中二力不共体，是一对相互作用力；B中二力不共体而且是同方向；D中二力也是一对need是什么意思 相互

作用力，不共体。

解答：C。

讲明：相互作用的一对力也满足等值、反向、共线，但不作用在同一物体上．

例3. 一个物体静止在水平桌面上，下面哪种讲法正确？ [ ]

A．物体的重力压在桌面上

B．物体的重力和桌面对物体的支持力是一对平稳力

C．物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平稳力

D．物体的重力和它对桌面的压力是一对平稳力

解答：物体的重力作用在物体上而不是作用在桌面上，因此A是错的。物体对桌面的压

力作用在桌面上，平稳力是作用在一个物体上的两个力，可见C、D两个选项也是错的．物

体的重力，和桌面对物体的支持力都作用在物体上，当物体静止时，这两个力大小相等、方

向相反、同时在一条直线上，因此B是正确的．

例4. 手提10牛顿重的书包，书包静止时受到了几个力的作用？分不指出每个力的施力

物体和受力物体，并用图示法表示书包的受力情形。

解答：书包静止时受到了两个力的作用，手的拉力F和书包的重力G，这两个力是一对

互相平稳的力．拉力的施力物体是手，重力的施力物体是地球，受力物体是书包．力的图示

如图1所示。

例5. 吊车吊着质量2吨的集装箱以0.2米／秒速度匀速上升，吊车要给集装箱多大拉

力？假如集装箱变为以0.1米／秒速度匀速下降，吊车要给集装箱多大拉力？

分析：第一分析集装箱的受力情形并画出受力分析图〔图2〕．集装箱受到重力和吊车

给它的拉力。

集装箱做匀速直线运动，是处于平稳状态。它受到的两个力应该是彼此平稳。

依照质量与重力的关系求出集装箱受到的重力，再依照两个平稳力的关系，求出拉力。

解答：：m=2吨=2000千克

求：F

解：G=m9.8牛顿／千克

=2000千克9.8牛顿／千克

=19600牛顿

F=G=19600牛顿

答：吊车给集装箱的拉力大小是19600牛顿．

讲明：解题的过程中，没有考虑集装箱的运动方向和速度大小，是因为这些条件跟解题

没有关系．只要确定物体保持静止或匀速直线运动状态，也确实是保持平稳状态，就能判定

物体受到的两个力彼此平稳。

生活中，往往会觉得向上拉一个物体需要用的力较大，向下放一个物体需要的力较小．这

是涉及到其他咨询题造成的感受．可让学生自己实际做一次试验，用手提着重物，悬空保持

静止，匀速向上提起来，匀速地下落，体会一下用力的情形。假如可能，最好用一个弹簧秤

吊着重物来做那个试验。

通常觉得向上提用力要大，实际上是从静止改变菊花汤 为向上运动的过程中〔那个时期不是平

稳状态〕，拉力一定要比重力大．而从静止改变为向下运动的过程中〔那个时期也不是平稳

状态〕，拉力一定比重力小。假如是要保持匀速直线运动，不管向上依旧向下运动，不管速

度大依旧小，需要的拉力是一样大的．生活中没有这么认真地区分不同时期的不同感受，因

此，有些〝体会〞是不完全可靠的。