专题8.4 同一直线上的二力合成【三大考点】-2024-2025学年八年级物理下学期举一反三系列（人教版2024）

8．4同一直线上的二力合成 •知识点1 力的合成 •知识点2 同一直线上二力的合成 •知识点3 探究同一直线上二力的合成 •作业 巩固训练 力的合成 知识点1 知识点一：力的合成 1． 合力：如果一个力（F）单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力 ，组成合力的每一个力（如F1和 F2）叫作分力。 2． 力的合成：求几个力合力的过程叫作力的合成。 3． 合力与分力的理解 （1）同时性：几个分力必须是同时作用在同一个物体上。 （2）非共存性：对物体进行受力分析时，考虑了合力，就不能再考虑分力，考虑了分力，就不能再考虑合力。 （3）等效性：合力并不是分力的总和，而应从力的作用效果来判断，运用等效替代的思想，它可以替代那几个分力，即合力的实质为分力的“等效力”。 【典例1-1】有关合力的说法错误的说法是（　　） A．合力和分力不一定是真实存在的 B．合力的作用效果和分力的共同作用效果是一样的 C．考虑合力时就不考虑分力了 D．合力不可能为零 【典例1-2】 如图所示，被提的同一水桶都处于静止状态。图（a）中提起水桶的力有 个，这些力和图（b）中大人提起水桶力可以相互 。    【变式1-1】下列四个现象中，一个力作用的效果与另外几个力同时作用的效果不等效的是（　　） A．一只甲壳虫和一群蚂蚁匀速移动同一片树叶的力 B．一个同学和两个同学匀速地将同一桶水从地面搬到桌子上的力 C．一头牛将一辆轿车和一群人将一辆卡车从泥沼中拉出来的力 D．两个人坐在一艘小船上，只有其中一个人划和两个人划，使船匀速运动的力 【变式1-2】研究同一直线上方向相同的两个力合成的实验，如图所示，实验过程中，需要同时用力F1、F2拉弹簧和单独用力F拉弹簧，这两次拉弹簧应使弹簧的下端到达 的位置（先填“不同”或“相同”），目的是 。 同一直线上二力的合成 知识点2 知识点二：同一直线上二力的合成 1．合力的计算： （1）同一直线，方向相同：F合＝F1＋F2 （2）同一直线，方向相反：F合＝|F1－F2| 2．力的合成应用： （1）二力平衡，合力 F合＝0。 若F牵＝ F阻，则列车做匀速直线运动。 （2）二力不平衡，合力 F合≠ 0，方向与前进方向相反。 若F牵＜ F阻，则列车将逐渐慢下来。 【典例2-1】如图所示，两个人分别用F1=100N和F2=80N的力推车和拉车，则车受到推力和拉力的合力是（　　） A．180N，方向向右 B．180N，方向向左 C．20N，方向向右 D．20N，方向向左 【典例2-2】同一直线上的两个力作用在同一物体上，已知其中一个力的大小是600N，合力的大小是1000N，则另一个力的大小是（　　） A．一定等于400N B．一定小于400N C．可能等于1600N D．一定大于1600N 【变式2-1】两个方向相反的力Fl和F2作用在同一物体上，F1=5牛，F2=4牛，则它们的合力大小和方向为（　　） A．9牛，方向与Fl方向相同 B．9牛，方向与F2方向相同 C．1牛，方向与F1方向相同 D．l牛，方向与F2方向相同 【变式2-2】如图所示，物体A放在水平桌面上，在水平方向受到同一直线上的两个力F1和F2的作用，F1=16N，F2=20N，物体在水平方向受到的合力为（　　） A．4N，方向水平向左 B．36N，方向水平向左 C．4N，方向水平向右 D．36N，方向水平向右 探究同一直线上二力的合成 知识点3 知识点三、同一直线上二力的合成 1． 实验：同一直线上二力的合成 提出问题 当两个力沿同一直线作用在同一物体上时，怎样求合力呢 猜想与假设 合力可能等于两个分力之和，也可能等于两个分力之差 设计实验与制定计划 按如图所示进行实验，实验过程中保证各力在同一直线上，且橡皮筋要拉到同样的长度，保证拉力F 的作用效果跟拉和共同作用的效果相同，力F才是和的合力 （原长： ；伸长量： ；每个砝码都是； ） 伸长量都相等，表明绳子受到的拉力相同 进行实验与收集证据 大小： 大小： 大小： 方向： 方向： 方向： 大小： 大小： 大小： 方向： 方向： 方向： 分析与论证 （1）同一直线上的两个力，如果方向相同，合力的大小等于这两个力的大小之和，合力的方向与这两个力的方向相同； （2）同一直线上的两个力，如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小之差，合力的方向与较大的力的方向一致。 2． 实验方法：等效替代法。 等效替代是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理问题。如：用合力替代各个分力，这就是等效替代法。 2． 物体所受合力与运动状态间的关系 （1）静止在水平桌面上的物体：如图甲所示，花瓶在竖直方向上受到的力有重力G与桌面支持力F，因为这两个力是一对平衡力，大小相等，所以这两个力的合力是F合=G-F=0。结论：静止的物体，所受的合力为0。 甲 乙 丙 （2）匀速运动的物体：如图乙所示，匀速下落的跳伞运动员在竖直方向上受到的力有重力G与空气的阻力f，这两个力是一对平衡力，大小相等，这两个力的合力是F合=G-f=0。结论：匀速运动的物体，所受的合力为0。 （3）分析水平面上运动的物体。如图丙所示，水平面上运动的小汽车。 ①若牵引力等于阻力，则合力为0，二力平衡，小车向左做匀速直线运动； ②若牵引力大于阻力，则合力不为0，方向与小车运动方向相同，小车向左做加速直线运动； ③若牵引力小于阻力，则合力不为0，方向与小车运动方向相反，小车向左做减速直线运动。 【典例3-1】 如图，在研究“同一直线上二力合成”时，实验中两个力F1和F2同时拉弹簧与一个力F单独拉该弹簧，都将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B。这样做的目的是为了保证一个力与两个力的 相同，这种方法叫做 。（选填“控制变量法”、“等效替代法”或“转换法”）    【典例3-2】图是“探究同一直线上二力的合成”的实验装置，图中 AE 表示橡皮筋原来的长度，EE’表示橡皮筋伸长的长度。 （1）在（a）（b）和（c）三次实验中，都将橡皮筋拉伸到 AE’，目的是使每次实验中力产生的 相同。 （2）（a）和（c）两次实验，是在探究同一直线上方向 的两个力 F1、 F2与合力F 的关系。 （3）在（b）实验中，若每个钩码重均为 0.5 N，则力 F1、 F2的合力大小为 N，合力的方向跟力 的方向相同。 【变式3-1】如图，实验先把白纸用图钉固定在水平木板上，再用图钉将带有两个细绳套的橡皮筋的一端也固定在木板上。 (1)用两个弹簧测力计分别钩住橡皮筋上的两个细绳套，用适当的力朝同一个方向将橡皮筋拉到某一位置O，在白纸上记下O的位置并记录两个力的大小和，换用一个弹簧测力计将橡皮筋朝同一个方向也拉到O点，记录下弹簧测力计的拉力大小为F，通过实验可知：F ，合力的方向跟这两个力的方向 。 (2)实验中两个拉动橡皮筋的力的方向不要产生夹角，应保持在 直线上，并且保持测力计拉杆与木板平行。 (3)完成试验后，同学们交流讨论如果把一个重为2N的苹果竖直向上抛出，苹果在空中受到重力和空气阻力的作用，若苹果在上升和下降过程中所受合力的大小分别为、，则 。（选填“一定大于”“一定小于”或“一定等于”） 【变式3-2】探究同一直线上二力的合成实验，把轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上，每次实验时，都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图a、b、c所示： （1）在a、b和c三次实验中，都将弹簧拉伸到OB，目的是使每次实验中力产生的___________相同 （2）通过比较a和b两次实验，可知同一直线上方向相同两个力的合力大小等于这个两个力大小之_____，方向跟这两个力方向________； （3）通过比较_______两次实验，可知同一直线上方向相反两个力的合力等于这两个力大小之差，方向跟_______（选填“较大”或“较小”）的那个力的方向相同。 一、选择题 1． 关于作用在某个物体上同一直线上两个力的合成，下列说法中正确的是（　　） A．这两个力的合力有可能为零 B．这两个的合力，不可能大于其中任何一个力 C．这两个力的合力，一定大于其中任何一个力 D．求这两个力的合力大小，就是把两个力大小相加 2．F1和F2是作用在同一物体上的两个力，且作用在同一水平直线上。若其中F1=6N，方向是水平向右，且这两个力的合力为16N。关于F2的大小和方向，说法中正确的是（　　） A．一定是10N，且方向水平向右 B．一定是22N，且方向水平向左 C．可能是10N，且方向水平向左 D．可能是22N，且方向水平向左 3．农忙季节小强帮助爸爸干农活，爸爸用600N的拉力向前拉车，小强用200N的推力向前推车，他们合力的大小和方向分别是（　　） A．800N向前 B．600N向前 C．400N向后 D．200N 向后 4．F1和F2是作用在同一物体上的两个力，且作用在同一水平直线上。若其中F1=6 N，方向是水平向右，且这两个力的合力为16 N。关于F2的大小和方向，下列说法中正确的是(　　) A．一定是10 N，且方向水平向右 B．一定是22 N，且方向水平向左 C．可能是10 N，且方向水平向左 D．可能是22 N，且方向水平向左 5．如图所示，当右端挂4N的物体A时，物体B在平面桌上恰好能向右做匀速直线运动，若现在要使物体B向左做匀速直线运动，则应对物体B施加的力为（　　） A．水平向左，4N B．水平向右， 4N C．水平向右， 8N D．水平向左， 8N 6．如图，一木块放置于水平桌面上，在F1、F2作用下处于静止状态。其中F1=10N，F2=2N，若撒去力F1，则木块在水平方向上受到的合力为（　　） A．，水平向右 B．，水平向左 C．，水平向右 D． 7．如图所示，物体A放在水平桌面上，在水平方向受到同一直线上的两个力F1和F2的作用，F1=16N，F2=20N，物体在水平方向受到的合力为（　　） A．4N，方向水平向左 B．36N，方向水平向左 C．4N，方向水平向右 D．36N，方向水平向右 8．用弹簧测力计分别拉着甲、乙两物体竖直向上运动，两次运动的路程随时间变化的图象如图所示，已知甲的重力大于乙的重力。则下列说法中正确的是（　　） A．甲的速度小于乙的速度 B．弹簧测力计对甲的拉力等于弹簧测力计对乙的拉力 C．两物体能够向上运动，是由于所受合力的方向向上 D．甲乙两物体所受的合力均为零 二、填空题 9． 如图所示，是利用弹簧测力计拉着物体在粗糙程度处处相同的水平面上匀速向右运动的情景，则该物体受到的摩擦力为 N。快速拉动木块，当弹簧测力计的示数变为3N时，该物体受到的合力为 N。 10．（2024·四川内江·中考真题）某同学练习排球垫球时，排球离开胳膊后能够继续向上运动，是因为排球具有 ，排球的重力为2.7N，在竖直上升的过程中，某时刻所受空气阻力大小为0.5N，方向竖直向下，此时排球所受合力大小为 N。 11．（2024·海南海口·一模）如图所示，在弹簧测力计的两侧沿水平方向各用4N拉力并使其保持静止，此时F1的大小为 ，弹簧测力计受到的合力为 。 12．一个重5N的苹果，竖直向上抛出，若苹果在空气中运动时受到的阻力恒为2N，则在上升过程中苹果受到的合力是　 　N，下降过程中受到的合力为　 　N. 13．重8N的木块放在水平桌面上，用2N的水平拉力拉动时，木块做匀速直线运动，木块受到的摩擦力为　 　N；当水平拉力增加到3N时，木块受到的合力为　 　N。 14．如图所示，女孩用大小为的力竖直向上提书包，但书包静止不动。若书包的重力为G，此时书包在竖直方向的合力大小为　 　。 三、实验题 15．某同学在探究同一直线上二力合成的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上，每次实验时，他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图（a）、（b）、（c）所示： （1）在（a）（b）和（c）三次实验中，都将弹簧拉伸到OB，目的是使每次实验中力产生的　 　相同； （2）通过比较（a）和（b）两次实验，可知同一直线上方向相同两个力的合力大小等于这个两个力大小之　 　，方向跟这两个力方向　 　； （3）通过比较　 　两次实验，可知同一直线上方向相反两个力的合力等于这两个力大小之差，方向跟　 　（选填“较大”或“较小”）的那个力的方向相同。 16．物理小组利用橡皮筋、弹簧测力计、细绳探究“同一直线上二力的合成”，实验过程如图所示； （1）图中表示橡皮筋 （选填“长度”或“长度变化量”）； （2）实验中，橡皮筋B端固定，用两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋A端，将橡皮筋A端由O点拉至点；再用一个弹簧测力计同样把橡皮筋A端由O点拉至点，这样做的目的是 ，这种实验方法是 。 四、计算题 17.质量为20kg的物体在水平向右推力F的作用下，在水平地面上向右做匀速直线运动。若物体受到的滑动摩擦力大小为重力的0.2倍，g取10N/kg，求： （1）物体受到的重力G。 （2）物体受到的推力F。 （3）若突然发现前方遇到障碍物，马上改用大小为80N的水平拉力使物体减速。求在减速的过程中，物体受到的摩擦力f的大小是多少?合力F合的大小又是多少? 18.如图所示，已知一个质量为250克的足球，在运动过程中受到的阻力的方向是始终与物体运动方向相反，且大小为0.4牛，求： （1）足球所受的重力； （2）足球在竖直上升过程中受到的合力大小和方向； （3）足球在竖直下降过程中受到的合力大小和方向。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 8．4同一直线上的二力合成 •知识点1 力的合成 •知识点2 同一直线上二力的合成 •知识点3 探究同一直线上二力的合成 •作业 巩固训练 力的合成 知识点1 知识点一：力的合成 1． 合力：如果一个力（F）单独作用的效果与几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力 ，组成合力的每一个力（如F1和 F2）叫作分力。 2． 力的合成：求几个力合力的过程叫作力的合成。 3． 合力与分力的理解 （1）同时性：几个分力必须是同时作用在同一个物体上。 （2）非共存性：对物体进行受力分析时，考虑了合力，就不能再考虑分力，考虑了分力，就不能再考虑合力。 （3）等效性：合力并不是分力的总和，而应从力的作用效果来判断，运用等效替代的思想，它可以替代那几个分力，即合力的实质为分力的“等效力”。 【典例1-1】有关合力的说法错误的说法是（　　） A．合力和分力不一定是真实存在的 B．合力的作用效果和分力的共同作用效果是一样的 C．考虑合力时就不考虑分力了 D．合力不可能为零 【答案】D 【详解】A．合力和分力不一定能找到施力物体，故他们可能是虚拟力，不一定真实存在。故A正确，不符合题意； BD．几个力的共同作用在一个物体上，它们的作用效果可以用一个力来代替，这个力叫那几个力的合力。因此合力的作用效果和分力的共同作用效果是一样的。两力方向相同，合力等于这两个力大小之和，即 F=F1+F2 合力方向与分力方向相同；两力方向相反，合力等于这两个力大小之差，用较大的力减去较小的力，即 F=F1-F2 合力方向与较大的分力方向相同。若两个力大小相同，方向相反，作用在一个物体上，这两个力的合力为0，同时我们说这两个力处于二力平衡，把这两个力叫平衡力。可见合力不可能为零的说法是错误的。故D错误，符合题意，B正确，不符合题意； C．合力、分力存在等效替代的关系。合力产生的作用效果与分力共同作用的效果相同，因此分析合力时就不需要考虑分力了。故C正确，不符合题意。 故选D。 【典例1-2】 如图所示，被提的同一水桶都处于静止状态。图（a）中提起水桶的力有 个，这些力和图（b）中大人提起水桶力可以相互 。    【答案】 两 替换 【详解】被提的同一水桶都处于静止状态。图（a）中提起水桶的力有2个，这些力和图（b）中大人提起水桶力效果相同，因此可以相互代替。 【变式1-1】下列四个现象中，一个力作用的效果与另外几个力同时作用的效果不等效的是（　　） A．一只甲壳虫和一群蚂蚁匀速移动同一片树叶的力 B．一个同学和两个同学匀速地将同一桶水从地面搬到桌子上的力 C．一头牛将一辆轿车和一群人将一辆卡车从泥沼中拉出来的力 D．两个人坐在一艘小船上，只有其中一个人划和两个人划，使船匀速运动的力 【答案】C 【详解】A．一只甲壳虫和一群蚂蚁匀速移动同一片树叶的力，都是同一树叶移动，力的作用效果相同，故A不符合题意； B．一个同学和两个同学匀速地将同一桶水从地面搬到桌子上的力，都是一桶水搬到桌子上，力的作用效果相同，故B不符合题意； C．一头牛将一辆轿车和一群人将一辆卡车从泥沼中拉出来的力，牛拉的是轿车，人拉的是卡车，力的作用效果不同，故C符合题意； D．两个人坐在一艘小船上，只有其中一个人划和两个人划，使船匀速运动的力，力的作用效果相同，故D不符合题意。 故选C。 【变式1-2】研究同一直线上方向相同的两个力合成的实验，如图所示，实验过程中，需要同时用力F1、F2拉弹簧和单独用力F拉弹簧，这两次拉弹簧应使弹簧的下端到达 的位置（先填“不同”或“相同”），目的是 。    【答案】 相同 力F1、F2对弹簧产生的作用效果与力F的作用效果相同 【详解】实验中，用力F1、F2拉弹簧和单独用力F拉弹簧，这两次拉弹簧应使弹簧的下端到达相同的位置，则力F1、F2对弹簧产生的作用效果跟力F的作用效果相同，力F是力F1、F2的合力。 同一直线上二力的合成 知识点2 知识点二：同一直线上二力的合成 1．合力的计算： （1）同一直线，方向相同：F合＝F1＋F2 （2）同一直线，方向相反：F合＝|F1－F2| 2．力的合成应用： （1）二力平衡，合力 F合＝0。 若F牵＝ F阻，则列车做匀速直线运动。 （2）二力不平衡，合力 F合≠ 0，方向与前进方向相反。 若F牵＜ F阻，则列车将逐渐慢下来。 【典例2-1】两个方向相反的力Fl和F2作用在同一物体上，F1=5牛，F2=4牛，则它们的合力大小和方向为（　　） A．9牛，方向与Fl方向相同 B．9牛，方向与F2方向相同 C．1牛，方向与F1方向相同 D．l牛，方向与F2方向相同 【答案】C 【详解】两个方向相反的力Fl和F2作用在同一物体上，F1=5牛，F2=4牛，则它们的合力为两力之差F合=F1-F2=5N-4N=1N 方向与较大的力F1方向相同，故ABD不符合题意，C符合题意。 【典例2-2】同一直线上的两个力作用在同一物体上，已知其中一个力的大小是600N，合力的大小是1000N，则另一个力的大小是（　　） A．一定等于400N B．一定小于400N C．可能等于1600N D．一定大于1600N 【答案】 C 【解析】其中一个力大小是600N，两个力合力是1000N，当两个力方向相同时，另外一个力大小是400N；当两个力方向相反时，另外一个力大小是1600N。 故选C。 【分析】同一直线上两个的合成：方向相同时，合力大小等于两个力大小之和，方向与这两个力的方向相同；方向相反时，合力大小等于两个力大小之差的绝对值，方向与较大的力的方向相同。 【变式2-1】如图所示，两个人分别用F1=100N和F2=80N的力推车和拉车，则车受到推力和拉力的合力是（　　） A．180N，方向向右 B．180N，方向向左 C．20N，方向向右 D．20N，方向向左 【答案】A 【详解】两个人分别用F1=100N和F2=80N向右的力推车和拉车，两个力的方向相同，所以合力为 方向向右，故BCD不符合题意，A符合题意。故选A。 【变式2-2】如图所示，物体A放在水平桌面上，在水平方向受到同一直线上的两个力F1和F2的作用，F1=16N，F2=20N，物体在水平方向受到的合力为（　　） A．4N，方向水平向左 B．36N，方向水平向左 C．4N，方向水平向右 D．36N，方向水平向右 【答案】C 【详解】由题图可知，F1、F2这两个力作用在同一直线上，方向相反，则物体A在水平方向受到的合力F合=F1-F2=20N-16N=4N 合力方向与较大力方向相同，所以方向水平向右。故选C。 探究同一直线上二力的合成 知识点3 知识点三、同一直线上二力的合成 1． 实验：同一直线上二力的合成 提出问题 当两个力沿同一直线作用在同一物体上时，怎样求合力呢 猜想与假设 合力可能等于两个分力之和，也可能等于两个分力之差 设计实验与制定计划 按如图所示进行实验，实验过程中保证各力在同一直线上，且橡皮筋要拉到同样的长度，保证拉力F 的作用效果跟拉和共同作用的效果相同，力F才是和的合力 （原长： ；伸长量： ；每个砝码都是； ） 伸长量都相等，表明绳子受到的拉力相同 进行实验与收集证据 大小： 大小： 大小： 方向： 方向： 方向： 大小： 大小： 大小： 方向： 方向： 方向： 分析与论证 （1）同一直线上的两个力，如果方向相同，合力的大小等于这两个力的大小之和，合力的方向与这两个力的方向相同； （2）同一直线上的两个力，如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小之差，合力的方向与较大的力的方向一致。 2． 实验方法：等效替代法。 等效替代是在保证某种效果（特性和关系）相同的前提下，将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理问题。如：用合力替代各个分力，这就是等效替代法。 2． 物体所受合力与运动状态间的关系 （1）静止在水平桌面上的物体：如图甲所示，花瓶在竖直方向上受到的力有重力G与桌面支持力F，因为这两个力是一对平衡力，大小相等，所以这两个力的合力是F合=G-F=0。结论：静止的物体，所受的合力为0。 甲 乙 丙 （2）匀速运动的物体：如图乙所示，匀速下落的跳伞运动员在竖直方向上受到的力有重力G与空气的阻力f，这两个力是一对平衡力，大小相等，这两个力的合力是F合=G-f=0。结论：匀速运动的物体，所受的合力为0。 （3）分析水平面上运动的物体。如图丙所示，水平面上运动的小汽车。 ①若牵引力等于阻力，则合力为0，二力平衡，小车向左做匀速直线运动； ②若牵引力大于阻力，则合力不为0，方向与小车运动方向相同，小车向左做加速直线运动； ③若牵引力小于阻力，则合力不为0，方向与小车运动方向相反，小车向左做减速直线运动。 【典例3-1】 如图，在研究“同一直线上二力合成”时，实验中两个力F1和F2同时拉弹簧与一个力F单独拉该弹簧，都将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B。这样做的目的是为了保证一个力与两个力的 相同，这种方法叫做 。（选填“控制变量法”、“等效替代法”或“转换法”）    【答案】 作用效果 等效替代法 【详解】两次实验中都要将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B，使得弹簧的形变量相同，故这样做的目的是为了保证两次实验中力的作用效果相同。 将力的作用效果用弹簧的形变量来代替，这种研究方法叫等效替代法。 【典例3-2】图是“探究同一直线上二力的合成”的实验装置，图中 AE 表示橡皮筋原来的长度，EE’表示橡皮筋伸长的长度。 （1）在（a）（b）和（c）三次实验中，都将橡皮筋拉伸到 AE’，目的是使每次实验中力产生的 相同。 （2）（a）和（c）两次实验，是在探究同一直线上方向 的两个力 F1、 F2与合力F 的关系。 （3）在（b）实验中，若每个钩码重均为 0.5 N，则力 F1、 F2的合力大小为 N，合力的方向跟力 的方向相同。 【答案】 作用效果（或“效果”） 相同 1.5 F1 【详解】（1）在（a）（b）和（c）三次实验中，都将橡皮筋拉伸到 AE’，目的是使每次实验中力产生的作用效果相同，即使物体的形状发生相同的改变。 （2）（a）和（c）两次实验研究分力与全力的作用效果，即探究同一直线上方向相同的两个力F1、F2与合力F的关系。 （3）在（b）实验中，若每个钩码重均为0.5N，则方向相反的力F1、F2的合力大小为 F合=40.5N-0.5N=1.5N 由于力F1较大，则合力的方向跟力F1的方向相同。 【变式3-1】如图，实验先把白纸用图钉固定在水平木板上，再用图钉将带有两个细绳套的橡皮筋的一端也固定在木板上。 (1)用两个弹簧测力计分别钩住橡皮筋上的两个细绳套，用适当的力朝同一个方向将橡皮筋拉到某一位置O，在白纸上记下O的位置并记录两个力的大小和，换用一个弹簧测力计将橡皮筋朝同一个方向也拉到O点，记录下弹簧测力计的拉力大小为F，通过实验可知：F ，合力的方向跟这两个力的方向 。 (2)实验中两个拉动橡皮筋的力的方向不要产生夹角，应保持在 直线上，并且保持测力计拉杆与木板平行。 (3)完成试验后，同学们交流讨论如果把一个重为2N的苹果竖直向上抛出，苹果在空中受到重力和空气阻力的作用，若苹果在上升和下降过程中所受合力的大小分别为、，则 。（选填“一定大于”“一定小于”或“一定等于”） 【答案】(1) = 相同 (2)同一 (3)一定大于 【详解】（1）[1][2]通过实验和力的合成知识可知，两次拉的位置相同，两次力的作用效果相同，说明两次力的大小相同，即F=，合力的方向跟这两个力的方向相同。 （2）根据力的三要素知识，若要使力的作用效果相同，则力的作用点、大小和方向都要相同，故实验中两个拉动橡皮筋的力的方向不要产生夹角，应保持在同一直线上，并且保持测力计拉杆与木板平行。 （3）苹果在上升时受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力，合力的大小为两个力之和，方向向下；在下降过程中受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力，合力的大小为两个力之差，方向向下，因此一定大于。 【变式3-2】】探究同一直线上二力的合成实验，把轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上，每次实验时，都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图a、b、c所示： （1）在a、b和c三次实验中，都将弹簧拉伸到OB，目的是使每次实验中力产生的___________相同 （2）通过比较a和b两次实验，可知同一直线上方向相同两个力的合力大小等于这个两个力大小之_____，方向跟这两个力方向________； （3）通过比较_______两次实验，可知同一直线上方向相反两个力的合力等于这两个力大小之差，方向跟_______（选填“较大”或“较小”）的那个力的方向相同。 【答案】 （1）作用效果 （2）和 相同 （3） a、c 较大 【详解】（1）每次均将弹簧右端拉伸到OB，弹簧伸长的长度相同，这样做的目的是控制力的作用效果相同。 （2）比较（a）和（b）两次实验可知，（b）中两个力的作用效果与（a）中一个力的作用效果相同，说明F相当于F1、F2的合力，又 故可得出结论：同一直线上方向相同两个力的合力大小等于这个两个力大小之和，方向跟这两个力方向相同。 （3）比较（a）和（c）两次实验可知，（c）中两个力的作用效果与（a）中一个力的作用效果相同，说明F相当于F4、F3的合力，又 故可得出结论：同一直线上方向相反两个力的合力等于这两个力大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同。 一、选择题 1． 关于作用在某个物体上同一直线上两个力的合成，下列说法中正确的是（　　） A．这两个力的合力有可能为零 B．这两个的合力，不可能大于其中任何一个力 C．这两个力的合力，一定大于其中任何一个力 D．求这两个力的合力大小，就是把两个力大小相加 【答案】A 【解析】A.作用在同一物体上的两个力，这两个力的合力有可能为零，A符合题意； B.若作用在同一物体上的力方向相同，这两个的合力，大于其中任何一个力，B不符合题意； C.作用在同一物体上的两个力，方向相反时，这两个力的合力，可能小于其中任何一个力，C不符合题意； D.计算两个力的合力大小时，方向相同力相加，方向相反力相减，D不符合题意。 故答案为：A. 【分析】计算物体上的同一直线上两个力的合力，方向相同力相加，方向相反，力相减。 2．F1和F2是作用在同一物体上的两个力，且作用在同一水平直线上。若其中F1=6N，方向是水平向右，且这两个力的合力为16N。关于F2的大小和方向，说法中正确的是（　　） A．一定是10N，且方向水平向右 B．一定是22N，且方向水平向左 C．可能是10N，且方向水平向左 D．可能是22N，且方向水平向左 【答案】D 【详解】F1和F2是作用在同一物体上的两个力，且作用在同一水平直线上，其中F1为6N，方向是水平向右，要使这两个力的合力为16N，则根据同一直线二力合成，F2可能是水平向右，与F1同向，即 也可能是水平向左，与F1反向，即 故ABC错误，D正确。故选D。 3．农忙季节小强帮助爸爸干农活，爸爸用600N的拉力向前拉车，小强用200N的推力向前推车，他们合力的大小和方向分别是（　　） A．800N向前 B．600N向前 C．400N向后 D．200N 向后 【答案】A 【解析】根据题意可知，爸爸和小强对车的推力都向前，即方向相同，那么它们合力为：600N+200N=800N，方向仍然向前，故A正确，而B、C、D错误。 故选A。 【分析】作用在同一直线上的两个力，方向相同时，合力等于两个力的和，方向与两个力的方向相同。方向相反时，合力等于两个力的差，方向与较大力的方向相同。 4．F1和F2是作用在同一物体上的两个力，且作用在同一水平直线上。若其中F1=6 N，方向是水平向右，且这两个力的合力为16 N。关于F2的大小和方向，下列说法中正确的是(　　) A．一定是10 N，且方向水平向右 B．一定是22 N，且方向水平向左 C．可能是10 N，且方向水平向左 D．可能是22 N，且方向水平向左 【答案】D 【解析】F1和F2是作用在同一物体上的两个力，且作用在同一水平直线上，其中F1为6N，方向是水平向右，要使这两个力的合力为16N，则根据同一直线二力合成，F2可能是水平向右，与F1同向，即：； 也可能是水平向左，与F1反向，即：； ABC错误，D正确。 故答案为：D。 5．如图所示，当右端挂4N的物体A时，物体B在平面桌上恰好能向右做匀速直线运动，若现在要使物体B向左做匀速直线运动，则应对物体B施加的力为（　　） A．水平向左，4N B．水平向右， 4N C．水平向右， 8N D．水平向左， 8N 【答案】D 【解析】A、B匀速运动，所以B受到的摩擦力和拉力相等，即为4N， 要使物体B向左做匀速直线运动，需要克服摩擦力以及A的重力，所以共计为8N，且方向向左，A，BC错误，D正确 综上选D 【分析】根据力和运动、受力分析判识选项 1、力和运动：物体处于匀速状态，所以受到平衡力，即摩擦力等于拉力 2、受力分析：物体向左匀速运动，受力分析可知，物体受到向左的拉力，向右的摩擦力（4N），向右的拉力（4N）。 6．如图，一木块放置于水平桌面上，在F1、F2作用下处于静止状态。其中F1=10N，F2=2N，若撒去力F1，则木块在水平方向上受到的合力为（　　） A．，水平向右 B．，水平向左 C．，水平向右 D． 【答案】D 【解析】F1=10N，方向向右，F2=2N，方向向左，小木块处于静止状态，所以小木块受到向左的摩擦力，摩擦力大小为 若撒去力F1，因为F2<8N，所以小木块继续保持静止状态，则木块在水平方向上受到的合力为0，ABC不符合题意，D符合题意。 故答案为：D。 【分析】对物体进行受力分析，由力的合成可得出静摩擦力的大小；撤去拉力后，根据另一拉力与摩擦力的关系判断物体是否静止，则可求出木块受到的合力。 7．如图所示，物体A放在水平桌面上，在水平方向受到同一直线上的两个力F1和F2的作用，F1=16N，F2=20N，物体在水平方向受到的合力为（　　） A．4N，方向水平向左 B．36N，方向水平向左 C．4N，方向水平向右 D．36N，方向水平向右 【答案】C 【详解】由题图可知，F1、F2这两个力作用在同一直线上，方向相反，则物体A在水平方向受到的合力F合=F1-F2=20N-16N=4N 合力方向与较大力方向相同，所以方向水平向右。故选C。 8．用弹簧测力计分别拉着甲、乙两物体竖直向上运动，两次运动的路程随时间变化的图象如图所示，已知甲的重力大于乙的重力。则下列说法中正确的是（　　） A．甲的速度小于乙的速度 B．弹簧测力计对甲的拉力等于弹簧测力计对乙的拉力 C．两物体能够向上运动，是由于所受合力的方向向上 D．甲乙两物体所受的合力均为零 【答案】D 【解析】A．根据图像，分别计算，甲的速度， 乙的速度；甲的速度大于乙的速度，故A错误； B．根据图像，路程和时间成正比，做匀速直线运动，处于平衡状态，则弹簧测力计对甲的拉力等于甲的重力，弹簧测力计对乙的拉力等于乙的重力，已知甲的重力大于乙的重力，则弹簧测力计对甲的拉力大于弹簧测力计对乙的拉力，故B错误； CD．根据图像，两物体都在做匀速直线运动，都处于平衡状态，所受合力均为0，故C错误，D正确。 故选D。 二、填空题 9． 如图所示，是利用弹簧测力计拉着物体在粗糙程度处处相同的水平面上匀速向右运动的情景，则该物体受到的摩擦力为 N。快速拉动木块，当弹簧测力计的示数变为3N时，该物体受到的合力为 N。 【答案】 1.8 1.2 【详解】由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.8N，物体在水平面上匀速向右运动时，摩擦力与拉力是平衡力，所以该物体受到的摩擦力为 f＝F＝1.8N 因为影响滑动摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度，两个因素都没有改变，当快速拉动木块，当弹簧测力计的示数变为3N时，摩擦力不变，仍为1.8N，此时拉力和摩擦力是同一直线上方向相反的两个力，所以该物体受到的合力为 F合＝F′﹣f＝3N﹣1.8N＝1.2N 10．（2024·四川内江·中考真题）某同学练习排球垫球时，排球离开胳膊后能够继续向上运动，是因为排球具有 ，排球的重力为2.7N，在竖直上升的过程中，某时刻所受空气阻力大小为0.5N，方向竖直向下，此时排球所受合力大小为 N。 【答案】 惯性 3.2 【详解】排球离开胳膊后继续向上运动是因为它具有惯性，仍要保持原来的运动状态。 在竖直上升的过程中，空气阻力和重力均竖直向下，则合力为 11．（2024·海南海口·一模）如图所示，在弹簧测力计的两侧沿水平方向各用4N拉力并使其保持静止，此时F1的大小为 ，弹簧测力计受到的合力为 。 【答案】 4N 0 【详解】在弹簧测力计的两侧沿水平方向各用4N拉力并使其保持静止，故F1与F2是一对平衡力，大小相等，都为4N。 弹簧测力计静止，是平衡状态，则受平衡力，受到的合力为0。 12．一个重5N的苹果，竖直向上抛出，若苹果在空气中运动时受到的阻力恒为2N，则在上升过程中苹果受到的合力是　 　N，下降过程中受到的合力为　 　N. 【答案】7；3 【解析】当苹果上升时，它受到的重力和阻力都是竖直向下的，则此时它受到的合力为：5N+2N=7N。 当苹果下降时，重力竖直向下，而阻力竖直向上，则此时它受到的合力：5N-2N=3N。 13．重8N的木块放在水平桌面上，用2N的水平拉力拉动时，木块做匀速直线运动，木块受到的摩擦力为　 　N；当水平拉力增加到3N时，木块受到的合力为　 　N。 【答案】2；1 【解析】因为木块做匀速直线运动，由二力平衡可知摩擦力与拉力是一对平衡力；木块运动后受到滑动摩擦力，滑动摩擦力只与接触面粗糙程度和压力有关，始终为2N所以受力分析可知，木块受到的合力为1N 14．如图所示，女孩用大小为的力竖直向上提书包，但书包静止不动。若书包的重力为G，此时书包在竖直方向的合力大小为　 　。 【答案】0 【解析】 女孩用大小为的力竖直向上提书包，但书包静止不动，说明书包受力平衡， 则书包在竖直方向的合力大小为0。 【分析】平衡状态包括静止状态和匀速直线运动状态，平衡力大小相等，方向相反，在同一直线上，同一物体上；平衡力合力为0。 三、实验题 15．某同学在探究同一直线上二力合成的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上，每次实验时，他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图（a）、（b）、（c）所示： （1）在（a）（b）和（c）三次实验中，都将弹簧拉伸到OB，目的是使每次实验中力产生的　 　相同； （2）通过比较（a）和（b）两次实验，可知同一直线上方向相同两个力的合力大小等于这个两个力大小之　 　，方向跟这两个力方向　 　； （3）通过比较　 　两次实验，可知同一直线上方向相反两个力的合力等于这两个力大小之差，方向跟　 　（选填“较大”或“较小”）的那个力的方向相同。 【答案】（1）作用效果 （2）和；相同 （3）（a）、（c）；较大 【解析】（1）每次均将弹簧右端拉伸到OB，弹簧伸长的长度相同，这样做的目的是控制力的作用效果相同。 （2）比较（a）和（b）两次实验可知，（b）中两个力的作用效果与（a）中一个力的作用效果相同，说明F相当于F1、F2的合力，又 ，故可得出结论：同一直线上方向相同两个力的合力大小等于这个两个力大小之和，方向跟这两个力方向相同。 （3）比较（a）和（c）两次实验可知，（c）中两个力的作用效果与（a）中一个力的作用效果相同，说明F相当于F4、F3的合力，又 ，故可得出结论：同一直线上方向相反两个力的合力等于这两个力大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同。 【分析】（1）合力和分力的作用效果是相同的； （2）方向相同时，合力的方向是各力之和，方向和各个力的方向相同； （3）方向相反时，合力是两个力的差，方向和较大的力的方向一致。 16．物理小组利用橡皮筋、弹簧测力计、细绳探究“同一直线上二力的合成”，实验过程如图所示； （1）图中表示橡皮筋 （选填“长度”或“长度变化量”）； （2）实验中，橡皮筋B端固定，用两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋A端，将橡皮筋A端由O点拉至点；再用一个弹簧测力计同样把橡皮筋A端由O点拉至点，这样做的目的是 ，这种实验方法是 。 【答案】 长度变化量 使两次拉力的作用效果相同 等效替代法 【详解】（1）[1]由图可知，O点为橡皮筋原长的位置，Oˊ点为橡皮筋伸长后的位置，所以图中OO′表示橡皮筋度变化量。 （2）[2]由于橡皮筋的伸长量与力的大小成正比，所以两次都将橡皮盘的右端拉到Oˊ点，为了使两个力作用时与一个力作用时的作用效果相同。 [3]由于实验中两次拉力的作用效果相同，所以使用了等效替代法。 四、计算题 17.质量为20kg的物体在水平向右推力F的作用下，在水平地面上向右做匀速直线运动。若物体受到的滑动摩擦力大小为重力的0.2倍，g取10N/kg，求： （1）物体受到的重力G。 （2）物体受到的推力F。 （3）若突然发现前方遇到障碍物，马上改用大小为80N的水平拉力使物体减速。求在减速的过程中，物体受到的摩擦力f的大小是多少?合力F合的大小又是多少? 【答案】（1）200N；（2）40N；（3）40N， 120N 【详解】（1）物体受到的重力 G=mg=20kg×10N/kg=200N （2）由二力平衡条件可知，物体受到的推力 F=f=0.2G=0.2×200N=40N （3）在减速的过程中，由于物体对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以，物体受到的摩擦力也不变，大小为40N。在减速的过程中，拉力和摩擦力的方向相同，合力的大小 F合=F/+f=80N+40N=120N 18.如图所示，已知一个质量为250克的足球，在运动过程中受到的阻力的方向是始终与物体运动方向相反，且大小为0.4牛，求： （1）足球所受的重力； （2）足球在竖直上升过程中受到的合力大小和方向； （3）足球在竖直下降过程中受到的合力大小和方向。 【答案】（1）2.5N；（2）2.9N，竖直向下；（3）2.1N，竖直向下 【详解】（1）足球所受的重力 （2）重力方向竖直向下，大小始终为2.5N，足球在竖直上升过程中受到的阻力的方向竖直向下，大小为0.4N，故足球在竖直上升过程中受到的合力的方向竖直向下，大小为 （3）足球在竖直下降过程中受到的阻力的方向竖直向上，足球在竖直下降过程中受到的合力大小 方向竖直向下。 答：（1）足球所受的重力为2.5N； （2）足球在竖直上升过程中受到的合力大小为2.7N，方向竖直向下； / 学科网（北京）股份有限公司 $$