第四节 同一直线上二力的合成（分层作业）物理新教材北师大版八年级下册

7.4 同一直线上二力的合成 目录 2 考点01 合力和分力间的关系 2 考点02 同一直线上二力的合成及其应用 4 考点03 实验探究二力的合成 6 11 15 考点01 合力和分力间的关系 1．（23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末）同学们在体育课垫排球时，对排球受力分析说法正确的是（　　） A．竖直上升过程中合力方向向上 B．竖直上升过程中合力方向向下 C．下落过程中合力越来越大 D．最高点时处于静止状态，合力为零 【答案】B 【详解】AB．排球上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力，合力方向向下，故A错误，B正确； C．下落过程中受到竖直向上的空气阻力和竖直向下的重力，合力等于重力与空气阻力之差。下落时排球的速度越来越大，空气阻力变大，重力不变，则合力变小，故C错误； D．上升到最高点时，排球的速度瞬间变为0，此时只受到重力作用，合力不为0，故D错误。 故选 B。 2．（23-24八年级下·山东临沂·期中）关于同一条直线上的两个分力F1、F2，以及它们的合力F，下列说法正确的是（　　） A．两个分力F1、F2的作用效果一定和合力F的作用效果相同 B．合力和分力可能是实际存在的力 C．合力和分力同时作用在物体上 D．合力F一定大于任何一个分力 【答案】A 【详解】A．合力与分力的关系是等效替代的关系，因此两个分力F1、F2的作用效果一定和合力F的作用效果相同，故A正确； B．合力和分力本身并不是实际存在的力，而是用来分析和描述力的作用效果的工具或方法，故B错误； C．合力与分力的关系是等效替代的关系，所以合力和分力并不是同时作用在物体上，故C错误； D．当同一直线上二力方向相反时，合力F的大小等于这两个力的差，因而合力一定小于较大的分力，因此合力不一定大于其中任何一个分力，故D错误。 故选A。 3．（23-24八年级上·上海·期中）下列关于同一直线上两个力与它的合力大小的说法中，正确的是（　　） A．两个力的合力可能小于两力之差 B．两个力的合力一定大于其中任何一个力 C．两个力的合力可能大于两力之和 D．两个力的合力可能小于其中任何一个力 【答案】D 【详解】AC．同一直线、同方向二力的合力大小等于二力之和；同一直线、反方向二力的合力大小等于二力大小之差，故AC错误； BD．因为同一直线、反方向二力的合力大小等于二力之差，因此合力大小可能小于或大于或等于较小的力，故B错误，D正确。 故选D。 4．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】[1][2]实验过程中，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，则力F是力F1、F2的合力。 5．（1）如图甲所示，用一个弹簧测力计在弹簧的上端点施加一个力F1，可将弹簧上端点从位置O拉伸到位置A，说明力的作用效果之一是使物体发生 。 （2）如图乙所示，先用一个弹簧测力计和一个钩码在弹簧的上端点沿同一直线分别施加两个方向相反的力F2、F3，将弹簧上端点从位置O拉伸到位置B，然后将两个力撤掉，再用一个弹簧测力计在弹簧的上端点施加一个力F，仍将弹簧上端点从位置O拉伸到位置B。由此可知，力F与力F2、F3的关系式为： 。在这个实验中，运用的研究方法是 法。 【答案】 形变 F=F3-F2 等效替代 【详解】（1）[1]用一个弹簧测力计在弹簧的上端点施加一个力F1，可将弹簧上端点从位置O拉伸到位置A，弹簧的形状发生了变化，说明在力的作用下物体发生形变。 （2）[2][3]对乙图中弹簧进行受力分析：F2力的方向向下，F3力的方向向上，弹簧上端点在两个力的作用下向上运动，可知合力 F合=F3-F2 若去掉F3、F2，只用一个拉力仍将弹簧上端点从位置O拉伸到位置B，说明该拉力F与F3、F2的合力效果相同，则有 F=F3-F2 这种用一个力的作用效果替代两个力的合力的作用效果的方法，在物理学中是一种研究方法称为等效替代法。 考点02 同一直线上二力的合成及其应用 6．（23-24八年级下·福建福州·期中）假期社区服务劳动中，小明用200N的力水平向前拉车，小芳用100N的力水平向前推车，如图所示。则这两个力的合力大小是：（　　） A．200N B．300N C．500N D．700N 【答案】B 【详解】小明用200N的力水平向前拉车，小芳用100N的力水平向前推车，两力作用在同一直线上，且方向相同，故合力为二力之和，即 200N+100N=300N 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 7．（23-24八年级下·福建泉州·期末）小华用60N的力沿竖直方向提起一袋重为50N的米，则米袋受到的合力（　　） A．大小为10N，方向竖直向上 B．大小为10N，方向竖直向下 C．大小为110N，方向竖直向上 D．大小为110N，方向竖直向下 【答案】A 【详解】米袋受到的合力大小为 F合=F-G=60N-50N=10N 合力方向与较大力方向相同，即合力方向竖直向上，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．（23-24八年级下·广东广州·期末）被抛出的苹果竖直向上运动的过程中，它所受的重力为G，所受的空气阻力为f。F为G和f的合力，以下说法正确的是（　　） A．F方向竖直向下，且大于G B．F方向竖直向上，且大于G C．F方向竖直向下，且小于G D．F方向竖直向上，且小于G 【答案】A 【详解】苹果在上升过程中，受到竖直向下的重力和阻力，所以合力F等于二力之和，合力的方向是竖直向下的，合力大于G，故A正确，BCD错误。 故选A。 9．竖直向上抛出一个质量为0.1千克的小球，小球在运动过程中受到的空气阻力的方向跟运动方向相反，大小为0.5牛。则小球所受重力的大小为 N；小球在上升过程中所受合力的大小为 N；合力的方向是 。（g=10牛/千克） 【答案】 1 1.5 竖直向下 【详解】[1]小球受到的重力为 G=mg=0.1kg×10N/kg=1N [2][3]小球在上升过程中受到竖直向下的重力和与运动方向相反的竖直向下的空气阻力，根据同一条直线上的力的合成，可求此时的和合力为 合力的方向为竖直向下。 10．（23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）如图所示，跳伞运动员和伞的总质量为80kg，受到的空气阻力是300N，则运动员和伞受到的合力是 N，方向是 。（g取10N/kg） 【答案】 500 竖直向下 【详解】[1][2]跳伞运动员和伞的总重力为 G=mg=80kg×10N/kg=800N 重力的方向竖直向下，受到空气阻力是300N，阻力方向向上，因此运动员和伞受到合力为 F合=G-f=800N-300N=500N 合力方向与较大力方向一致，因此方向竖直向下。 11．（22-23八年级下·安徽蚌埠·阶段练习）竖直向上抛出一个质量为0.2千克的小球，小球在运动过程中受到的空气阻力的方向始终跟运动方向相反，大小都为0.5牛。求： （1）小球所受重力的大小； （2）小球在上升过程中所受合力的大小和方向； （3）小球在下降过程中所受合力的大小和方向。 【答案】（1）2N；（2）2.5N，方向竖直向下；（3）1.5N，方向竖直向下 【详解】解：（1）小球受到的重力为 G=mg=0.2kg×10N/kg=2N （2）小球在上升过程中受到竖直向下的重力和与运动方向相反的竖直向下的空气阻力，此时的合力为 F=G+f=2N+0.5N=2.5N 合力的方向为竖直向下。 （3）小球在下降过程中受到竖直向下的重力和与运动方向相反的竖直向上的空气阻力，此时的合力为 F′=G-f=2N-0.5N=1.5N 合力的方向与重力一致，故合力的方向是竖直向下。 答：（1）小球所受重力2N； （2）小球在上升过程中所受合力为2.5N，方向竖直向下； （3）小球在下降过程中所受合力为1.5N，方向竖直向下。 12．（23-24八年级上·上海宝山·期末）质量为10千克的物体，在10牛水平拉力的作用下，沿水平地面向右运动，物体受到地面的阻力为物体重力的0.1倍。求： （1）物体受到的重力大小G； （2）物体在水平方向上受到的合力大小F合及合力的方向。 【答案】（1）98N；（2）0.2N，水平向右 【详解】解：（1）物体受到的重力大小为 （2）物体在水平方向上受到的阻力为 合力大小F合为 由于拉力大于阻力，合力的方向应与拉力方向相同，水平向右。 答：（1）物体受到的重力大小为98N； （2）物体在水平方向上受到的合力大小为0.2N，合力的方向向右。 考点03 实验探究二力的合成 13．（23-24八年级下·四川泸州·阶段练习）在物理学习过程中，经常会用到一些科学研究的方法。如：“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”、“理想模型法”。下面是物理学中的几个探究实例：①探究滑动摩擦力与压力、接触面的粗糙程度的关系②探究同一直线上二力的合成③用两根完全相同的蜡烛探究平面镜成像特点，其中一根代表另一根的像④利用压强计中U形管两侧液体柱的高度差，反映液体内部压强的大小。其中运用相同科学研究方法的是：（　　） A．②和③ B．③和④ C．①和② D．①和④ 【答案】A 【详解】①探究滑动摩擦力与压力、接触面的粗糙程度的关系，用到控制变量法； ②探究同一直线上二力的合成，采用了等效替代法； ③用两根完全相同的蜡烛探究平面镜成像特点，其中一根代表另一根的像，采用了等效替代法； ④利用压强计中U形管两侧液体柱的高度差，反映液体内部压强的大小，运用了转换法。 故运用相同科学研究方法的是②与③。 故选A。 14．（23-24八年级下·河北保定·期末）如图所示是小韦同学在“探究同一直线上同方向两个力的合力”的实验中出现的情景，如图a、b，该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B，是为了使两次实验中力的作用效果 （选填“相同”或“不同”），这里用到了物理上 的研究方法；图a中的测力计拉力F= N。 【答案】 相同 等效替代法 3 【详解】[1][2]该实验中，力的作用效果是使弹簧伸长，即根据弹簧的伸长量来判断各个力的作用效果，因此探究同一直线上同方向两个力的合力时，需要使弹簧都从A点拉伸到同一点B，是为了使三次实验中力的作用效果相同，而研究力F的作用效果与力F1、F2共同作用效果或力F3、F4共同作用效果的关系时，这是等效替代法的应用。 [3]图a、b、c中弹簧被拉伸到同一点，说明力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同，即力F是F1、F2的合力，且F1、F2在同一直线上、方向相同，故可以得出 F=F1+F2=1N+2N=3N 15．甲、乙两组同学合作探究“同一直线上二力的合力”，他们将橡皮筋的一端固定，另一端与小圆环相连。如图所示，把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后，甲组同学沿同方向、乙组同学沿反方向拉橡皮筋至O点，记录F1、F2的大小。然后用一个弹簧测力计拉橡皮筋也至O点，记录F合的大小。他们改变O点的位置多次实验，记录的数据如表一、表二所示。 表一甲组 序号 F1/N F2/N F合/N 1 1.5 0.5 2.0 2 2.0 1.0 3.0 3 2.5 1.5 4.0 表二乙组 序号 F1'/N F2'/N F合'/N 1 5.0 3.0 2.0 2 7.0 4.0 3.0 3 9.0 5.0 4.0 (1)实验中通过 使F合的作用效果与F1、F2共同的作用效果相同； (2)比较图中橡皮筋伸长的长度可知，此实验采用的科学方法是 ； (3)分析比较表一的数据及相关条件可初步得出：同一直线上方向相同的两个力，合力的大小 ； (4)分析比较表二的数据及相关条件可初步得出：同一直线上方向相反的两个力，合力的大小 。 【答案】(1)橡皮筋伸长的长度相同 (2)等效替代法 (3)等于这两个力大小之和 (4)等于这两个力大小之差 【详解】（1）实验中通过将橡皮筋拉伸到同一位置O点，使F合的作用效果与F1、F2共同的作用效果相同。因为力可以使物体发生形变，当橡皮筋拉伸到同一位置时，说明力的作用效果相同。 （2）比较图中橡皮筋伸长的长度可知，此实验采用的科学方法是等效替代法。用一个力F合替代两个力F1、F2，且作用效果相同，这就是等效替代法。 （3）分析比较表一的数据及相关条件，甲组同学沿同方向拉橡皮筋，序号1中：F1=1.5N，F2=0.5N，F合=2.0N，F合=F1+F2；序号2中：F1=2.0N，F2=1.0N，F合=3.0N，F合=F1+F2；序号3中：F1=2.5N，F2=1.5N，F合=4.0N，F合=F1+F2。可初步得出：同一直线上方向相同的两个力，合力的大小等于这两个力大小之和。 （4）分析比较表二的数据及相关条件，乙组同学沿反方向拉橡皮筋，序号1中：F1′=5.0N，F2′=3.0N，F合′=2.0N，F合′=F1′-F2′；序号2中：F1′=7.0N，F2′=4.0N，F合′=3.0N，F合′=F1′-F2′；序号3中：F1′=9.0N，F2′=5.0N，F合′=4.0N，F合′=F1′-F2′。可初步得出：同一直线上方向相反的两个力，合力的大小等于这两个力大小之差，且合力方向与较大力的方向相同。 16．（23-24八年级下·福建福州·阶段练习）某同学为探究作用在同一物体同一直线上两个力的合力与这两个力之间的关系，利用橡皮筋（原长为AB）、弹簧测力计等器材进行实验，实验时先将橡皮筋A点固定，再用两个弹簧测力计同时作用在B点，按图（a）所示的方式将橡皮筋从B点拉伸到C点，记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2，接着用一个弹簧测力计作用在B点，依然将橡皮筋拉伸到C点，如图（b）所示，记下此时弹簧测力计示数F，按上述的操作重复三次实验，实验数据如表所示。 实验序号 拉力F1/N 拉力F2/N 拉力F/N 1 3.0 1.0 4.0 2 2.6 1.4 4.0 3 1.8 2.2 4.0 （1）实验前，应将弹簧测力计沿水平方向 ； （2）实验中，该同学“…重复三次实验”的目的是： ； （3）根据表中的实验数据及相关条件，可归纳得出的初步结论是：作用在同一物体同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于 ，合力方向为 ； （4）实验过程中运用的科学方法为 ； （5）若要研究作用在同一物体同一、直线方向相反两个力的合力与这两个力的大小关系，该如何进行实验操作，请写出主要步骤： 。 【答案】 调零 见解析 两分力大小之和 与两个分力方向相同 等效替代法 见解析 【详解】（1）[1]弹簧测力计沿水平方向使用前，将弹簧测力计沿水平方向调零（校零）。 （2）[2]为了使实验结论具有普遍性，避免偶然性，实验中，该同学“… 重复三次实验”。 （3）[3][4]根据表中的实验数据，比较F和F1、F2的大小方向之间的关系，归纳得出：同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于二力之和，合力方向与二力方向相同。 （4）[5]实验过程中，合力的作用效果与两个分力的作用效果相同，这里应用的科学方法为等效替代法。 （5）[6]用两个弹簧测力计同时作用在橡皮筋的B点，沿直线相反方向拉伸到C点，记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2；接着用一个弹簧测力计作用在B点，依然将橡皮筯拉伸到C点，记下此时弹簧测力计示数F；按上述的操作重复三次实验，记录实验数据。 17．李老师利用橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子和同学们一起探究同一直线上二力的合成，实验装置如图所示： （1）该实验应用了力能使物体 的道理，每次都要将拉到点的理由是 ； （2）通过比较 和 （选填“a”“b”或“c”）两种情况，可知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 ，方向跟这两个力的方向相同； （3）通过比较 和 两种情况，可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小 ，方向跟较大的那个力的方向相同。 【答案】 发生形变 使力的作用效果相同 a c 之和 b c 之差 【详解】（1）[1]根据图示可知，橡皮筋在力的作用下伸长了，因此该实验应用了力能使物体发生形变。 [2]图中AE表示橡皮筋原来的长度，EE＇表示橡筋伸长的长度；将E拉到E＇，就是为使橡筋伸长的长度相同，从而保证橡皮筋产生拉力的作用效果相同。 （2）[3][4]a、c两图所示实验可知，拉力的方向都是向右的，c图是单一合力效果（向右的三个砝码），a图是方向相同两力的分力效果（向右的一个砝码与另外向右的2个砝码），故可以用来探究，同一直线上，方向相同的两个力的合力大小与两力之和的关系，方向与这两个力方向的关系。 [5]通过a、c两图中橡皮筋的伸长量相同，说明a、c两次实验中不同的拉动方式产生了相同的作用效果，故可以得出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之和。 （3）[6][7]b、c两图所示实验可知，c图示单一合力效果（向右的三个砝码），b图是方向相反的两力的分力效果（向左的一个砝码和向右的四个砝码），故可以用来探究，同一直线上，方向相反的两个力的合力大小与两力之差的关系，方向与这两个力方向的关系。 [8]通过b、c两图中橡皮筋的伸长量相同，说明b、c两次实验中不同的拉动方式产生了相同的作用效果，故可以得出同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小之差，方向与较大的力的方向一致。 18．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）[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）[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）[3][4]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。 1．（福建·中考真题）如图所示，竖直向上抛出的篮球重为G，受到的空气阻力小于G。篮球在竖直上升过程受到的合力（　　） A．小于G B．等于G C．大于G D．等于0 【答案】C 【详解】在篮球竖直上升的过程中，篮球受竖直向下的重力G和竖直向下的空气阻力f，这两个力作用在同一直线上、方向相同，所以篮球受到的合力 F合=G+f＞G 故选C。 2．（浙江杭州·中考真题）小明和小忠想把一条弹性绳拉开，使弹性绳两端的拉环能分别套在相隔一段距离的两根柱子上，用来晒衣服．现有两种办法：一种是按图甲的方法做；另一种是按图乙的方法做．关于这两种做法下列说法正确的是： A．图甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用力要小 B．图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用力要小 C．图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力相同 D．条件不足，无法比较图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力的大小 【答案】B 【详解】弹性绳在两种情况下承受的拉力相同，两个人沿相反方向拉弹性绳和将弹性绳一端固定，两个人同时用力拉弹性绳，效果一样，因为两个人拉时，某一个人拉相当于固定在柱子上，根据力的作用是相互的，人拉弹性绳的力和弹性绳拉人的力相当，所以两种情况下，拉力相等，所以乙图中每个人的拉力是甲图中每个人拉力的1/2，所以B选项正确． 3．（福建厦门·中考真题）如图是小君同学在大课间活动时踢毽子的情景，以下对毽子上下飞舞时所受合力的分析正确的是（  ）    A．上升过程合力方向向上 B．最高点时处于静止状态合力为零 C．下落过程合力越来越大 D．上升过程合力大于下落过程合力 【答案】D 【详解】A．上升过程合力方向不是向上，因为毽子受到竖直向下的重力，和向下的阻力，合力方向向下，故A错误； B．最高点时处于静止状态合力不为零，合力仍为重力，方向竖直向下，故B错误； C．下落过程中，重力势能转化为动能，速度增大，但合力为重力减去阻力，故C错误； D．上升过程合力为重力加上阻力，下落过程合力为重力减去阻力，故D正确。 故选D。 【考点定位】受力分析 4．（广东·中考真题）小聪用大小为700N的竖直向上的力把重500N的杠铃举过头顶，杠铃被举高过程中受到的合力为 N，这个合力使杠铃由 状态变为运动状态。 【答案】 200 静止 【详解】（1）因为杠铃受到竖直向上力的大小为700N，受到竖直向下重力的大小为500N，因此合力：F合=F﹣G=700N﹣500N=200N； （2）杠铃原来处于静止状态，当受到大小为200N的合力时，杠铃被举起并举过头顶，因此合力使杠铃由静止状态变为运动状态。 5．（贵州贵阳·中考真题）如图所示，将轻质弹簧的一端固定在水平桌面上，在弹簧正上方O点释放一个重为G的金属小球，下落到A点时与弹簧接触并压缩弹簧至B点，随即被弹簧竖直弹出（整个过程弹簧在弹性范围内）。请在坐标中画出小球从O点下落直至B点的过程中，其所受合力的大小随运动距离变化的大致关系图像。（不计空气阻力） 【答案】如下图所示 【详解】当小球没有接触到弹簧时，所受的合力就等于重力，当接触弹簧后，受到弹簧向上的弹力，合力开始减小，当弹力与重力相等时，合力为0，此时的小球继续下落，弹力开始大于重力，合力又开始变大，所以在B点的合力的方向是向上的，如图所示： 6．（四川泸州·中考真题）小聪将一根橡皮筋左端固定在墙上， 用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合力的关系”。 (1)实验中使用的弹簧测力计如图甲所示，其分度值为 N； (2)小聪用两个弹簧测力计一起沿相同方向作用于橡皮筋上拉到A点，此时两个弹簧测力计的示数分别为F1=3.0N、F2=4.0N；小聪只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到A点，弹簧测力计的示数F =7.0N，如图乙所示。F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同，即F为F1和F2的合力，这种探究物理规律的方法是 （选填“控制变量法”或“等效替代法”）； (3)小聪在实验中突发奇想，将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上拉到B点，记下两弹簧测力计的示数分别为F3=3.0N、F4=4.0N；然后只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到B点，如图丙所示，读出弹簧测力计的示数F＇= N。根据你对合力与分力的理解，判断F＇ （选填 “是”或“不是”） F3、F4的合力。 【答案】 0.2 等效替代法 5（或5.0） 是 【详解】(1)[1]弹簧测力计的刻度一大格是2N，一大格有十小格，所以分度值是0.2N。 (2)[2] F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同，可以用F代替F1、F2，这种方法叫等效替代法。 (3)[3]弹簧测力计的分度值是0.2N，指针指在4～6N中间，所以示数是5N。 [4] F＇的作用效果与F3、F4共同作用的效果相同，即F＇是F3、F4的合力。 1．（23-24八年级下·北京·阶段练习）小明用20N的水平推力推着一辆重为400N的购物车在水平地面上匀速直线行驶。突然，小明发现前面有一个老奶奶，他马上用30N的水平力向后拉购物车，使其减速后停下。（假设购物车在运动过程中受到的阻力大小始终不变）求： （1）当购物车匀速直线行驶时，购物车的受力示意图； （2）在购物车减速运动的过程中，购物车的受力示意图； （3）在购物车减速运动的过程中，购物车所受的合力大小及方向。 【答案】（1）（2）（3）50N，水平向后 【详解】答：（1）当购物车匀速直线行驶时，处于平衡状态，水平方向受到推力和阻力为一对平衡力，竖直方向受到重力和支持力为一对平衡力，作图如下所示： （2）在购物车减速运动的过程中，竖直方向的两个力不变，水平方向受到与运动方向相反的阻力和拉力，作图如下所示： （3）在购物车减速运动的过程中，竖直方向的合力为0N，水平方向受到的合力为 方向水平向后。 19．（2023·北京丰台·二模）某同学在体育课上将篮球竖直向上抛出，发现篮球在上升过程中运动越来越慢；到达最高点时速度为零；下落过程越落越快。你认为篮球到达最高点时是否处于静止状态？请判断并说出理由。 【答案】见解析 【详解】不处于静止状态；静止状态属于平衡状态，所受合力应为零；篮球在最高点时只受重力，合力不为零，所以最高点不属于静止状态。 2．（23-24八年级下·北京大兴·期中）阅读《失重现象》并回答下题。 失重现象 在一次太空知识讲座中，老师让同学们做一个实验：用弹簧测力计竖直悬挂一个重物，分别使重物处于静止和匀速下降，再让其加速下降。同学们发现，重物在静止和匀速下降时，弹簧测力计的示数相同并且等于物体所受的重力。而加速下降时，却看到弹簧测力计的示数明显减小，好像物体的重力突然间减小了。 老师解释说：“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时，人对电梯地面压力就小于人受到的重力”。小勇在老师指导下到电梯内做失重实验，如图甲，他将一个体重秤放在电梯水平地面上，然后站上秤台，如图25乙所示，在电梯向下运动的过程中，他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间，描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图象如图丙所示（已知小勇的实际质量为60kg，g取10N/kg）。 课后小勇和同学们查资料还了解到：当电梯更快向下加速时，体重秤的示数为零，即说明他对体重秤的压力为零，我们称这种现象为完全失重现象。 请根据上述材料，回答下列问题。 (1)失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力 物体实际所受重力的现象。小勇处于失重状态时，秤台对小勇的支持力与小勇的重力 （填“是”或“不是”）一对平衡力； (2)根据图丙分析，小勇在 （选填“0~t1”“t1~t2”或“t2~t3”）段时间内处于失重状态。 (3)物体处于完全失重状态，是指物体的 （选填“质量为零”“重力为零”或 “受到的支持力或拉力为零”）。 【答案】(1) 小于 不是 (2)0~t1 (3)受到的支持力或拉力为零 【详解】（1）[1]由材料可知，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。 [2]失重状态下，压力小于重力，而压力与支持力是一对相互作用力，大小相等，所以支持力小于重力，支持力与重力不是一对平衡力。 （2）已知小勇的实际质量为60kg。由图像可知，在0～t1阶段，小勇的质量为45kg，则此时对体重秤的压力小于重力，此时处于失重状态。 （3）由失重现象定义可知，物体处于完全失重状态，是指物体（的）受到的支持力或拉力为零。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 7.4 同一直线上二力的合成 目录 2 考点01 合力和分力间的关系 2 考点02 同一直线上二力的合成及其应用 3 考点03 实验探究二力的合成 4 7 9 考点01 合力和分力间的关系 1．（23-24八年级下·新疆乌鲁木齐·期末）同学们在体育课垫排球时，对排球受力分析说法正确的是（　　） A．竖直上升过程中合力方向向上 B．竖直上升过程中合力方向向下 C．下落过程中合力越来越大 D．最高点时处于静止状态，合力为零 2．（23-24八年级下·山东临沂·期中）关于同一条直线上的两个分力F1、F2，以及它们的合力F，下列说法正确的是（　　） A．两个分力F1、F2的作用效果一定和合力F的作用效果相同 B．合力和分力可能是实际存在的力 C．合力和分力同时作用在物体上 D．合力F一定大于任何一个分力 3．（23-24八年级上·上海·期中）下列关于同一直线上两个力与它的合力大小的说法中，正确的是（　　） A．两个力的合力可能小于两力之差 B．两个力的合力一定大于其中任何一个力 C．两个力的合力可能大于两力之和 D．两个力的合力可能小于其中任何一个力 4．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 。    5．（1）如图甲所示，用一个弹簧测力计在弹簧的上端点施加一个力F1，可将弹簧上端点从位置O拉伸到位置A，说明力的作用效果之一是使物体发生 。 （2）如图乙所示，先用一个弹簧测力计和一个钩码在弹簧的上端点沿同一直线分别施加两个方向相反的力F2、F3，将弹簧上端点从位置O拉伸到位置B，然后将两个力撤掉，再用一个弹簧测力计在弹簧的上端点施加一个力F，仍将弹簧上端点从位置O拉伸到位置B。由此可知，力F与力F2、F3的关系式为： 。在这个实验中，运用的研究方法是 法。 考点02 同一直线上二力的合成及其应用 6．（23-24八年级下·福建福州·期中）假期社区服务劳动中，小明用200N的力水平向前拉车，小芳用100N的力水平向前推车，如图所示。则这两个力的合力大小是：（　　） A．200N B．300N C．500N D．700N 7．（23-24八年级下·福建泉州·期末）小华用60N的力沿竖直方向提起一袋重为50N的米，则米袋受到的合力（　　） A．大小为10N，方向竖直向上 B．大小为10N，方向竖直向下 C．大小为110N，方向竖直向上 D．大小为110N，方向竖直向下 8．（23-24八年级下·广东广州·期末）被抛出的苹果竖直向上运动的过程中，它所受的重力为G，所受的空气阻力为f。F为G和f的合力，以下说法正确的是（　　） A．F方向竖直向下，且大于G B．F方向竖直向上，且大于G C．F方向竖直向下，且小于G D．F方向竖直向上，且小于G 9．竖直向上抛出一个质量为0.1千克的小球，小球在运动过程中受到的空气阻力的方向跟运动方向相反，大小为0.5牛。则小球所受重力的大小为 N；小球在上升过程中所受合力的大小为 N；合力的方向是 。（g=10牛/千克） 10．（23-24八年级下·黑龙江哈尔滨·阶段练习）如图所示，跳伞运动员和伞的总质量为80kg，受到的空气阻力是300N，则运动员和伞受到的合力是 N，方向是 。（g取10N/kg） 11．（22-23八年级下·安徽蚌埠·阶段练习）竖直向上抛出一个质量为0.2千克的小球，小球在运动过程中受到的空气阻力的方向始终跟运动方向相反，大小都为0.5牛。求： （1）小球所受重力的大小； （2）小球在上升过程中所受合力的大小和方向； （3）小球在下降过程中所受合力的大小和方向。 12．（23-24八年级上·上海宝山·期末）质量为10千克的物体，在10牛水平拉力的作用下，沿水平地面向右运动，物体受到地面的阻力为物体重力的0.1倍。求： （1）物体受到的重力大小G； （2）物体在水平方向上受到的合力大小F合及合力的方向。 考点03 实验探究二力的合成 13．（23-24八年级下·四川泸州·阶段练习）在物理学习过程中，经常会用到一些科学研究的方法。如：“控制变量法”、“等效替代法”、“类比法”、“转换法”、“理想模型法”。下面是物理学中的几个探究实例：①探究滑动摩擦力与压力、接触面的粗糙程度的关系②探究同一直线上二力的合成③用两根完全相同的蜡烛探究平面镜成像特点，其中一根代表另一根的像④利用压强计中U形管两侧液体柱的高度差，反映液体内部压强的大小。其中运用相同科学研究方法的是：（　　） A．②和③ B．③和④ C．①和② D．①和④ 14．（23-24八年级下·河北保定·期末）如图所示是小韦同学在“探究同一直线上同方向两个力的合力”的实验中出现的情景，如图a、b，该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B，是为了使两次实验中力的作用效果 （选填“相同”或“不同”），这里用到了物理上 的研究方法；图a中的测力计拉力F= N。 15．甲、乙两组同学合作探究“同一直线上二力的合力”，他们将橡皮筋的一端固定，另一端与小圆环相连。如图所示，把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后，甲组同学沿同方向、乙组同学沿反方向拉橡皮筋至O点，记录F1、F2的大小。然后用一个弹簧测力计拉橡皮筋也至O点，记录F合的大小。他们改变O点的位置多次实验，记录的数据如表一、表二所示。 表一甲组 序号 F1/N F2/N F合/N 1 1.5 0.5 2.0 2 2.0 1.0 3.0 3 2.5 1.5 4.0 表二乙组 序号 F1'/N F2'/N F合'/N 1 5.0 3.0 2.0 2 7.0 4.0 3.0 3 9.0 5.0 4.0 (1)实验中通过 使F合的作用效果与F1、F2共同的作用效果相同； (2)比较图中橡皮筋伸长的长度可知，此实验采用的科学方法是 ； (3)分析比较表一的数据及相关条件可初步得出：同一直线上方向相同的两个力，合力的大小 ； (4)分析比较表二的数据及相关条件可初步得出：同一直线上方向相反的两个力，合力的大小 。 16．（23-24八年级下·福建福州·阶段练习）某同学为探究作用在同一物体同一直线上两个力的合力与这两个力之间的关系，利用橡皮筋（原长为AB）、弹簧测力计等器材进行实验，实验时先将橡皮筋A点固定，再用两个弹簧测力计同时作用在B点，按图（a）所示的方式将橡皮筋从B点拉伸到C点，记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2，接着用一个弹簧测力计作用在B点，依然将橡皮筋拉伸到C点，如图（b）所示，记下此时弹簧测力计示数F，按上述的操作重复三次实验，实验数据如表所示。 实验序号 拉力F1/N 拉力F2/N 拉力F/N 1 3.0 1.0 4.0 2 2.6 1.4 4.0 3 1.8 2.2 4.0 （1）实验前，应将弹簧测力计沿水平方向 ； （2）实验中，该同学“…重复三次实验”的目的是： ； （3）根据表中的实验数据及相关条件，可归纳得出的初步结论是：作用在同一物体同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于 ，合力方向为 ； （4）实验过程中运用的科学方法为 ； （5）若要研究作用在同一物体同一、直线方向相反两个力的合力与这两个力的大小关系，该如何进行实验操作，请写出主要步骤： 。 17．李老师利用橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子和同学们一起探究同一直线上二力的合成，实验装置如图所示： （1）该实验应用了力能使物体 的道理，每次都要将拉到点的理由是 ； （2）通过比较 和 （选填“a”“b”或“c”）两种情况，可知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 ，方向跟这两个力的方向相同； （3）通过比较 和 两种情况，可知同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力大小 ，方向跟较大的那个力的方向相同。 18．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。 1．（福建·中考真题）如图所示，竖直向上抛出的篮球重为G，受到的空气阻力小于G。篮球在竖直上升过程受到的合力（　　） A．小于G B．等于G C．大于G D．等于0 2．（浙江杭州·中考真题）小明和小忠想把一条弹性绳拉开，使弹性绳两端的拉环能分别套在相隔一段距离的两根柱子上，用来晒衣服．现有两种办法：一种是按图甲的方法做；另一种是按图乙的方法做．关于这两种做法下列说法正确的是： A．图甲中每个人所用的力比图乙中每个人所用力要小 B．图乙中每个人所用的力比图甲中每个人所用力要小 C．图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力相同 D．条件不足，无法比较图甲中每个人所用的力与图乙中每个人所用力的大小 3．（福建厦门·中考真题）如图是小君同学在大课间活动时踢毽子的情景，以下对毽子上下飞舞时所受合力的分析正确的是（  ）    A．上升过程合力方向向上 B．最高点时处于静止状态合力为零 C．下落过程合力越来越大 D．上升过程合力大于下落过程合力 4．（广东·中考真题）小聪用大小为700N的竖直向上的力把重500N的杠铃举过头顶，杠铃被举高过程中受到的合力为 N，这个合力使杠铃由 状态变为运动状态。 5．（贵州贵阳·中考真题）如图所示，将轻质弹簧的一端固定在水平桌面上，在弹簧正上方O点释放一个重为G的金属小球，下落到A点时与弹簧接触并压缩弹簧至B点，随即被弹簧竖直弹出（整个过程弹簧在弹性范围内）。请在坐标中画出小球从O点下落直至B点的过程中，其所受合力的大小随运动距离变化的大致关系图像。（不计空气阻力） 6．（四川泸州·中考真题）小聪将一根橡皮筋左端固定在墙上， 用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合力的关系”。 (1)实验中使用的弹簧测力计如图甲所示，其分度值为 N； (2)小聪用两个弹簧测力计一起沿相同方向作用于橡皮筋上拉到A点，此时两个弹簧测力计的示数分别为F1=3.0N、F2=4.0N；小聪只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到A点，弹簧测力计的示数F =7.0N，如图乙所示。F的作用效果与F1、F2共同作用的效果相同，即F为F1和F2的合力，这种探究物理规律的方法是 （选填“控制变量法”或“等效替代法”）； (3)小聪在实验中突发奇想，将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上拉到B点，记下两弹簧测力计的示数分别为F3=3.0N、F4=4.0N；然后只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到B点，如图丙所示，读出弹簧测力计的示数F＇= N。根据你对合力与分力的理解，判断F＇ （选填 “是”或“不是”） F3、F4的合力。 1．（23-24八年级下·北京·阶段练习）小明用20N的水平推力推着一辆重为400N的购物车在水平地面上匀速直线行驶。突然，小明发现前面有一个老奶奶，他马上用30N的水平力向后拉购物车，使其减速后停下。（假设购物车在运动过程中受到的阻力大小始终不变）求： （1）当购物车匀速直线行驶时，购物车的受力示意图； （2）在购物车减速运动的过程中，购物车的受力示意图； （3）在购物车减速运动的过程中，购物车所受的合力大小及方向。 19．（2023·北京丰台·二模）某同学在体育课上将篮球竖直向上抛出，发现篮球在上升过程中运动越来越慢；到达最高点时速度为零；下落过程越落越快。你认为篮球到达最高点时是否处于静止状态？请判断并说出理由。 2．（23-24八年级下·北京大兴·期中）阅读《失重现象》并回答下题。 失重现象 在一次太空知识讲座中，老师让同学们做一个实验：用弹簧测力计竖直悬挂一个重物，分别使重物处于静止和匀速下降，再让其加速下降。同学们发现，重物在静止和匀速下降时，弹簧测力计的示数相同并且等于物体所受的重力。而加速下降时，却看到弹簧测力计的示数明显减小，好像物体的重力突然间减小了。 老师解释说：“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时，人对电梯地面压力就小于人受到的重力”。小勇在老师指导下到电梯内做失重实验，如图甲，他将一个体重秤放在电梯水平地面上，然后站上秤台，如图25乙所示，在电梯向下运动的过程中，他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间，描绘出了体重秤的示数随时间t的变化图象如图丙所示（已知小勇的实际质量为60kg，g取10N/kg）。 课后小勇和同学们查资料还了解到：当电梯更快向下加速时，体重秤的示数为零，即说明他对体重秤的压力为零，我们称这种现象为完全失重现象。 请根据上述材料，回答下列问题。 (1)失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力 物体实际所受重力的现象。小勇处于失重状态时，秤台对小勇的支持力与小勇的重力 （填“是”或“不是”）一对平衡力； (2)根据图丙分析，小勇在 （选填“0~t1”“t1~t2”或“t2~t3”）段时间内处于失重状态。 (3)物体处于完全失重状态，是指物体的 （选填“质量为零”“重力为零”或 “受到的支持力或拉力为零”）。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$