第八章 第四节 同一直线上二力的合成-【新课标·新素养】2024-2025学年八年级物理下册讲义+分层练（人教版）

【新课标·新素养】2024—2025学年八年级物理下册精品讲义与分层练 第八章 运动和力 第四节 同一直线上二力的合成 教材知识精品讲义 知识点 1 力的合成 如果一个力单独作用的效果与几个力①_______作用的效果②_______,这个力就叫作那几个力的合力，这几个力称为分力。在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成。 拓展解读 合力和分力的三性 合力与分力 等效性 合力的作用效果与分力共同的作用效果相同 相互替代关系 同体性 各个分力作用在同一物体上 受力物体相同 瞬时性 一某个分力变化了，合力同时也发生变化 瞬时对应关系 图解物理 一个大同学、两个小同学对同一水桶的作用效果相同，F叫作F1、F2的合力。 知识点 2 同一直线上的二力合成 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③_______,合力的方向与这两个力的方向④_______；如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小⑤_______,合力的方向与⑥_______的力方向一致。 图解物理 同心协力，二力方向相同，合力为二力之和。 相互对抗，二力方向相反，合力为二力之差。 【总结归纳】运动和力的关系 【答案】①共同 ②相同 ③之和 ④相同 ⑤之差 ⑥较大 经典例题 题型1 同一直线上二力的合成 【题型解法】 解答该类问题，首先理清物体的运动过程，然后分析每个过程中物体所受力的大小和方向，再根据同一直线上二力合成的规则、二力平衡等知识求解。 例1 (2024福建漳平期中)小明先用5N的力推一辆小车，使其匀速向右直线运动，后用10N的水平力向左拉小车，使小车减速，在减速运动的过程中，小车所受的合力为 ( ) A.5N,水平向左 B.5N,水平向右 C.10N,水平向左 D.15N,水平向左 【解析】 小明推小车匀速向右直线运动时，小车处于平衡状态，小车受到的摩擦力f=F1=5N。小明向左拉小车，小车减速运动过程中，小车与地面间的接触面粗糙程度不变、小车对地面的压力不变，因此小车受到的摩擦力大小不变，则小车受到水平向左的拉力和摩擦力的作用，故小车受到的合力F=F2+f=10N+5N=15 N,合力方向水平向左。 【答案】D 举一反三 变式1 一名空降兵携带装备执行任务，他与装备的总质量为80kg,g 取10 N/kg。 (1)求该空降兵和装备受到的总重力G。 (2)刚打开降落伞时，受到竖直向上的空气阻力f,大小为1000N。求空降兵和装备受到的合力F的大小和方向。 (3)随后空降兵调整降落伞的状态，匀速降落。求此时空气阻力f'的大小。 【答案】(1)800N (2)200N 方向竖直向上 (3)800N 题型2 “组合体”的受力分析 【题型解法】 对于“组合体”的受力分析问题，常采用“隔离法”和“整体法”进行分析解答。“隔离法”就是把要分析的物体从相关的“组合体”中假想地隔离出来，只分析其他物体对该物体的作用力。“整体法”就是把“组合体”看作一个整体，只分析这一整体之外的物体对该整体的作用力，不考虑整体内部物体之间的相互作用力。 例2(2023四川眉山中考)如图所示，在水平桌面上放置A、B两个长方体物块，A物块受到水平向右拉力F1=5N,B物块受到水平向左拉力F2=8N,此时A、B两物块一起向左做匀速直线运动，则A对B的摩擦力为_______N,水平桌面对B的摩擦力为_______N。 【解析】由题意可知，物块A受到水平向右的拉力F1,两物块一起向左做匀速直线运动，故物块B对A的摩擦力与拉力F1是一对平衡力，则B对A的摩擦力大小为5N,物体间力的作用是相互的，故A对B的摩擦力也为5N；将物块A与B看作一个整体，该整体受到水平向左的拉力F,、水平向右的拉力F1、桌面对物块B的水平向右的摩擦力，故水平桌面对B的摩擦力为f=F2－F1=8N－5N=3N。 【答案】5 3 变式2 如图，物体C置于粗糙水平面上，物体A、B平放在物体C上，在3N水平向右的拉力F作用下，使A、B、C一起向右做匀速直线运动，此时C对B的摩擦力为_______N,地面对C的摩擦力_______N。 【答案】03 《第4节 同一直线上二力的合成》分层练 基础过关全练 知识点 1 力的合成 1.下列关于合力的说法正确的是 ( ) A.合力和分力可以同时作用于物体上 B.任何几个力都可以存在合力 C.只有两个力作用在同一物体上时，才存在合力 D.合力的作用效果与几个分力共同作用的效果相同 知识点2 同一直线上二力的合成 2.【教材图片变式】(2024北京交大附中期中)利用如图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时，首先将弹簧的B端固定，再用两个测力计沿相反方向拉A端，使A端到达某一点O并记录下该点的位置，然后在表格中记录下两个拉力的大小与方向。再用一个测力计拉弹簧A端，仍将A端拉伸到O点，记录下拉力的大小与方向。 大小 方向 用两个测力计 F1=2.5N 向右 F2=1N 向左 用一个测力计 F=1.5N 向右 (1)从表格记录中你能得到的关于同一直线上合力与分力的大小关系是______________。(用字母F1、F2、F表示) (2)实验中用一个测力计拉弹簧时，仍要将弹簧A端拉伸到O点再读数是为了保证力F与力F1、F2的_______相同。 3.【原创】小明同学阅读历史，读到“淮海战役的胜利，是人民群众用小车推出来的”。如图所示，假设某人用300N的水平拉力向前拉车，另一人用700N的水平推力向前推车，那么这两个力的合力是多大？方向是怎样的？ 能力提升全练 4.(2024北京清华附中期中，10，公)下列关于同一直线上的两个分力及其合力的说法，正确的是 ( ) A.合力的大小一定大于每一个分力的大小 B.合力的大小一定等于各个分力大小之和 C.若只增大某一个分力，合力可能会变小 D.若同时减小两个分力，合力一定会变小 5.【新中考·分析论证】(2024广西百色期中，3，)探究“同时作用在一个物体上，沿同一直线方向相同的两个力的合成”的实验过程中，部分情景如图所示，下列说法错误的是 ( ) A.实验中，前后两次使用同一根橡皮筋且保证伸长量相同，这采用了控制变量法 B.根据实验现象可以发现此情景下两个力的合力方向与任何一个力的方向都相同 C.实验中可以发现此情景下两个力的合力大小大于任何一个力的大小 D.如果将F1、F2同时作用在橡皮筋上，而F作用在弹性绳上，则无法完成实验探究 6.【新课标·科学推理】(2024安徽合肥琥珀中学期中，16,☆)同一直线上的两个力作用在一个物体上，其中一个力大小是60N,合力大小是100N,则另一个力的大小 ( ) A.可能等于40N B.一定小于40N C.一定等于160N D.一定大于160N 7.(2024黑龙江哈尔滨松北期末，17，)如图甲，两个小孩分别用竖直向上的力F1=100N和F2=120N提起一桶水，如图乙，一个大人至少用方向_______、大小为_______N的力才能提起同一桶水。 甲 乙 8. 如图所示，用6N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右做匀速直线运动，物体B相对地面静止不动，弹簧测力计示数为2N,则B所受摩擦力的大小为_______N,方向为_______-(选填“水平向左”或“水平向右”)，地面对A的摩擦力大小为_______N。 9.(2024上海金山联考，25，)竖直向上抛出一个质量为0.1kg的小球，小球在运动过程中始终受到空气阻力的作用，空气阻力的大小保持不变，方向始终与运动方向相反。若小球在上升过程中受到的合力大小为1.02N(g取9.8N/kg),求： (1)小球所受到的重力大小； (2)小球所受到的阻力大小及方向。 素养探究全练 10.阅读短文，回答下列问题 力与运动的关系 力不是维持物体运动的原因，但力可以改变物体的运动状态。物体的运动状态发生改变，一定受到外力的作用。 当物体所受合力为零时，若物体的初速度为零，物体将保持静止状态；若物体初速度不为零，则物体将做匀速直线运动。 当物体所受合力的方向与物体运动方向在同一直线上时，若合力方向与运动方向相同，物体做加速直线运动；若合力方向与运动方向相反,物体做减速直线运动。 当物体所受合力的方向与物体运动方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。 (1)用30N的力竖直向上提重60N的箱子，但箱子没动，箱子所受合力F合=___N。 (2)小强在球场上踢足球，足球被踢出后在草坪上水平向右滚动，速度越来越慢最后静止。足球在滚动过程中，所受合力方向水平向_______。 (3)小海放学回家时需要乘坐电梯上楼，当电梯加速上升时，小海受到的重力G与电梯对小海的支持力F的大小关系：G_______(选填“大于”“等于”或“小于”)F。 11．根据下列情景回答问题： (1)一个重5N的物体放在水平地面上，若用弹簧测力计竖直向上对其施加一个拉力，如图所示，该拉力的示数为 N，此时物体的合力为 N； (2)小球水平桌面上做匀速直线运动，其运动轨迹被照相机俯拍记录下(每隔0.02s拍摄一次，如图依次记录了小球在第1次，第3次经过的位置) ①请在图中画出小球第2次经过的位置；( ) ②若小球(用“+”表示)在水平面上只受两个力作用。图中已画出其中的一个力F1，画出F2的受力示意图，并标出它的大小。( ) 【参考答案及解析】 第4节 同一直线上二力的合成 基础过关全练 1.D 合力与分力是等效替代关系，合力产生的作用效果与分力共同作用的效果相同，合力与分力不是同时作用在物体上，合力和分力也不一定是真实存在的，故A、B错误，D正确。多个力作用在同一物体上时，会存在合力，故C错误。 2.【答案】(1)F=F1－F2 (2)作用效果 【解析】 (1)比较F与F1、F2的大小关系得出：F=F1－F2； (2)力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同时，力F才叫作F1、F2的合力，故将弹簧A端拉伸到O点再读数的原因是保证力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同。 3.【解析】小车受到的拉力和推力方向均水平向前，即两个力的方向相同，故F合=F1+F2=300N+700N=1000N,方向水平向前。 能力提升全练 4.C 同一直线上方向相反的两个力的合力等于两个力的大小之差，此时合力的大小不一定比两个分力都大，故A、B错误；若只增大或减小某一个或几个分力，合力不一定会变小，也可能不变或增大，故D错误，C正确。 【易错警示】对于合力与分力关系的理解：各分力的合成不能简单地理解为代数运算，而要紧扣“作用效果相同”进行理解。 5.A 实验中，前后两次使用同一根橡皮筋且保证伸长量相同，这是采用等效替代法，保证一个力的作用效果与几个力共同作用的效果相同，故A错误；该实验中，同一直线上方向相同的两个力的合力，合力方向与任何一个力的方向都相同，故B正确；实验中可以发现此情景下两个力的合力大小大于任何一个力的大小，故C正确；橡皮筋和弹性绳是弹性不同的物体，伸长量相同时所用力的大小一般是不同的，此时不能说F就是F1、F2的合力，所以无法完成实验探究，故D正确。 6.A 合力F=100N,已知其中一个力的大小是F1=60N,当两个力方向相反时，那么另一个力的大小是F2=F1+F=60N+100N=160N；当两个力方向相同时，那么另一个力的大小是F2'=F－F1=100N－60N=40N；故A选项正确。 7.【答案】竖直向上 220 【解析】两个小孩分别用竖直向上的力F1=100N和F2=120N提起一桶水，水桶受到这两个力的合力 F合=F1+F2=100N+120N=220N,方向竖直向上；一个大人用力提起同一桶水，即作用效果相同，则所用力等于二力的合力，大小为220N,方向竖直向上。 8.【答案】2 水平向右 4 【解析】B静止，处于平衡状态，水平方向受到的细线水平向左的拉力和A对B水平向右的摩擦力是对平衡力，所以，A对B水平向右的摩擦力为fA对B=F示=2N；因A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对相互作用力，所以B对A的摩擦力方向水平向左，大小为2N；因物体A做匀速直线运动时处于平衡状态，水平方向上受到向右的拉力和B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力，所以，由力的合成可得：fB对A+f地=F,则地面对A水平向左的摩擦力为f地=F－fB对A=6N－2N=4N。 【一题多解】运用整体法求地面对A的摩擦力：将A、B看作一个整体，该整体受到水平向右的拉力F、水平向左的细线的拉力F拉、地面对A水平向左的摩擦力，则f地=F－F拉=6N－2N=4N。 9.【解析】 (1)小球所受到的重力大小为G=mg=0.1kg×9.8N/kg=0.98N； (2)因为小球在上升过程中受到的合力大小为1.02N,由阻力方向始终与运动方向相反可知，阻力的方向竖直向下，则可得F合=f+G,小球所受到的阻力大小为f=F合－G=1.02N－0.98N=0.04N。 素养探究全练 10.【答案】(1)0 (2)左 (3)小于 【解析】 (1)由“当物体所受合力为零时，若物体的初速度为零，物体将保持静止状态”可知，箱子没动，故所受合力为零。 (2)根据“若合力方向与运动方向相反，物体做减速直线运动”可知，减速运动的足球，所受合力方向与运动方向相反，足球水平向右滚动，所受合力方向水平向左。 (3)当电梯加速上升时，小海受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力，此时小海向上做加速直线运动，根据“若合力方向与运动方向相同，物体做加速直线运动”可知，合力方向竖直向上，即与支持力的方向相同，所以此时电梯对小海的支持力F大于他受到的重力G。 11.(1) 2.2 0 (2) 【详解】(1)[1]由图知该弹簧测力计的分度值为0.2N，故其拉力为2.2N。 [2]由图知一个重5N的物体静止在水平桌面上，处于平衡状态，根据力与运动的关系知，此时物体的合力为0N。 (2)①由题知小球做匀速直线运动，所以小球的运动速度和运动方向保持不变，相同时间内通过的路程相同。第2次拍摄到小球的位置应在1、3两次小球间距离的中点。由1、3两次小球间距离和方位画出第2次拍摄到小球的位置，如图所示 ②若小球在水平面上只受两个力作用做匀速直线运动，处于平衡状态。故所受的两个力是一对平衡力，根据平衡力的特点知F2的大小 F2的受力示意图如下 学科网（北京）股份有限公司 $$