8.4 同一直线上二力的合成（专题训练）【四大题型】-2024-2025学年八年级下册物理同步知识解读与专题训练（人教版2024）

8.4 同一直线上二力的合成（专题训练）【四大题型】 一．合力及力的合成（共10小题） 二．同一直线上二力的合成（共11小题） 三．探究二力合成的实验（共4小题） 四．力与图像结合问题（共10小题） 一．合力及力的合成（共10小题） 1．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．某同学对下列物体进行了受力分析，其中正确的是 （    ） A．甲图中地面上的箱子重100N，受到90N向上的拉力时，箱子所受合力为0N B．乙图中手里静止的瓶子所受摩擦力大于重力 C．丙图中人推木块匀速运动，人对木块的推力与木块对地面的摩擦力彼此平衡 D．丁图中踢出去的足球在空中飞行时，受到脚和地球施加的力 3．如图所示，水平地面上的小车在拉力F的作用下做加速运动，在拉力逐渐减小至零的过程中，小车的速度将（　　） A．逐渐减小 B．先增大，后减小 C．逐渐增大 D．先减小，后增大 4．F1、F2是同一水平直线上的两个力，它们的合力大小为30N，方向向左，F1的大小是10N，则关于F2的大小和方向，下列说法中正确的是（　　） A．F2的大小一定是20N B．F2的大小一定是40N C．F2的方向一定沿水平向左 D．F2的方向可能向左，也可能向右 5．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，若撤去力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． 6．如果一个力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 。 7．图所示，两个小孩能拎起一桶水，一个大人也能拎起同一桶水。由此可知，一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果 ，大人的作用力相当于 （填“合力”或“分力”），每个小孩的作用力相当于 （填“合力”或“分力”）。 8．如图甲所示，用一台拖拉机将陷入泥潭的汽车拉了出来；如图乙所示，一群小同学齐心协力也可以把汽车从泥潭中推出，此时我们说拖拉机对汽车的拉力是同学们对汽车推力的 ，其主要的依据是 。 9．一重为5N的钩码放在水平桌面上静止，现用弹簧测力计对它施加一个竖直向上的拉力，弹簧测力计的示数如图所示。 （1）钩码受到重力和拉力的合力用表示，请求出的大小并判断其方向； （2）钩码受到所有力的合力用表示，则的大小为多少？ 10．质量为10kg的物体，在12N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。 二．同一直线上二力的合成（共11小题） 11．热爱劳动是中华民族的传统美德。班级大扫除中，总重力为200N的水桶静止在水平地面上，小华用250N的力竖直向上提水桶时，水桶受到的合力为（　　） A．0N B．50N C．150N D．350N 12．如下图所示，一个物体受到同一直线上的三个力作用，这三个力的大小分别为。这三个力的合力大小和方向分别是（　　） A．20N，向左 B．6N，向右 C．6N，向左 D．2N，向左 13．有两位同学抬着一桶水，在水平路面上匀速走向教室的过程中，其中女同学施力F1=100N，男同学施力F2=160N，以下说法中错误的是：(    ) A．F1与F2的合力是260N B．水桶受到的重力和拉力F1、F2的合力是平衡力 C．男同学对地面的压力和地面对男同学的支持力是相互用作力 D．男同学和女同学能走向教室是因为人的鞋底和地面间有摩擦力 14．如图所示，女孩用大小为F的拉力竖直向上提书包，但书包静止不动，未离开地面。若书包的重力为G，此时书包的重力G和拉力F的合力大小为（　　） A．0 B． C． D． 15．一个物体同时受到作用在同一直线上的两个力，两个力的大小分别是20N和16N，则物体受到的合力大小（　　） A．一定是4N B．一定是36N C．可能是4N D．可能大于36N 16．小利做“同一直线上二力合成”的实验时，探究了分力与分力的关系，并将实验数据填在了下表中。请你分析表中数据，归纳出与的关系式： 。 2 4 6 8 10 12 48 46 44 42 40 38 17．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 ，合力的方向与这两个力的方向 ；如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小之 ，合力的方向与 方向一致。 18．如下图所示，两个小孩能推动一个木箱，一个大人也能推动该木箱。由此可知，一个大人作用的力产生的效果跟两个小孩共同作用的两个力产生的效果 ；大人作用的力相当于 （选填“合力”或“分力”），每个小孩作用的力相当于 （选填“合力”或“分力”）。 19．小丽同学在超市购物时，用5N的水平力推着重为100N的小车在水平地面上做匀速直线运动，此时小车受的摩擦力是 N。突然，小丽发现前面有一小孩，她马上用10N的水平力向后拉小车，使小车减速，在减速运动的过程中，小车在水平方向上所受的合力为 N。 20．一个力F1的大小为5N，另一个力F2的大小为3N，它们都沿东西方向，向东还是向西并不确定。它们的合力F的大小和方向有哪几种可能？请列举各种可能情况，并说出每种情况下合力的大小和方向。 21．小松在超市购物时，用15牛的水平向右的力推着一辆质量为20千克的购物车在水平地面上做匀速直线运动。求 (1)购物车的重力G； (2)购物车受到的阻力f； (3)小松发现前面有一个小孩，马上用30牛的水平向左的力向后拉购物车减速，在减速过程中，购物车所受的合力F合的大小和方向。（假设小车所受阻力的大小不变） 三．探究二力合成的实验（共4小题） 22．下图所示的是小李同学探究“同一直线上方向相同的两个力的合力与分力的关系”的实验。请回答下列问题： (1)如图所示，小李在实验中两次都将弹簧从A点拉伸到同一点B，使两次实验中力的作用效果相同，这是运用了 （选填“控制变量”“等效替代”或“转换”）的研究方法； (2)小李经过多次实验得到下表所示的数据，根据数据可知图中弹簧测力计示数 N。 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.2 2.6 3.0 3.4 3.8 23．物理老师利用橡皮筋、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，橡皮筋原长AE，在力F1、F2的共同作用下伸长到AE'。 (1)通过比较图 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之 ，方向跟这两个力的方向相同。 (2)通过比较图乙和图丙两种情况，可知同一直线上方向 的两个力的合力大小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。 24．某中学初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中，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位置拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图（a）、（b）、（c）所示，请仔细观察图中的装置、操作及现象，然后归纳得出初步结论。 (1)在（a）（b）和（c）三次实验中，都将弹簧拉伸到B点，目的是使每次实验中力的 相同； (2)分析比较图中（a）与（b）中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是： （用公式表示）； (3)分析比较图中（a）与（c）中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是： （用公式表示），合力的方向与 （选填“F3”或“F4”）的方向相同。 25．小天在学习了同一直线上二力的合成以后，对不在同一直线上的两个力的合成产生了兴趣，因此他去查找了相关的资料，资料上显示：不在同一直线上的两个力的合成遵循平行四边形定则，即不在同一直线的两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。小天为了验证资料上内容的真实性，设计了如下实验： （1）如图甲所示，用图钉将橡皮条固定在A点，用两弹簧测力计将橡皮条与细绳的结点拉至O，并记录结点O的位置、OB和OC的方向、弹簧测力计的示数F1、F2； （2）只用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，使结点也拉到O点，记下此时弹簧测力计的读数F'和细绳的方向。弹簧测力计的示数如图丙所示，示数为 ⁠N。如果操作正确，图乙中F与F'两力中，方向一定沿AO方向的是 ⁠，理由是 ⁠； （3）本实验采用的科学方法是 ⁠⁠（填字母）； A．理想实验法    B．等效替代法 C．控制变量法    D．建立物理模型法 （4）某次实验时，一同学得到力F1和F2的方向如图丁所示，请根据实验资料作出F1、F2的合力F 。⁠ 四．力与图像结合问题（共10小题） 26．用水平力F推放在水平地面上的木箱，F的大小与时间t的关系如图甲所示，木箱的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的（　　） A．时，木箱静止，不受摩擦力 B．时，木箱所受的摩擦力为3N C．时，木箱所受的摩擦力为2N D．在第6s时，若撤去水平推力F的作用，则木箱将做匀速直线运动 27．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．2～4s内物体受到的摩擦力是4N B．0～2s内物体没有推动，推力小于摩擦力 C．2～4s内物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力 D．4～6s内物体做加速直线运动 28．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图像分别如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．0~2s内，物体静止，拉力小于摩擦力 B．当t=3s时，物体处于平衡状态 C．2~4s内，物体所受的滑动摩擦力为3N D．4~6s内，物体所受的滑动摩擦力为2N 29．如图甲所示，用水平压力F将物体压在竖直墙上，图乙为压力F与时间t的关系，图丙为物体所受摩擦力f与时间t的关系，下列说法错误的是（    ） A．由甲图可知，时间内，物体静止在竖直的墙上，重力与摩擦力是一对平衡力 B．由乙图可知，物体的重力为10N C．由丙图可知，时间内，摩擦力先不变、后减小 D．由丙图可知，后物体开始下滑，受到的摩擦力越来越小 30．如图甲所示，用水平拉力F拉着物块在粗糙程度相同的水平面上做直线运动。在0~45s内，其速度v与时间t、拉力F与时间t的关系图像如图乙、丙所示。由图像可知，在前10s内，物块在水平方向受 （填“平衡力”或“非平衡力”）；在第5s时，物块受到的摩擦力大小为 N。第45s若突然重力消失，物块将 （填“做匀速直线运动”“静止”或“做加速直线运动”）。 31．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其和图像分别如乙、丙所示，由图像可知，当时，物体处于 （“静止”、“加速运动”、“匀速运动”）状态，受到的摩擦力是 N，当时，物体受到的摩擦力是 N。 32．小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动，共用时12s。小明重450N，自行车重250N。如图是速度v随时间t变化的关系图像，小明在时刚好到达这段路程的中点。如图是动力F随时间t变化的关系图像。在7~12s内，自行车所受的摩擦阻力是 N，自行车克服摩擦阻力做了多少功为 J；此时功率是 W；自行车在0~7s内的平均速度是 m/s（保留小数点后两位）。 33．小明用水平推力F把木块向前推动，此过程中，推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。当t=2s时，木块所受的摩擦力f= ；请在丙中，将0~6秒内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线补充完整。( ) 34．如图甲所示，某一质量为2kg、底面积为0.01m2的物体，在水平桌面上沿力F的方向做直线运动。其所受水平拉力与时间的关系图象、运动速度与时间的关系图象分别如图乙、丙所示。已知2s~4s内物体运动的距离为2m。则：（g取10N/kg） （1）求物体的重力； （2）计算物体在0~6s内运动的平均速度； （3）请在图丁中画出2s~6s内物体受到的摩擦力随时间变化的图象。 35．小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验（不考虑空气阻力）。让系于橡皮筋一端的小球，从O点的正下方的P点由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。 （1）小球从a点运动到c点的过程中，小球下落速度的变化情况是 （填字母）。 A.一直变大    B．一直变小     C．先变大后变小       D．先变大后不变 （2）当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为 （选填“va”、 “vb”或“0”），此时小球处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）； 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 8.4 同一直线上二力的合成（专题训练）【四大题型】 一．合力及力的合成（共10小题） 二．同一直线上二力的合成（共11小题） 三．探究二力合成的实验（共4小题） 四．力与图像结合问题（共10小题） 一．合力及力的合成（共10小题） 1．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．某同学对下列物体进行了受力分析，其中正确的是 （    ） A．甲图中地面上的箱子重100N，受到90N向上的拉力时，箱子所受合力为0N B．乙图中手里静止的瓶子所受摩擦力大于重力 C．丙图中人推木块匀速运动，人对木块的推力与木块对地面的摩擦力彼此平衡 D．丁图中踢出去的足球在空中飞行时，受到脚和地球施加的力 【答案】A 【详解】A．甲图中，由题知，箱子在竖直方向上受到重力G和拉力F的作用，已知重力G=100N，拉力F=90N，拉力小于重力，箱子未被提起，仍静止在地面上，还受到地面的支持力。箱子静止不动，则所受合力为0N。故A正确； B．乙图中，瓶子在手里静止不动，处于平衡状态。在竖直方向上，瓶子受到重力和静摩擦力的作用。根据二力平衡的条件，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。因此，瓶子所受的静摩擦力等于重力，故B错误； C．丙图中，人推木块匀速运动，木块在水平方向上受到平衡力的作用。人对木块的推力与木块对地面的摩擦力作用在不同的物体上，不是一对平衡力，故C错误； D．丁图中，踢出去的足球在空中飞行时，不再受到脚的力作用（因为脚已经与足球分离），故D错误。 故选A。 3．如图所示，水平地面上的小车在拉力F的作用下做加速运动，在拉力逐渐减小至零的过程中，小车的速度将（　　） A．逐渐减小 B．先增大，后减小 C．逐渐增大 D．先减小，后增大 【答案】B 【详解】因为在拉力F逐渐减小的过程中，拉力仍然大于摩擦力，合力方向与运动方向相同，小车做加速运动，速度增大。当拉力减小到等于摩擦力时，合力为零，小车的速度达到最大值。拉力继续减小，小于摩擦力，合力方向与运动方向相反，小车做减速运动，速度减小。综上所述，小车的速度先增大，后减小，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 4．F1、F2是同一水平直线上的两个力，它们的合力大小为30N，方向向左，F1的大小是10N，则关于F2的大小和方向，下列说法中正确的是（　　） A．F2的大小一定是20N B．F2的大小一定是40N C．F2的方向一定沿水平向左 D．F2的方向可能向左，也可能向右 【答案】C 【详解】同一直线上二力的合成，当其方向相同时，其合力的大小等于两个力的大小之和；当其方向相反时，其合力的大小等于两个力的大小之差，且合力的方向总是跟较大的那个力的方向相同。已知合力大小为F=30N，方向向左。则当F1向左时，因为合力大于F1，所以F2只能向左，此时F2=30N-10N=20N 当F1向右时，F2只能向左，此时F2-F1=30N 则F2=30N+10N=40N 综上可知，F2的大小可能是20N，也可能是40N；F2的方向一定沿水平向左，F1的方向可能向左、也可能向右，故ABD错误，C正确。 故选C。 5．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，若撤去力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 【详解】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 若撤去力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，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 6．如果一个力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 。 【答案】合力 【详解】在力学中，如果一个力单独作用在物体上产生的作用效果与几个力同时作用在物体上产生的作用效果相同，这个力就叫作那几个力的合力。 7．图所示，两个小孩能拎起一桶水，一个大人也能拎起同一桶水。由此可知，一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果 ，大人的作用力相当于 （填“合力”或“分力”），每个小孩的作用力相当于 （填“合力”或“分力”）。 【答案】 相同 合力 分力 【详解】[1][2][3]两个小孩能拎起一桶水，一个大人也能拎起同一桶水。由此可知，一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果相同，大人的作用力相当于合力，每个小孩的作用力相当于分力。 8．如图甲所示，用一台拖拉机将陷入泥潭的汽车拉了出来；如图乙所示，一群小同学齐心协力也可以把汽车从泥潭中推出，此时我们说拖拉机对汽车的拉力是同学们对汽车推力的 ，其主要的依据是 。 【答案】 合力 同学们对汽车施加的推力的作用效果与拖拉机对汽车的拉力的作用效果相同 【详解】[1]因为拖拉机对汽车的拉力的作用效果和同学们对汽车推力的作用效果相同，所以我们说拖拉机对汽车的拉力是同学们对汽车推力的合力。 [2]当一个力的作用效果与其他几个力的作用效果相同时，这个力就被称为是其他几个力的合力，此时我们说拖拉机对汽车的拉力是同学们对汽车推力的合力，其主要的依据是同学们对汽车施加的推力的作用效果与拖拉机对汽车的拉力的作用效果相同。 9．一重为5N的钩码放在水平桌面上静止，现用弹簧测力计对它施加一个竖直向上的拉力，弹簧测力计的示数如图所示。 （1）钩码受到重力和拉力的合力用表示，请求出的大小并判断其方向； （2）钩码受到所有力的合力用表示，则的大小为多少？ 【答案】（1）3.4N，竖直向下；（2）0 【详解】解：（1）由图可知，测力计的分度值为0.2N，拉力为1.6N，钩码的重力为5N，重力方向竖直向下，拉力方向竖直向上，所以等于重力减拉力，合力方向竖直向下，即为 （2）钩码处于静止状态，受力平衡，即合力为零。 答：（1）大小为3.4N，方向竖直向下； （2）钩码的合力为0。 10．质量为10kg的物体，在12N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）100N；（2）2N，向右 【详解】解：（1）物体受到的重力大小为 G=mg=10kg×10N/kg=100N （2）物体在水平方向上受到的阻力为 f=0.1G=0.1×100N=10N 合力大小F合为 F合=F-f=12N-10N=2N 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100N； （2）物体在水平方向上受到的合力大小为2N，合力的方向向右。 二．同一直线上二力的合成（共11小题） 11．热爱劳动是中华民族的传统美德。班级大扫除中，总重力为200N的水桶静止在水平地面上，小华用250N的力竖直向上提水桶时，水桶受到的合力为（　　） A．0N B．50N C．150N D．350N 【答案】B 【详解】对水桶进行受力分析可知，水桶受到竖直向上的拉力、竖直向下的重力，则水桶受到的合力为 故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 12．如下图所示，一个物体受到同一直线上的三个力作用，这三个力的大小分别为。这三个力的合力大小和方向分别是（　　） A．20N，向左 B．6N，向右 C．6N，向左 D．2N，向左 【答案】D 【详解】由图可知，F1、F2这两个力的合力为 F=F1+F2=7N+4N=11N 方向向左；F1、F2两个力的合力F与F3方向相反，故合力为 F′=F-F3=11N-9N=2N 方向向左；故这三个力的合力大小为2N，方向向左。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 13．有两位同学抬着一桶水，在水平路面上匀速走向教室的过程中，其中女同学施力F1=100N，男同学施力F2=160N，以下说法中错误的是：(    ) A．F1与F2的合力是260N B．水桶受到的重力和拉力F1、F2的合力是平衡力 C．男同学对地面的压力和地面对男同学的支持力是相互用作力 D．男同学和女同学能走向教室是因为人的鞋底和地面间有摩擦力 【答案】A 【详解】A．当两个拉力在同一直线上时，它们的合力 F合=F1+F2=100N+150N=260N 由图示可知，两个拉力不在同一直线上，它们的合力小于260N，故A错误，符合题意； B．水桶在竖直方向上受竖直向下的重力、两个同学的拉力F1、F2，水桶在竖直方向上处于平衡状态，合力为零，水桶受到的重力和拉力F1、F2的合力是平衡力，故B正确，不符合题意； C．物体间力的作用是相互的，男同学对地面的压力和地面对男同学的支持力是相互作用力，故C正确，不符合题意； D．男同学和女同学能走向教室，因为人的脚相对于地面向后运动，地面给人向前的摩擦力，摩擦力给人提供动力，故D正确，不符合题意。 故选A。 14．如图所示，女孩用大小为F的拉力竖直向上提书包，但书包静止不动，未离开地面。若书包的重力为G，此时书包的重力G和拉力F的合力大小为（　　） A．0 B． C． D． 【答案】B 【详解】书包没有被提起，此时书包处于静止状态即平衡状态，未离开地面，受地面的支持力，还受到竖直向下的重力和向上的拉力，由力的平衡可知 F+F支=G 重力大于拉力，书包的重力G和拉力F的合力大小为 F合=G-F 故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 15．一个物体同时受到作用在同一直线上的两个力，两个力的大小分别是20N和16N，则物体受到的合力大小（　　） A．一定是4N B．一定是36N C．可能是4N D．可能大于36N 【答案】C 【详解】一个物体同时受到作用在同一直线上的两个力，两个力的大小分别是20N和16N，若这两个力的方向相同，则物体所受的合力为 这两个力方向相反，则这个物体所受的合力为 故C符合题意；ABD不符合题意。 故选C。 16．小利做“同一直线上二力合成”的实验时，探究了分力与分力的关系，并将实验数据填在了下表中。请你分析表中数据，归纳出与的关系式： 。 2 4 6 8 10 12 48 46 44 42 40 38 【答案】 【详解】在第一组数据中 F1+F2= 2N+48N=50N，F2=50N−F1 在第二组数据中 F1+F2=4N+46N=50N，F2=50N−F1 在第三组数据中 F1+F2=6N+44N=50N，F2=50N−F1 … 所以F2与力F1的关系式为F2=50N−F1 17．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 ，合力的方向与这两个力的方向 ；如果方向相反，合力的大小等于这两个力的大小之 ，合力的方向与 方向一致。 【答案】 和 相同 差 较大的力 【详解】[1][2][3][4]作用在同一直线上且方向相同的两个力的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；作用在同一直线上且方向相反的两个力的合力的大小等于较大的力减去较小的力，即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那个力的方向相同。 18．如下图所示，两个小孩能推动一个木箱，一个大人也能推动该木箱。由此可知，一个大人作用的力产生的效果跟两个小孩共同作用的两个力产生的效果 ；大人作用的力相当于 （选填“合力”或“分力”），每个小孩作用的力相当于 （选填“合力”或“分力”）。 【答案】 相同 合力 分力 【详解】[1][2][3]如果一个力产生的作用效果跟几个力共同产生的作用效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，组成合力的每一个力叫做分力。两个小孩都用的力推动一个木箱，而一个大人用力推动该木箱，也就是说大人用的力与两个小孩用的力的作用效果相同，大人施加的力是两个小孩的力的合力，每个小孩的作用力是合力的分力。 19．小丽同学在超市购物时，用5N的水平力推着重为100N的小车在水平地面上做匀速直线运动，此时小车受的摩擦力是 N。突然，小丽发现前面有一小孩，她马上用10N的水平力向后拉小车，使小车减速，在减速运动的过程中，小车在水平方向上所受的合力为 N。 【答案】 5 15 【详解】[1]当小车在水平地面上做匀速直线运动时，处于平衡状态，受到的推力和摩擦力是一对平衡力，大小 相等，方向相反，故此时小车受的摩擦力 [2]用10N的力向后拉小车，此时小车由于惯性还会继续向前运动，所以受到的摩擦力仍然是水平向后 的，故此时小车在水平方向上受到的合力 20．一个力F1的大小为5N，另一个力F2的大小为3N，它们都沿东西方向，向东还是向西并不确定。它们的合力F的大小和方向有哪几种可能？请列举各种可能情况，并说出每种情况下合力的大小和方向。 【答案】见解析 【详解】若两个力的方向相同（向东或向西），则合力的大小 F=F1+F2=5N+3N=8N 合力的方向与两力的方向相同（向东或向西）。 若力F1的方向向东，力F2的方向向西，则合力的大小 F=F1-F2=5N-3N=2N 合力的方向向东。 若力F1的方向向西，力F2的方向向东，则合力的大小 F=F1-F2=5N-3N=2N 合力的方向向西。 21．小松在超市购物时，用15牛的水平向右的力推着一辆质量为20千克的购物车在水平地面上做匀速直线运动。求 (1)购物车的重力G； (2)购物车受到的阻力f； (3)小松发现前面有一个小孩，马上用30牛的水平向左的力向后拉购物车减速，在减速过程中，购物车所受的合力F合的大小和方向。（假设小车所受阻力的大小不变） 【答案】(1)196N (2)15N (3)45N，水平向后 【详解】（1）购物车受到的重力 （2）购物车在水平地面上做匀速直线运动，其受到的阻力和推力是一对平衡力，大小相等，则购物车受到的阻力 （3）假设小车所受阻力的大小不变，购物车在减速过程中在水平方向上受到向后的拉力F拉=30N，向后的阻力f=15N，即二力的方向相同，则购物车所受合力的大小 方向与二力的方向相同，即水平向后。 三．探究二力合成的实验（共4小题） 22．下图所示的是小李同学探究“同一直线上方向相同的两个力的合力与分力的关系”的实验。请回答下列问题： (1)如图所示，小李在实验中两次都将弹簧从A点拉伸到同一点B，使两次实验中力的作用效果相同，这是运用了 （选填“控制变量”“等效替代”或“转换”）的研究方法； (2)小李经过多次实验得到下表所示的数据，根据数据可知图中弹簧测力计示数 N。 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.2 2.6 3.0 3.4 3.8 【答案】(1)等效替代 (2)3 【详解】（1）在实验中两次将弹簧都从A点拉伸到同一点B，伸长相同，说明力的作用效果相同，这是运用了等效替代法的研究方法。 （2）小李经过多次实验得到如表数据，拉力F总是与F1、F2的和相等，根据数据规律，可知图中弹簧测力计示数 23．物理老师利用橡皮筋、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，橡皮筋原长AE，在力F1、F2的共同作用下伸长到AE'。 (1)通过比较图 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之 ，方向跟这两个力的方向相同。 (2)通过比较图乙和图丙两种情况，可知同一直线上方向 的两个力的合力大小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) 甲、丙 和 (2) 相反 较大 【详解】（1）[1][2]甲图中，在同一直线上方向相同的两个力共同作用下，使橡皮筋右端拉至E´点，丙图中，在一个力的作用下也有同样的效果，结合图甲、丙中钩码的个数，故通过比较图甲、丙两种情况，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之和，方向跟这两个力的方向相同。 （2）[1][2]乙图中，橡皮筋在两个方向相反的力的作用下伸长到E´点，丙图中在一个力的作用下，橡皮筋右端拉至E´点，故通过比较图乙和图丙两种情况，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之差，方向跟较大的那个力的方向相同。 24．某中学初二年级同学在探究同一直线二力合成的实验中，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位置拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图（a）、（b）、（c）所示，请仔细观察图中的装置、操作及现象，然后归纳得出初步结论。 (1)在（a）（b）和（c）三次实验中，都将弹簧拉伸到B点，目的是使每次实验中力的 相同； (2)分析比较图中（a）与（b）中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是： （用公式表示）； (3)分析比较图中（a）与（c）中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是： （用公式表示），合力的方向与 （选填“F3”或“F4”）的方向相同。 【答案】(1)作用效果 (2)F=F1+F2 (3) F=F3-F4 F3 【详解】（1）根据控制变量法可知，三次实验中，都将弹簧拉伸到B点，是为了使每次实验中力的作用效果都相同。 （2）由图中（a）与（b）可知，（a）中力F的作用效果与（b）中F1和F2两个力的作用效果相同，且F1和F2两个力的方向相同，故可得出结论 F=F1+F2 （3）[1][2]由图中（a）与（c）可知，（a）中力F的作用效果与（c）中F3和F4两个力的作用效果相同，且F3和F4两个力的方向相反，故可得出结论 F=F3-F4 且弹簧的形变与力F的形变相同，即合力的方向与力F3的方向相同。 25．小天在学习了同一直线上二力的合成以后，对不在同一直线上的两个力的合成产生了兴趣，因此他去查找了相关的资料，资料上显示：不在同一直线上的两个力的合成遵循平行四边形定则，即不在同一直线的两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向。小天为了验证资料上内容的真实性，设计了如下实验： （1）如图甲所示，用图钉将橡皮条固定在A点，用两弹簧测力计将橡皮条与细绳的结点拉至O，并记录结点O的位置、OB和OC的方向、弹簧测力计的示数F1、F2； （2）只用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条，使结点也拉到O点，记下此时弹簧测力计的读数F'和细绳的方向。弹簧测力计的示数如图丙所示，示数为 ⁠N。如果操作正确，图乙中F与F'两力中，方向一定沿AO方向的是 ⁠，理由是 ⁠； （3）本实验采用的科学方法是 ⁠⁠（填字母）； A．理想实验法    B．等效替代法 C．控制变量法    D．建立物理模型法 （4）某次实验时，一同学得到力F1和F2的方向如图丁所示，请根据实验资料作出F1、F2的合力F 。⁠ 【答案】 4 F' 见解析 B 【详解】（2）[1][2][3]弹簧测力计的示数如图丙所示，分度值为0.2N，示数为4N；橡皮筋的弹力方向和只用一个弹簧测力计拉橡皮条的弹力方向应该在同一条直线上，即AO方向上，故方向一定沿AO方向的是F’。 （3）[4]由于一个弹簧测力计产生的效果与橡皮筋产生的效果相同，故采用的是等效替代法，故B符合题意；ACD不符合题意。 故选B。 （4）[5]根据题文可知，不在同一直线上的两个力的合成遵循平行四边形定则，即不在同一直线的两个力合成时，以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，故如图所示： 四．力与图像结合问题（共10小题） 26．用水平力F推放在水平地面上的木箱，F的大小与时间t的关系如图甲所示，木箱的运动速度v与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的（　　） A．时，木箱静止，不受摩擦力 B．时，木箱所受的摩擦力为3N C．时，木箱所受的摩擦力为2N D．在第6s时，若撤去水平推力F的作用，则木箱将做匀速直线运动 【答案】C 【详解】A．时，水平推力F的大小为1N，由图乙的速度-时间图像可知，木箱速度为0，木箱静止，处于平衡态，则推力的大小等于物体受到的静摩擦力，大小为1N，故A错误； B．时，水平推力F的大小为3N，由图乙的速度-时间图像可知，木箱处于加速运动状态，不是平衡态，则木箱所受的摩擦力小于推力，则木箱所受的摩擦力大小小于3N，故B错误； C．时，水平推力F的大小为2N，由图乙的速度-时间图像可知，木箱处于匀速直线运动状态，处于平衡态，则推力的大小等于物体受到的滑动摩擦力，大小为2N，故C正确； D．在第6s时，若撤去水平推力F的作用，物体仍受滑动摩擦力的作用，物体在滑动摩擦力的作用下做减速运动，故D错误。 故选C。 27．放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系如图甲所示，物块速度v与时间t的关系如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．2～4s内物体受到的摩擦力是4N B．0～2s内物体没有推动，推力小于摩擦力 C．2～4s内物体受到的摩擦力与水平推力是一对平衡力 D．4～6s内物体做加速直线运动 【答案】A 【详解】A．由F-t图像知道，4～6s内物体所受推力 F=4N 由v-t图像知道，4～6秒物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件知道，摩擦力 f=F=4N 由v-t图像知道，2～4s内物体加速运动，由于滑动摩擦力与推力无关，则该时间段内物体受到的摩擦力不变，为4N，故A正确； B．由图像知道，0～2秒，物体没有推动，物体处于平衡状态，由平衡条件知道，推力等于摩擦力，故B错误； C．由v-t图像知道，在2s～4s物体做加速运动，处于非平衡状态，受力不平衡，摩擦力与推力不是一对平衡力，故C错误； D．由v-t图像知道，4～6s内物体的速度保持9m/s，做的是匀速直线运动，故D错误。 故选A。 28．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其F-t和v-t图像分别如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．0~2s内，物体静止，拉力小于摩擦力 B．当t=3s时，物体处于平衡状态 C．2~4s内，物体所受的滑动摩擦力为3N D．4~6s内，物体所受的滑动摩擦力为2N 【答案】D 【分析】滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度以及接触面所受的压力大小有关。 【详解】A．0~2s内，由图乙中的v-t图像可知，物体的速度为0，处于静止状态。静止状态是平衡状态，物体此时受平衡力，所以拉力等于摩擦力，故A错误； B．当t=3s时，由图乙中的v-t图像可知，在2~4s内速度不断变大，物体处于加速直线运动，所以物体不是处于平衡状态，故B错误； CD．4~6s内，由图乙中的v-t图像可知，物体保持4m/s的速度不变，处于匀速直线运动，物体此时受平衡力，所以拉力等于摩擦力。由图乙中的F-t图像可知，在4~6s内的水平拉力F的大小为2N，所以4~6s内，物体所受的滑动摩擦力为2N。2~4s内，物体处于加速直线运动，受到的依然是滑动摩擦力，在2~6s的整个运动过程中，接触面所受的压力大小以及接触面的粗糙程度都不变，则物体受到的滑动摩擦力大小不变，所以2~4s内，物体所受的滑动摩擦力为2N，故C错误，D正确。 故选D。 29．如图甲所示，用水平压力F将物体压在竖直墙上，图乙为压力F与时间t的关系，图丙为物体所受摩擦力f与时间t的关系，下列说法错误的是（    ） A．由甲图可知，时间内，物体静止在竖直的墙上，重力与摩擦力是一对平衡力 B．由乙图可知，物体的重力为10N C．由丙图可知，时间内，摩擦力先不变、后减小 D．由丙图可知，后物体开始下滑，受到的摩擦力越来越小 【答案】B 【详解】A．物体静止时处于平衡状态，竖直方向受到的重力和静摩擦力是一对平衡力。由图丙可知，0~t1时间内，物体受到的摩擦力f=5N不变，说明物体静止在竖直的墙上，故A正确，不符合题意； B．物体静止时竖直方向受到的重力和静摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，则物体的重力 G=f=5N 故B错误，符合题意； CD．由图乙可知，物体受到的水平压力F逐渐减小，由图丙可知，t1后，物体受到的摩擦力减小，小于自身的重力，合力向下，物体下滑，则物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，且越来越小，故CD正确，不符合题意。 故选B。 30．如图甲所示，用水平拉力F拉着物块在粗糙程度相同的水平面上做直线运动。在0~45s内，其速度v与时间t、拉力F与时间t的关系图像如图乙、丙所示。由图像可知，在前10s内，物块在水平方向受 （填“平衡力”或“非平衡力”）；在第5s时，物块受到的摩擦力大小为 N。第45s若突然重力消失，物块将 （填“做匀速直线运动”“静止”或“做加速直线运动”）。 【答案】 非平衡力 1000 做加速直线运动 【详解】[1]根据图乙可知，在前10s 内，物块做加速直线运动。因为物体做加速直线运动时，处于非平衡状态，所以物块在水平方向受非平衡力。 [2]由图丙可知，在内，拉力时，物块做匀速直线运动，此时物块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，大小相等，所以摩擦力 由于物块与水平面的粗糙程度相同，所以在第5s 时，物块受到的摩擦力大小也为1000N。 [3]第45s 时，物块在做匀速直线运动，若突然重力消失，物块对水平面的压力消失，摩擦力也消失。物块只受拉力作用，将做加速直线运动。 31．如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力F的作用，其和图像分别如乙、丙所示，由图像可知，当时，物体处于 （“静止”、“加速运动”、“匀速运动”）状态，受到的摩擦力是 N，当时，物体受到的摩擦力是 N。 【答案】 静止 3 5 【详解】[1]时间t为1s时，由图丙知，物体的速度为0，处于静止状态。 [2]此时，物体处于平衡状态，水平方向所受的拉力和摩擦力是一对平衡力，由图乙知，此时拉力为3N，则摩擦力为3N。 [3]时间t为3s时，由图丙知，物体做加速运动，4s到6s，物体的速度保持为2m/s不变，做匀速直线运动，此时所受的拉力与摩擦力是平衡力，由图乙知，此时的拉力为5N，摩擦力为5N，整个运动过程，物体的压力与接触面的粗糙程度不变，所以整个过程的滑动摩擦力大小不变，时间为3s时，物体受到的摩擦力为5N。 32．小明骑车在某段平直的水平路面上由静止开始运动，共用时12s。小明重450N，自行车重250N。如图是速度v随时间t变化的关系图像，小明在时刚好到达这段路程的中点。如图是动力F随时间t变化的关系图像。在7~12s内，自行车所受的摩擦阻力是 N，自行车克服摩擦阻力做了多少功为 J；此时功率是 W；自行车在0~7s内的平均速度是 m/s（保留小数点后两位）。 【答案】 30 900 180 4.29 【详解】[1]由速度v随时间t变化的关系图像可知，在7~12s内，自行车做匀速直线运动，所以自行车受到的摩擦阻力等于动力，由动力F随时间t变化的关系图像可知，在7~12s内，自行车受到的动力为30N，所以自行车所受的摩擦阻力是30N。 [2]由速度v随时间t变化的关系图像可知，在7~12s内，自行车的速度为6m/s，则在7~12s内，自行车运动的路程 则自行车克服摩擦阻力做的功 [3]此时功率 [4]由于小明在时刚好到达这段路程的中点，所以自行车在0~7s内运动的距离等于在7~12s内运动的距离，自行车在0~7s内的平均速度 33．小明用水平推力F把木块向前推动，此过程中，推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。当t=2s时，木块所受的摩擦力f= ；请在丙中，将0~6秒内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线补充完整。( ) 【答案】 200N 【详解】[1]由图乙可知，在3~5s时间内，物体处于匀速直线运动状态，受到平衡力作用，摩擦力等于推力，由甲图可知 当t=2s时，由甲图知，推力为300N，因压力大小和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力大小不变，故此时木块所受的摩擦力为200N。 [2]由图乙可知，在0~1s时间内，物体处于静止状态，受到平衡力作用，摩擦力等于推力大小，由图甲可知 物体在1~3s时间内，所受推力为300N，物体处于加速直线运动状态，但是压力大小和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力大小不变，f2=200N；在3~5s时间内，f3=200N；在5~6s时间内，因压力大小和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力大小不变，受到的滑动摩擦力大小不变，f4=200N。故0~6秒内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线补充如下图： 34．如图甲所示，某一质量为2kg、底面积为0.01m2的物体，在水平桌面上沿力F的方向做直线运动。其所受水平拉力与时间的关系图象、运动速度与时间的关系图象分别如图乙、丙所示。已知2s~4s内物体运动的距离为2m。则：（g取10N/kg） （1）求物体的重力； （2）计算物体在0~6s内运动的平均速度； （3）请在图丁中画出2s~6s内物体受到的摩擦力随时间变化的图象。 【答案】（1）20N；（2）1m/s；（3） 【详解】解：（1）物体的重力 （2）由图丙知：物体在0~2s处于静止状态，2s~4s处于加速直线运动状态，运动路程s1=2m；4s~6s内处于匀速直线运动状态，运动路程 即物体在0~6s内运动的总路程 物体在0~6s内运动的平均速度 （3）由图丙可知，4s~6s内物体处于匀速直线运动状态，根据二力平衡可知，摩擦力等于拉力，由图乙可知，为6N；2s~4s处于加速直线运动状态，但由于压力和接触面粗糙程度不变，因此摩擦力不变，仍为6N，因此2s~6s内物体受到的摩擦力随时间变化的图象，如图所示： 答：（1）物体的重力为20N； （2）物体在0~6s内运动的平均速度为1m/s； （3）请2s~6s内物体受到的摩擦力随时间变化的图象，如图所示： 35．小明在老师的指导下用小球和弹性很好的轻质橡皮筋等器材进行了如下实验（不考虑空气阻力）。让系于橡皮筋一端的小球，从O点的正下方的P点由静止释放，分别经过a、b、c三点，如图甲所示。整个下落过程中，橡皮筋所受弹力F与小球下落高度h的关系如图乙所示；小球的速度v与下落高度h的关系如图丙所示。 （1）小球从a点运动到c点的过程中，小球下落速度的变化情况是 （填字母）。 A.一直变大    B．一直变小     C．先变大后变小       D．先变大后不变 （2）当橡皮筋的伸长量最大时，小球的速度为 （选填“va”、 “vb”或“0”），此时小球处于 状态（选填“平衡”或“非平衡”）； 【答案】 C 0 非平衡 【详解】（1）[1]由图丙知，小球从a点运动到c点的过程中，小球下落速度的变化情况是先变大后变小，故选C。 （2）[2][3]由图甲和乙可知，在c点橡皮筋的伸长量最大，由图丙可知在c点时小球的速度为0；由图丙可知在b点时，小球停止加速，速度达到最大值，下一时刻小球将开始减速，经分析可知在b点时小球受到橡皮筋的拉力等于重力，而在c点时由于橡皮筋的伸长量比b点大，所以此时橡皮筋对小球的拉力大于小球的重力，此时小球处于非平衡状态。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$