内容正文:
7.4 同一直向上二力的合成
一、力的合成
两个小孩共同提起一桶水,可以使水桶保持静止状态;一个大人单独提起同一桶水,也能使水桶保持静止状态。看起来,一个大人和两个小孩施加在水桶上的力,产生的作用效果是相同的。
1.合力: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合力,而那几个力叫做这个力的分力。
2.力的合成:在物理学中,求几个力合力的过程叫作力的合成。
二、同一直线上二力的合成
1.同一直线上方向相同的两个力
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。表达式:
2.同一直线上方向相反的两个力
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方向一致。表达式:()
点拨 同一直线上多个力的合成
同一直线上多个力的合成问题,可应用同一直线上两个力的合成方法处理。
▲拓展培优
力的合成:平行四边形定则
力的合成遵循平行四边形定则,即以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这个平行四边形的对角线表示合力的大小和方向。
考点1 合力及力的合成
【典例1】(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。
【针对训练1】(2024·黑龙江哈尔滨·三模)如图甲,用一台拖拉机将陷入泥潭的汽车拉了出来,图乙中一群中学生齐心合力也可以把汽车从泥潭中推出。此时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:作用在同一物体,且 相同。
【答案】 合力 力的作用效果
【详解】[1][2]因拖拉机对汽车拉力的作用效果和同学们推汽车推力的作用效果相同,所以拖拉机对汽车的拉力是同学们对汽车推力的合力。
【针对训练2】(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。
考点2 同一直线上力的合成
【典例2】(23-24八年级下·河南周口·期中)小明在上学的路上看到一名老奶奶在平直的公路上用力拉车前行,已知老奶奶用了500N的拉力,小明用300N的推力帮老奶奶向前推车,他们的合力大小为 ,合力的方向是 (选填“水平向前”或“水平向后”)。
【答案】 800N 水平向前
【详解】[1]推力F推= 300N,方向为水平向前,拉力F拉= 500N,方向为水平向前,推力与拉力的合力大小为F合=F推+F拉=300N+500N=800N[2]合力方向与推力、拉力的方向相同,都为水平向前。
【针对训练1】(23-24八年级下·安徽阜阳·期中)竖直向上抛出一个重为4N的小球,设小球在升、降过程中所受空气阻力的大小均为1N,则球在上升过程中所受的合力大小为 N;若小球到达最高点时受到的所有力都消失,小球将 。
【答案】 5 静止
【详解】[1]竖直向上抛出的小球,向上升时,受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力作用,所受的合力大小为
F上=G+f=4N+1N=5N
[2]小球到达最高点时,瞬间速度为0,此时所受的所有力消失,据牛顿第一定律知,小球将保持静止。
【针对训练2】(24-25八年级上·云南昆明·期末)(多选)如果一个物体只受同一直线上F1、F2两个力的作用,其中F1=8N,F2=5N,则该物体受到的合力F的大小为( )
A.可能等于3N B.可能等于13N C.可能等于2N D.可能等于15N
【答案】AB
【详解】作用在一个物体上的两个力,F1=8N、F2=5N,当两个力的方向相反时,其合力最小F=F1﹣F2=8N﹣5N=3N
此时合力方向跟F1相同;当两个力的方向相同时,其合力最大F=F1+F2=8N+5N=13N
此时合力方向跟F1、F2相同,故AB符合题意,CD不符合题意。
故选AB。
1.(23-24八年级下·福建福州·期中)在如图所示的情景中,两个小孩能提起一桶水,一个大人同样能提起这桶水。这现象表明小孩提起水桶的 个力,与大人提起同一桶水一个力的作用效果 (填“相同”或“不同”)。
【答案】 2 相同
【详解】[1][2]在如图所示的情景中,两个小孩能提起一桶水,一个大人也能提起同样的一桶水。说明两个小孩提起水桶的两个力,大人提起水桶的一个力,它们的作用效果相同。
2.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)踢毽子,起源于汉代,至今已有两千多年的历史。如图所示,毽子离脚后竖直向上运动过程中,毽子受到合力方向 ,以正在踢毽子的同学为参照物,此时毽子是 (填“运动”或“静止”)的。
【答案】 竖直向下 运动
【详解】[1]毽子离脚后竖直向上运动过程中,毽子受到的重力和阻力都是竖直向下的,则合力方向竖直向下。
[2]以正在踢毽子的同学为参照物,此时毽子与同学之间的位置改变,因而是运动的。
3.(23-24八年级下·福建三明·期中)甲、乙同学一起推一张放在水平光滑地面上的桌子,甲用水平向右推力,乙用水平向左推力,两力沿同一直线,桌子受到的合力大小 方向 。
【答案】 20N 水平向左
【详解】[1]两力沿同一直线,桌子受到的合力大小
[2]水平向左比较大,故最终的合力是水平向左。
4.(23-24八年级下·陕西榆林·期中)物体受到同一直线上两个力的作用,它们的合力方向向东,大小为10N,已知其中一个力的大小为20N,方向向西,则另一个力的大小是 N,方向 。
【答案】 30 向东
【详解】[1][2]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,由题知,合力F=10N,方向向东,其中一个力的大小为20N,方向向西,则另一个力的方向向东,大小为
5.(23-24八年级下·北京·期中)同学们在学习运动和力的关系时,了解到物体运动时所受空气阻力的大小与物体运动快慢有关,物体运动越快,受到的空气阻力越大。同学们认真观察了竖直向上抛出的篮球的运动情况,并讨论了篮球从抛出后到落回地面前的过程中的受力情况。在上升过程中,篮球所受合力 ;在下落过程中,篮球所受合力 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
【答案】 变小 变小
【详解】[1]在上升过程中,篮球的速度不断减小,竖直向下的空气阻力减小,重力不变,而合力等于重力和阻力之和,即
F合=G+f所以此过程中篮球所受合力变小。
[2]下落过程中,篮球的速度不断增大,竖直向上的空气阻力变大,重力不变,此时合力等于重力与阻力只差,即
F合=G-f
所以下落过程中,篮球所受合力变小。
6.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,氢气球带着物体A竖直向上加速升空。氢气球与物体A之间的绳子突然断了,A将 (选填“继续上升”或“立即下降”),此时A受到的合力方向向 。
【答案】 继续上升 下
【解析】【小题1】[1][2]系着物体A的绳子突然断开后,物体A只受到重力的作用,所以此时物体A受到的合力方向向下。物体A由于惯性,还会上升一段距离,然后在重力作用下,重物下落。
7.(24-25八年级上·河南驻马店·期中)如图所示,弹簧测力计和细线的重力及摩擦不计,物重,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.1N,1N B.1N,2N C.0,1N D.1N,0
【答案】A
【详解】左图中弹簧测力计A右端由于物体的重力,受到了一个水平向右的1N的拉力,弹簧测力计A处于平衡状态,弹簧测力计A水平方向受到向右的拉力和向左的拉力是平衡力,大小相等,弹簧测力计A挂钩处受到的拉力是1N,则弹簧测力计A的示数是1N;右图中弹簧测力计B的挂钩处受到向左的拉力,向左的拉力和物体的重力相等,向左的拉力是1N,弹簧测力计B的示数是1N。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.(23-24八年级下·山东烟台·期末)同学们学了“同一直线上二力的合成”后开展讨论,下面说法中正确的是( )
A.同一直线上两个力的合力可能小于其中任何一个力
B.同一直线上两个力的合力一定大于其中任何一个力
C.同一直线上两个力的合力一定小于其中任何一个力
D.同一直线上两个力的合力一定不为零
【答案】A
【详解】AB.当物体受到的两个力为一对平衡力,即大小相等、方向相反、作用在一条直线上,则它们的合力为零,所以合力小于任何一个分力,故A正确,B错误;
C.由于同一直线、同方向二力的合力大小等于二力之和,即合力一定大于其中任何一个力,故C错误;
D.如果物体受到的两个力为一对平衡力,即大小相等、方向相反、作用在一条直线上,则它们的合力为零,故D错误。
故选A。
9.(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。
10.(23-24八年级下·山东菏泽·期中)重100N的物体放在水平地面上,用70N的力竖直向上提,则下列说法正确的是( )
A.支持力和重力的合力为30N,方向竖直向上
B.物体受到的合力为30N,方向竖直向下
C.支持力和拉力的合力为100N,方向竖直向上
D.重力和拉力的合力与支持力方向相同
【答案】C
【详解】对物体进行受力分析可知,物体受重力G、支持力N和拉力F的共同作用,处于静止,受力平衡,满足F+N=G。
A.支持力和重力的合力等于拉力的大小即为70N,方向竖直向下,故A错误;
B.对物体进行受力分析可知受力平衡,物体受到的合力为0,故B错误;
C.支持力和拉力的合力等于物体重力的大小即为100N,方向竖直向上,故C正确;
D.重力和拉力的合力等于重力减去拉力,与支持力的大小相等、方向相反,故D错误。
故选C。
11.(23-24八年级下·北京大兴·期中)竖直向上抛出一个重15N的小球,小球在运动过程中受到的空气阻力为2N,且大小不变,则小球在上升过程中,所受合力的大小和方向分别是( )
A.17N,竖直向下 B.13N,竖直向上
C.17N,竖直向上 D.13N,竖直向下
【答案】A
【详解】由于两力在同一直线上方向相同时,合力的大小等于两分力的大小之和,方向与分力方向相同;小球在上升过程中,受到的重力方向竖直向下,受到的阻力方向竖直向下,重力为15N,空气阻力为2N,所以受到的合力
F=15N+2N=17N
合力的方向竖直向下,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
12.(23-24八年级下·福建泉州·期中)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。
13.(23-24八年级下·云南昭通·阶段练习)现有一辆质量是的小汽车,沿水平公路做直线运动,汽车受到的牵引力是,受到的阻力是车重的0.01倍。(g取)求:
(1)这辆汽车受到的重力多少牛?
(2)这辆汽车停水平公路上时受到的支持力是多少牛?
(3)这辆汽车所受的合力是多少牛?方向如何?
【答案】(1)1.5×104N
(2)1.5×104N
(3)1350N,方向与牵引力方向相同
【详解】(1)这辆汽车的质量
m=1.5t=1.5×103kg
这辆汽车受到的重力
G=mg=1.5×103kg×10N/kg=1.5×104N
(2)这辆汽车停在水平公路上,处于平衡状态,公路对车的支持力和车受到的重力是一对平衡力,则这辆汽车受到的支持力
F支=G=1.5×104N
(3)已知车受到的阻力是车重的0.01倍,则汽车所受的阻力
f=0.01G=0.01×1.5×104N=150N
因汽车所受的牵引力和阻力在同一直线上、方向相反,所以这辆汽车所受的合力大小为
F合=F牵-f=1500N-150N=1350N
其方向与牵引力的方向相同。
14.(23-24八年级下·安徽滁州·期中)如图所示,质量为15kg的物体在水平向右拉力F的作用下,在水平地面上做匀速直线运动。物体受到的滑动摩擦力f的大小为物体所受重力的。求:(g取10N/kg)
(1)物体受到的重力G;
(2)拉力F的大小;
(3)当拉力F的大小变为50N时,物体受到合力F合的大小和方向。
【答案】(1)150N;(2)30N;(3)20N,水平向右
【详解】解:(1)物体受到的重力为
(2)物体沿水平地面向右做匀速直线运动,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,所以物体受到的拉力大小为
(3)滑动摩擦力的大小只与接触面的粗䊁程度和压力的大小有关,所以拉力F增大到50N,物体受到的摩擦力大小仍为30N,方向向左,所以合力的大小为
方向与拉力的方向相同,即水平向右。
答:(1)物体受到的重力为150N;
(2)拉力F的大小为30N;
(3)当拉力F的大小变为50N时,物体受到合力F合的大小为20N,方向水平向右。
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7.4 同一直向上二力的合成
一、力的合成
两个小孩共同提起一桶水,可以使水桶保持静止状态;一个大人单独提起同一桶水,也能使水桶保持静止状态。看起来,一个大人和两个小孩施加在水桶上的力,产生的作用效果是相同的。
1.合力: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合力,而那几个力叫做这个力的分力。
2.力的合成:在物理学中,求几个力合力的过程叫作力的合成。
二、同一直线上二力的合成
1.同一直线上方向相同的两个力
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。表达式:
2.同一直线上方向相反的两个力
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方向一致。表达式:()
点拨 同一直线上多个力的合成
同一直线上多个力的合成问题,可应用同一直线上两个力的合成方法处理。
▲拓展培优
力的合成:平行四边形定则
力的合成遵循平行四边形定则,即以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形,这个平行四边形的对角线表示合力的大小和方向。
考点1 合力及力的合成
【典例1】(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
【针对训练1】(2024·黑龙江哈尔滨·三模)如图甲,用一台拖拉机将陷入泥潭的汽车拉了出来,图乙中一群中学生齐心合力也可以把汽车从泥潭中推出。此时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:作用在同一物体,且 相同。
【针对训练2】(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
考点2 同一直线上力的合成
【典例2】(23-24八年级下·河南周口·期中)小明在上学的路上看到一名老奶奶在平直的公路上用力拉车前行,已知老奶奶用了500N的拉力,小明用300N的推力帮老奶奶向前推车,他们的合力大小为 ,合力的方向是 (选填“水平向前”或“水平向后”)。
【针对训练1】(23-24八年级下·安徽阜阳·期中)竖直向上抛出一个重为4N的小球,设小球在升、降过程中所受空气阻力的大小均为1N,则球在上升过程中所受的合力大小为 N;若小球到达最高点时受到的所有力都消失,小球将 。
【针对训练2】(24-25八年级上·云南昆明·期末)(多选)如果一个物体只受同一直线上F1、F2两个力的作用,其中F1=8N,F2=5N,则该物体受到的合力F的大小为( )
A.可能等于3N B.可能等于13N C.可能等于2N D.可能等于15N
1.(23-24八年级下·福建福州·期中)在如图所示的情景中,两个小孩能提起一桶水,一个大人同样能提起这桶水。这现象表明小孩提起水桶的 个力,与大人提起同一桶水一个力的作用效果 (填“相同”或“不同”)。
2.(2024·黑龙江哈尔滨·一模)踢毽子,起源于汉代,至今已有两千多年的历史。如图所示,毽子离脚后竖直向上运动过程中,毽子受到合力方向 ,以正在踢毽子的同学为参照物,此时毽子是 (填“运动”或“静止”)的。
3.(23-24八年级下·福建三明·期中)甲、乙同学一起推一张放在水平光滑地面上的桌子,甲用水平向右推力,乙用水平向左推力,两力沿同一直线,桌子受到的合力大小 方向 。
4.(23-24八年级下·陕西榆林·期中)物体受到同一直线上两个力的作用,它们的合力方向向东,大小为10N,已知其中一个力的大小为20N,方向向西,则另一个力的大小是 N,方向 。
5.(23-24八年级下·北京·期中)同学们在学习运动和力的关系时,了解到物体运动时所受空气阻力的大小与物体运动快慢有关,物体运动越快,受到的空气阻力越大。同学们认真观察了竖直向上抛出的篮球的运动情况,并讨论了篮球从抛出后到落回地面前的过程中的受力情况。在上升过程中,篮球所受合力 ;在下落过程中,篮球所受合力 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”)
6.(23-24八年级下·四川成都·期末)如图所示,氢气球带着物体A竖直向上加速升空。氢气球与物体A之间的绳子突然断了,A将 (选填“继续上升”或“立即下降”),此时A受到的合力方向向 。
7.(24-25八年级上·河南驻马店·期中)如图所示,弹簧测力计和细线的重力及摩擦不计,物重,则弹簧测力计A和B的示数分别为( )
A.1N,1N B.1N,2N C.0,1N D.1N,0
8.(23-24八年级下·山东烟台·期末)同学们学了“同一直线上二力的合成”后开展讨论,下面说法中正确的是( )
A.同一直线上两个力的合力可能小于其中任何一个力
B.同一直线上两个力的合力一定大于其中任何一个力
C.同一直线上两个力的合力一定小于其中任何一个力
D.同一直线上两个力的合力一定不为零
9.(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
10.(23-24八年级下·山东菏泽·期中)重100N的物体放在水平地面上,用70N的力竖直向上提,则下列说法正确的是( )
A.支持力和重力的合力为30N,方向竖直向上
B.物体受到的合力为30N,方向竖直向下
C.支持力和拉力的合力为100N,方向竖直向上
D.重力和拉力的合力与支持力方向相同
11.(23-24八年级下·北京大兴·期中)竖直向上抛出一个重15N的小球,小球在运动过程中受到的空气阻力为2N,且大小不变,则小球在上升过程中,所受合力的大小和方向分别是( )
A.17N,竖直向下 B.13N,竖直向上
C.17N,竖直向上 D.13N,竖直向下
12.(23-24八年级下·福建泉州·期中)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.
13.(23-24八年级下·云南昭通·阶段练习)现有一辆质量是的小汽车,沿水平公路做直线运动,汽车受到的牵引力是,受到的阻力是车重的0.01倍。(g取)求:
(1)这辆汽车受到的重力多少牛?
(2)这辆汽车停水平公路上时受到的支持力是多少牛?
(3)这辆汽车所受的合力是多少牛?方向如何?
14.(23-24八年级下·安徽滁州·期中)如图所示,质量为15kg的物体在水平向右拉力F的作用下,在水平地面上做匀速直线运动。物体受到的滑动摩擦力f的大小为物体所受重力的。求:(g取10N/kg)
(1)物体受到的重力G;
(2)拉力F的大小;
(3)当拉力F的大小变为50N时,物体受到合力F合的大小和方向。
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