7.4 同一直线上二力的合成-【拔尖特训】2024-2025学年新教材八年级下册物理（沪粤版2024）

40 7.4　同一直线上二力的合成 ▶ “答案与解析”见P18 1. 如图甲、乙所示是小明同学“探究同一直线二 力合成”的实验,他将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,每次都将弹簧由A 拉伸到B 位置的目的是使力的 相同;比较图 甲与乙中弹簧测力计的示数可得出:在同一 直线上的两个力,如果方向相同,合力的大小 等于这两力大小之 。 (第1题) 2. (2024·济宁期末)如图所示,跳伞运动员和 伞的总重为750N,他从飞机上跳下,伞未打 开前,受到空气的阻力为50N,则这两个力的 合力的大小为 N,合力的方向 是 。 (第2题) 3. (2024·宁德期末)假期社区服务劳动中,小 明用300N的力水平向前拉车,小芳用200N 的力水平向前推车,如图所示,则这两个力的 合力大小是 ( ) (第3题) A. 100N B. 200N C. 300N D. 500N 4. 作用在同一直线上的两个力,下列关于其合 力的说法中正确的是 ( ) A. 两个力的合力一定不为零 B. 两个力的合力必定大于其中任何一个力 C. 方向相反的两个力的合力可能小于其中 任何一个力 D. 同一直线上两个力的合力的大小,就是把 两个力的大小直接相加 5. 小宏同学在超市购物时,用6N的水平力推 着一辆小车在水平地面上向左做匀速直线 运动,突然,小宏发现前面的小袁,他马上用 12N的水平力向右拉小车,使小车减速,在 减速的过程中,小车在水平方向上所受的合 力为 N,合力的方向为 。 6. (2024·盐城二模)如图所示,弹簧测力计下 挂有重5N的物体,当用手竖直向上托住这 个物体时,弹簧测力计的示数是2.6N,则手 对物体向上托的力的大小是 ( ) (第6题) A. 7.6N B. 5N C. 2.6N D. 2.4N 答案讲解 7. 体育中考前,同学们在加强排球训 练。如图,小明将排球竖直向上抛 出,排球上升过程中依次经过A、B、 C 三点,到达最高点D。已知物体所受空气 阻力会随着其运动速度的增大而增大,则在 由A 点运动到D 点的过程中,排球所受合力 最大的是 ( ) (第7题) A. A 点 B. B 点 C. C 点 D. D 点 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪粤版)八年级下 41 8. ★F1和F2 是同一条直线上的两个力,它们 的合力大小为10N,方向向左。若F1 的大 小为15N,下列说法正确的是 ( ) A. F2的大小可能是13N B. F2的大小一定是25N C. F2的方向一定向右 D. F2的方向可能向左,也可能向右 答案讲解 9. 重为G 的篮球竖直下落,与地面碰 撞后竖直向上弹起,若空气阻力大 小恒定,篮球下落和上升过程中受 到的合力分别为F1、F2,则 ( ) A. F1>G,F1与G 的方向相反 B. F1<G,F1与G 的方向相同 C. F2>G,F2与G 的方向相反 D. F2<G,F2与G 的方向相同 10. 某中学八年级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。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。 (第10题) (1) 比较图中(a)与(b)或(a)与(c)可知,此 探究实验采用的科学方法是 。 (2) 由图(a)(b)(c)表明:力F 的作用效果 和力F1、F2(或F3、F4)的作用效果是 (选填“相同”或“不同”)的。 (3) 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在同 一直线上,方向 的两个力的合力大 小等于 ,合力的方向 。 (4) 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在同一 直线上,方向 的两个力的合力大小 等于 ,合力的方向 。 11. 学习了同一直线上二力的合成知识后,小聪 想如果作用在物体上的二力不在同一直线 上,而是互成一定的夹角,那么合力F 的大 小与两个分力F1、F2 的大小是否还有F= F1+F2的关系呢? 于是他应用教材中学过 的方法,对此进行了探究。 (1) 如图所示,橡皮筋原长为AB,通过两个 弹簧测力计对橡皮筋施加互成一定夹角的 两个力F1和F2,使橡皮筋伸长到C,记录 此时F1、F2的大小,撤去力F1和F2后,用 一个弹簧测力计对橡皮筋施加一个力F 的 作用,为了使这个力F 的作用效果与力F1、 F2的作用效果 ,应使橡皮筋 ,记录此时F 的大小。 (第11题) (2) 先后改变F1 和F2 的夹角,重复步骤 (1),得到三次实验的数据如表所示: 实验 序号 F1/N F2/N F1和F2的 夹角 合力 F/N 1 4 5 θ1 8.7 2 4 5 θ2 8.3 3 4 5 θ3 7.8 备注:θ1<θ2<θ3<90° 分析数据可知,当两个力不在同一直线上, 且在F1、F2大小不变的情况下,合力F 的 大小随着F1与F2夹角的增大而 。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第七章　运动和力 大的速度,利用标枪的惯性来取得较 好的成绩,故C正确;跑步运动员到 达终点不能立刻停下来是因为运动员 具有惯性,不是利用惯性,故D错误。 9. A [解析]飞机沿水平方向向左做 匀速直线运动时,每隔1s从飞机上 投掷一包救灾物资,由于救灾物资具 有惯性,会以原来的速度继续向前运 动;同时,在重力的作用下,救灾物资 会向下运动,因此三包救灾物资下落 时,在同一竖直线上,故选项A符合 题意。 10. A [解析]运动的赛车具有惯性, 一旦发生失控时,赛车由于惯性会保 持原来的运动状态继续向前运动而冲 出赛道;图乙中,赛车行驶到赛道的 M 处时,它要进行一个接近90°的急 转弯,此时运动方向改变的角度最大, 由于惯性,赛车最可能直接冲出赛道, 所以为了保障车手的安全,最需要在 M 处加设防护设施。 11. D 12. A [解析]开始时公交车及拉环 以相同速度向右行驶,突然刹车使车 厢做减速运动时,拉环由于惯性保持 原来的运动状态,故拉环向右运动,故 A正确。 13. [解析]方法:根据羽毛球的惯性, 将羽毛球筒开口朝下,手拿着羽毛球 筒用力向下甩,就可以取出羽毛球筒 中仅剩的一个羽毛球,原因:将羽毛球 筒开口朝下,手拿着羽毛球筒用力向 下甩时,羽毛球和羽毛球筒一起向下 运动,当甩到最低点时羽毛球筒由运 动变为静止,而羽毛球由于惯性,仍要 保持原来向下的运动状态,所以羽毛 球会从羽毛球筒中飞出,这样就能取 出羽毛球筒中仅剩的一个羽毛球。 14. C [解析]公交车突然向右启动, 水杯随公交车一起向右运动,水杯中 的水由于具有惯性还将保持静止状 态,导致水面左侧升高,故①不符合实 际;公交车突然向左启动,水杯随公交 车一起向左运动,水杯中的水由于具 有惯性继续保持静止状态,水面右侧 会升高,故②符合实际;公交车向右运 动时突然刹车,水杯会随公交车一起 向右减速运动,水杯中的水由于具有 惯性还将保持原来的运动状态,水面 右侧会升高,故③符合实际;公交车向 左运动时突然刹车,水杯会随公交车 一起向左减速运动,水杯中的水由于 具有惯性还将保持原来的运动状态, 水面左侧会升高,故④不符合实际。 综上可知,选项C符合题意。 7.4　同一直线上 二力的合成 1. 作用效果 和 2. 700 竖直向下 3. D 4. C [解析]因为同一直线上反方向 二力的合力大小等于二力之差,当两 个力大小相同时,合力为0,故A错 误;因为同一直线上反方向二力的合 力大小等于二力之差,因此合力大小 可能小于其中任何一个力,故B错 误;如果两个力方向相反,两个力的合 力等于两力大小之差,合力可能小于 其中任何一个力,故C正确;求两个 力的合力的大小,当方向相同时,就是 把两个力的大小相加,当方向相反时, 就是 把 两 个 力 的 大 小 相 减,故 D 错误。 5. 18 水平向右 [解析]车在6N 的水平推力作用下在地面上做匀速直 线运动,小车受到的摩擦力水平向右, 大小为6N,突然,小宏发现前面的小 袁,他马上用12N的水平力向右拉小 车,使小车减速,水平方向只存在两个 力:水平向右的拉力12N和水平向右 的摩擦力6N,因两者方向相同,所 以,合力为6N+12N=18N,合力方 向与二力方向相同,水平向右。 6. D [解析]由题知,物体重为5N, 弹簧测力计的示数是2.6N,即测力 计对物体向上的拉力为2.6N;物体 受到竖直向下的重力,竖直向上的测 力计的拉力和手对物体向上托的力, 在这三个力的作用下,物体处于静止 状态,则物体受到的合力为零,即G= F拉+F托,所以手对物体向上托的力 F托=G-F拉=5N-2.6N=2.4N。 7. A [解析]排球上升过程中依次经 过A、B、C 三点,到达最高点D。已 知物体所受空气阻力会随着其运动速 度的增大而增大,则在由A 点运动到 D 点的过程中,阻力是竖直向下的,重 力是竖直向下的,合力等于二力之和, 因而阻力最大的位置,合力最大,而A 点的速度最大,阻力最大,故排球所受 合力最大的位置是A 点。 8. D [解析]已知合力大小F=10N, 方向向左,且F1 大小为15N;若F1 的方向向左,则F2 向右,F2=F1- F=15N-10N=5N;若F1 的方向 向右,F2 的方向一定向左,且F2= F1+F=15N+10N=25N。 合力与分力的求解 已知合力和一个分力求另 一个分力时,注意分类讨论;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。 9. B [解析]当篮球竖直向下运动 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 81 时,篮球的重力G 方向竖直向下,空 气阻力f方向竖直向上,则篮球所受 合力F1=G-f,即F1<G,F1 与G 的方向相同。当篮球竖直向上运动 时,篮球的重力G 方向竖直向下,空 气阻力f方向竖直向下,篮球所受合 力F2=G+f,即F2>G,F2 与G 的 方向相同。综上所述,只有选项B说 法正确。 10. (1) 等效替代法 (2) 相同 (3) 相同 这两个分力之和 与分力 方向相同 (4) 相反 两个力大小之 差 与 较 大 的 力 的 方 向 相 同 [解析](1) 实验中是通过弹簧相同的 形变来表示受到相同的拉力,利用了 图(a)中测力计的示数来替代(b)(c) 两图中两个力的合力大小,这种方法 叫等效替代法。(2) 图(a)(b)(c)中 的力都将弹簧由A 拉伸到B,弹簧的 形变量相同,因此图(a)(b)(c)中力F 的作用效果和力F1、F2(或F3、F4) 的作用效果是相同的。(3) 分析比较 图(a)与(b)中的拉力,图(b)中两个力 的合力与图(a)中的力大小相等,都为 4N,图(b)中两个力分别为1N和 3N,方向相同,从数量关系上分析,合 力等于这两个分力的大小之和,并且 方向跟两个力的方向相同。(4)图 (c)中,两个力的方向相反,F3、F4 的 合力大小F合=F3-F4=5N-1N= 4N,与图(a)中拉力的大小相同,合力 的方向与F3 的方向相同,即合力方 向与较大的力的方向相同。 11. (1) 相同 伸长到C 处 (2) 减 小 [解析](1) 因为探究合力F 与分 力F1、F2的大小,需要使合力F 与分 力F1、F2的作用效果相同,因此当两 个互成角度的力作用在橡皮筋上时, 橡皮筋伸长到C;当撤去这两个力后, 用一个弹簧测力计时,橡皮筋仍然要 伸长到C处,即合力F 与分力F1、F2 的作用效果相同。(2) 通过表中数据 计算出F1、F2 二力之和为9N、二力 之差为1N,合力大小大于二力之差, 小于二力之和;而合力F 随角度的增 大,合 力 分 别 为8.7N、8.3N 和 7.8N,显然F<F1+F2,并且合力F 的大小随着F1 与F2 夹角的增大而 减小。 7.5　运动和力 第1课时 二力平衡及其条件 1. 非平衡 非平衡力 2. 350 平衡力 3. C 4. B 5. 同一直线上 [解析]因为重力方 向竖直向下,将薄板沿A 点吊起,薄 板所受重力和拉力是一对平衡力,两 个力作用在同一条直线上,即重心在 线段AB 上;同理,将薄板再沿D 点 吊起,重心也在线段DE 上,两条线段 的交点C 即为薄板的重心,所以利用 的是二力平衡中的两个力作用在同一 直线上。 6. 不能 重力和支持力不在同一直 线上 [解析]左脚和左侧身体紧贴墙 面站立静止,人受到的重力和支持力 互相平衡,地面对人的支持力分别作 用在人的两只脚上,抬起一只脚后,重 力和支持力不在同一直线上,人受力 不平衡,人不能保持静止不动。 7. D [解析]把人和马看成一个“整 体”,地面对马的支持力和马与人受到 的总重力互相平衡,地面对马的支持 力大小等于人和马受到的重力之和, 即地面对马的支持力和马受到的重力 不是一对平衡力,故选项A错误、选 项D正确;马对地面的压力和地面对 马的支持力是一对相互作用力,故选 项B错误;马对人的支持力和人受到 的重力作用在同一物体上、作用在同 一直线上、大小相等、方向相反,是一 对平衡力,故选项C错误。 平衡力与相互作用力 一对平衡力与一对相互作用 力的相同点:两个力大小相等,方 向相反,作用在同一条直线上;主 要区别是前者作用在同一物体上, 后者同时作用在两个物体上。 8. D [解析]电梯匀速上升过程中, 小申相对电梯静止,小申在竖直方向 上受到重力和电梯对人的支持力,这 两个力是一对平衡力;即F2 和G 是 一对平衡力;电梯对小申的支持力和 小申对电梯的压力是作用在不同物体 的两个力,是一对相互作用力,即F1 和F2是一对相互作用力,大小相等, 因此F1=F2=G,故A、B、C错误,D 正确。 9. B [解析]在拉动A 的过程中,B 相对于地面静止,B 受到的摩擦力等 于水平拉力,即弹簧测力计的示数,因 为它们是一对平衡力,所以无论A 是 否做匀速运动,都可测得B 受到的摩 擦力大小,故A错误。B 相对于地面 静止,在水平方向上所受的弹簧测力 计向左的拉力与A 对B 的摩擦力是 一对平衡力,它们大小相等、方向相 反,所以A 对B 的摩擦力fAB=2N, 方向水平向右;而A 对B 的摩擦力与 B 对A 的摩擦力是一对相互作用力, 它们的大小相等、方向相反,所以B 对A 的摩擦力大小为2N,方向水平 向左,故B正确、C错误。A 受到水平 向右的拉力的作用,匀速向右运动,地 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 91