第4节 同一直线上二力的合成（培优考点练）物理新教材人教版八年级下册

第4节 同一直线上二力的合成 目录 题型分组练 2 题型01 力的合成 2 题型02 同一直线上二力的合成 3 题型03 运动和力的关系 7 创新拓展练 11 链接中考 16 新题速递 16 题型分组练 题型01 力的合成 1．如图所示，用弹簧测力计和相同的弹簧分别进行多次实验，其中力F可以作为F1、F2合力的是（　　） A．只有② B．只有③ C．①② D．①③ 【答案】B 【详解】根据合力的意义是：一个力的作用效果与两个力的作用效果相同，则这个力叫做两个力的合力，即是等效的，图中采用弹簧的伸长显示力的效果，故伸长长度和方向相同，可以看成是合力，因此只有③符合。 故选B。 2．有关合力的说法错误的说法是（　　） A．合力和分力不一定是真实存在的 B．合力的作用效果和分力的共同作用效果是一样的 C．考虑合力时就不考虑分力了 D．合力不可能为零 【答案】D 【详解】A．合力和分力不一定能找到施力物体，故他们可能是虚拟力，不一定真实存在。故A正确，不符合题意； BD．几个力的共同作用在一个物体上，它们的作用效果可以用一个力来代替，这个力叫那几个力的合力。因此合力的作用效果和分力的共同作用效果是一样的。两力方向相同，合力等于这两个力大小之和，即 F=F1+F2 合力方向与分力方向相同；两力方向相反，合力等于这两个力大小之差，用较大的力减去较小的力，即 F=F1-F2 合力方向与较大的分力方向相同。若两个力大小相同，方向相反，作用在一个物体上，这两个力的合力为0，同时我们说这两个力处于二力平衡，把这两个力叫平衡力。可见合力不可能为零的说法是错误的。故D错误，符合题意，B正确，不符合题意； C．合力、分力存在等效替代的关系。合力产生的作用效果与分力共同作用的效果相同，因此分析合力时就不需要考虑分力了。故C正确，不符合题意。 故选D。 题型02同一直线上二力的合成 3．用250N的力竖直向上提起一个重200N的水桶时。桶受到的合力的大小和方向是（    ） A．450N，竖直向上 B．450N，竖直向下 C．50N，竖直向上 D．50N，竖直向下 【答案】C 【详解】水桶受到两个力：竖直向上的提力F=250N，竖直向下的重力G=200N。因为这两个力方向相反，合力大小为两力之差，即 合力方向与较大的提力方向一致，即竖直向上。 A．合力大小计算错误，方向正确，故A不符合题意； B．合力大小和方向均错误，故B不符合题意； C．合力大小和方向均正确，故C符合题意； D．方向错误，故D不符合题意。 故选C。 4．小红练习排球垫球时，排球离开胳膊竖直上升过程中，某时刻受到的空气阻力大小为0.5N，已知排球重力2.7N，此时排球所受合力的大小和方向是（　　） A．3.2N，竖直向上 B．2.2N，竖直向上 C．2.2N，竖直向下 D．3.2N，竖直向下 【答案】D 【详解】排球竖直上升时，受到竖直向下的重力（2.7N）和竖直向下的空气阻力（0.5N），两力方向相同，因此合力为两力之和，即 方向竖直向下，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 5．同学们学了“同一直线上二力的合成”后开展讨论，下面说法中不正确的是（　　） A．同一直线上两个力的合力一定不为零 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可能小于其中任何一个力 【答案】ABC 【详解】A．如果物体受到的两个力作用在同一物体上，它们的大小相等、方向相反、作用在一条直线上，则它们的合力为零，故A错误，符合题意； BD．当物体受到的两个力作用在同一物体上，它们的大小相等、方向相反、作用在一条直线上，则它们的合力为零，所以合力可以小于任何一个分力，故D正确，不符合题意，B错误，符合题意； C．由于同一直线、同方向二力的合力大小等于二力之和，即合力可以大于其中任何一个力，故C错误，符合题意。 故选ABC。 6．一个人用的力沿竖直方向提起一袋质量为的米，则米袋受到的合力（g取）（　　） A．，方向竖直向上 B．，方向竖直向下 C．，方向竖直向上 D．0 【答案】C 【详解】米袋所受的重力G=mg=10kg×10N/kg=100N 重力的方向竖直向下。人用110N的力沿竖直方向提起米袋，所以米袋受到竖直向上的拉力F=110N。 当两个力作用在同一物体的同一直线上且方向相反时，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的方向相同。 米袋受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力，这两个力在同一直线上且方向相反，所以合力F合=F−G=110N−100N=10N 因为拉力F大于重力G，所以合力的方向与拉力的方向相同，即竖直向上。综上，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 7．一个物体受到同一直线上两个力的作用，其中F1＝3N，F2＝2N，若用一个力等效代替这两个力，则这个力的大小可能是（　　） A．5N B．1N C．1N或5N D．无法确定 【答案】C 【详解】一个物体受到同一直线上两个力的作用，若两个力的方向相反，则合力是F=F1-F2=3N-2N=1N 若两个力的方向相同，则合力是F′=F2+F1 =2N+3N=5N 所以若用一个力等效代替这两个力，则这个力的大小可能是1N或5N。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 8．如图甲所示，水平地面上的物体，受到沿水平方向不变的推力F的作用，其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知，0∼3s内，物体受到摩擦力是 N；t=5s时，物体受到的合力是 N；合力的方向为 （选填“水平向左”或“水平向右”）。 【答案】 2 2 水平向右 【详解】[1]由图丙可知，内物体静止处于平衡状态，则物体受到的静摩擦力和推力是一对平衡力，由图乙可知，内物体受到的推力为2N，由二力平衡条件可知，物体受到的静摩擦力也为2N。 [2][3]由图丙可知，内物体做匀速直线运动处于平衡状态，则物体受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力，由图乙可知，内物体受到的推力为4N，由二力平衡条件可知，物体受到的滑动摩擦力也为4N，由图丙可知，内物体做加速运动，因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，与物体运动的速度无关，所以时，摩擦力大小仍然为4N，摩擦力方向与推力方向相反，此时合力 方向与推力方向相同，水平向右。 9．小明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秤的挂钩上，每次实验时，都将弹簧由A 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)由图a、b、c中，每次都将弹簧由A拉伸到B 位置，目的是 ， 用 到的实验方法是   法； (2)分析比 较图a与图b中拉力的方向及弹簧测力计的示数F1、F2可得出结论：在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小F= （ 用 含F1、F2表达式作答）。 (3)图c验证了在同一直线上，方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差，并且方向与较大力的方向相同的规律，则F3= 。 【答案】(1) 使每次实验中力产生的作用效果相同 等效替代法 (2)F1+ F2 (3)5N 【详解】（1）[1]力可以改变物体的形状，在a、b和c三次实验中，都将弹簧由A拉伸到B 位置，弹簧的形变程度相同，则力的作用效果相同，故将弹簧拉伸到B点，目的是使每次实验中力产生的作用效果相同。 [2]实验中通过弹簧相同的形变来表示受到相同的拉力，利用a图中测力计的示数来代换b、c两图中两个力的合力，这种方法叫做等效替代法。 （2）分析比较图a与b中的拉力，b图中两个力的合力与a图中的力大小相等，都为4N，b图中两个力分别为1N和3N，方向相同，从数量关系上分析，两个力的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，用表达式表示为。 （3）同理c图中两个力的合力与a图中的力大小相等，都为4N，同一直线上，方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差，所以F合=F3-F4=4N 由图知F4=1N，所以解得F3=5N。 10．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F或F1、F2的共同作用下伸长到AE′。 (1)图甲中的EE′表示橡皮筋 的长度； (2)实验中，老师每次均将橡皮筋右端拉至E′点，这样做的目的是 ； (3)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； (4)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 （选填“较大”或“较小”）的那个力的方向相同。 【答案】(1)伸长 (2)控制力的作用效果相同 (3) 甲、丙 和 (4)较大 【详解】（1）橡皮筋原长AE，在力F或F1、F2的共同作用下伸长到AE′，橡皮筋受力后长度由AE变成AE′，图甲中的EE′表示橡皮筋伸长的长度。 （2）每次都将橡皮筋右端拉至E′点，这样可以控制力的作用效果相同，从而反映合力的大小相同。 （3）[1][2]甲图中同一直线上方向相同的两个力共同作用的效果与丙图中力的作用效果相同，说明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。 （4）乙图中同一直线上方向相反的两个力共同作用的效果与丙图中力的作用效果相同，说明同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差，方向与较大力方向相同。 11．小华利用支架、滑轮、橡皮筋、重均为0.5N的钩码、细线等组成图所示的实验装置，探究同一直线上两个力的合成。 (1)如图（a）所示，橡皮筋下端系有两根细线，在其中一根细线上挂一个钩码，在另一根细线上挂两个钩码，记录橡皮筋下端到达的位置O。 ①撤去所有钩码，只在其中一根细线上挂钩码，使橡皮筋的下端 ，记录钩码的个数。 ②小华选用长短不同的两段细线，可避免钩码并排放置造成 的问题。 (2)如图（b）所示，橡皮筋下端系有两根细线，在其中一根细线上挂三个钩码，另一根细线向上跨过滑轮后挂一个钩码，记录此时橡皮筋下端到达的位置O′。撤去所有钩码，仅在橡皮筋下端的细线上挂钩码，使橡皮筋下端仍到达位置O′，需挂 个钩码。 (3)如图（c）所示，一只箱子置于水平地面上。两个小孩在游戏时，分别用相反方向的恒定大小的水平力F甲、F乙推箱子，其中F甲=12N、F乙=4N，箱子未被推动。忽然，左侧小孩松手，则箱子所受的合力为 N。 【答案】(1) 仍到达位置O 两个力不在同一直线 (2)2 (3)0 【详解】（1）[1]撤去所有钩码后，需要在单根细线上挂钩码使橡皮筋下端仍到达位置O，这样可以通过一个力的作用效果来等效替代之前两个力的共同作用效果。 [2]选用长短不同的细线可以确保两个钩码的拉力方向在同一条直线上，避免并排放置时两个拉力方向产生夹角，导致合力测量不准确。 （2）在图（b）中，三个钩码向下的拉力为1.5N，通过滑轮的一个钩码产生向上的拉力为0.5N，所以橡皮筋受到的合力为1.0N。要使橡皮筋下端仍到达位置，需要在细线上挂2个1.0N钩码，这样才能产生相同的效果。 （3）当两个小孩同时推箱子时，箱子处于平衡状态，说明地面对箱子的静摩擦力f=12N-4N=8N，也说明地面给箱子的最大静摩擦力至少能达到8N，左侧小孩松手后，只剩下F乙=4N的推力，此时静摩擦力会自动调整大小与之平衡，因此箱子仍保持静止状态，所受合力为0，只有当推力超过最大静摩擦力时，箱子才会开始运动。 题型03 运动和力的关系 12．校园是承载文化、科技、体育、劳动的教育王国，在这里，我们领悟到物理学科的魅力！小明要在班级文化墙上贴一张科技节海报。若铅锤重1N、线重0.1N，当铅锤静止悬挂时，它所受力的合力为（　　） A．0 B．1N C．1.1N D．0.9N 【答案】A 【详解】铅锤重1N、线重0.1N，当铅锤静止悬挂时，处于平衡状态，受到平衡力作用，互相平衡的几个力的合力为0，所以铅锤所受力的合力为0，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 13．一个物体重100N，受到的空气阻力大小为10N，则下列说法正确的是（　　） A．物体竖直向上运动时，合力大小是110N，合力的方向竖直向下 B．物体竖直向上运动时，合力大小是90N，合力的方向竖直向下 C．物体竖直向下运动时，合力的大小是90N，合力的方向竖直向上 D．物体竖直向下运动时，合力的大小是110N，合力的方向竖直向下 【答案】A 【详解】AB．物体竖直向上运动时，重力方向向下，阻力方向向下，属于方向相同的二力合成，合力F=F1+F2=100N+10N=110N 合力的方向竖直向下，故A正确，B错误； CD．物体竖直向下运动时，阻力方向向上，重力方向向下，属于方向相反的二力合成，合力F'=F1-F2=100N-10N=90N 合力的方向竖直向下，故CD错误。 故选A。 14．小明先用6N的水平力推一辆小车，使其匀速向右直线运动，后改用4N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．2N，水平向右 B．6N，水平向右 C．4N，水平向左 D．10N，水平向左 【答案】D 【详解】用6N的力推一辆小车，使其匀速向右直线运动，小车处于平衡状态，由平衡条件得 当用的力向后拉小车时，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f=6N不变，此时小车受到向后（向左）的拉力和摩擦力作用，故小车受到的合力 合力方向水平向左，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 15．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。 16．如图所示，放在水平面上的物体受到水平向右的力F1=9N和水平向左的力F2=4N的共同作用，物体向右做匀速直线运动，那么下列说法错误的是（　　） A．此时物体所受的合力为0 B．此时物体所受的摩擦力为5N，方向向左 C．撤去力F1瞬间，物体受到的合力为9N D．撤去力F2瞬间，物体受到的合力为5N 【答案】D 【详解】A．根据题意，物体向右做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的合力为0，故A正确，不符合题意； B．根据题意，物体受到向右的力大于向左的力，根据平衡力可知，物体受到的摩擦力为 方向与F2同向，即方向水平向左，故B正确，不符合题意； C．撤去力F1瞬间，物体由于惯性，会继续向右运动，受到水平向左的力F2和水平向左的摩擦力，此时受到的合力为 故C正确，不符合题意； D．撤去力F2瞬间，物体向右做加速运动，此时受到水平向右的F1和水平向左的摩擦力，则物体受到的合力为 故D错误，符合题意。 故选D。 17．一个重力为G的小球从某一高度竖直下落，撞到竖直放置的弹簧上，然后又被弹起，如图所示。小球不接触弹簧时考虑空气阻力，空气阻力大小不变且小于重力；与弹簧接触后忽略空气阻力。以下说法中，有几种是正确的（　　） ①小球接触弹簧向下运动的过程中合力先向下后向上 ②小球运动到最低点时处于平衡状态 ③上升过程和下降过程中合力为零的位置是重合的 ④不和弹簧接触时，下降阶段小球受到的合力小于上升阶段小球受到的合力 A．一种 B．二种 C．三种 D．四种 【答案】C 【详解】①小球接触弹簧后，开始的弹力小于重力，合力的方向竖直向下，小球继续向下做加速运动。当弹力等于小球的重力时，速度最大；小球继续向下运动，弹力大于重力，合力的方向竖直向上，小球做减速运动，小球运动到最低端时的速度为0。所以小球接触弹簧向下运动的过程中合力先向下后向上，故①正确； ②球运动到最低点时，弹力大于重力，合力方向向上，处于非平衡状态，故②错误； ③上升过程和下降过程中合力为零时，弹力等于重力，弹力相等时，弹簧压缩程度相同，所以合力为0的位置是重合的，故③正确； ④不和弹簧接触，下降阶段小球受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力，重力大于空气阻力，合力的方向竖直向下，合力大小等于重力和空气阻力之差；上升阶段，小球所受重力与空气阻力都是竖直向下，则合力等于二者之和，因此小球下降阶段所受的合力小于上升阶段所受的合力，故④正确。 综上，有三种正确答案。 故选C。 18．弹簧测力计下挂着物体A 上升，如图所示，A的重力为G，A对弹簧测力计的拉力为F₁，弹簧测力计对A 的拉力为F₂，下列说法中正确的是（　　） A．若物体A匀速上升，则F₁与F₂二力平衡 B．若物体A匀速上升，F₁与F₂大小相等，方向相反，作用在同一直线上，因此合力为0 C．若物体A不是平衡状态，F₁大于 F₂ D．若物体A不是平衡状态，F₁等于F₂ 【答案】D 【详解】A．若物体A匀速上升，处于平衡状态，F₁与F₂大小相等，方向相反，作用在同一直线上，但是没有作用在同一个物体上，不符合二力平衡条件，故A错误； B．物体A匀速上升，处于平衡状态，是因为A受到重力与弹簧测力计对A 的拉力F₂是一对平衡力，合力为0；而F₁与F₂虽然大小相等，方向相反，作用在同一直线上，但是没有作用在同一个物体，故B错误； CD．无论A是否处于平衡状态，A对弹簧测力计的拉力F₁与弹簧测力计对A 的拉力F₂大小相等，方向相反，作用在两个物体的同一直线上，是一对相互作用力，则F₁等于F₂，故C错误，D正确。 故选D 。 19．如图所示，A、B两物块通过轻绳连接，已知A的重力为3N，B重力为9N，当A、B都静止时，B所受的合力为 N。 【答案】0 【详解】当A、B两物块都静止时，整个系统处于平衡状态。根据牛顿第一定律，静止物体所受合力为零。虽然B受到自身重力9N向下和绳子拉力3N向上，但它还受到地面给它向上的支持力6N，故三个力的合力为0。 创新拓展练 20．如图所示，小红同学在练习垫排球，排球离手后竖直上升过程中依次经过a、b、c三处，到达最高处d后，又回到a处。已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球整个运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．排球向上运动经过a处时，合力大小最大 B．排球经过d处时，合力大小最小 C．合力方向始终竖直向上 D．合力方向先向上后向下 【答案】A 【详解】ACD．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，合力方向始终竖直向下，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是a，故A正确，CD错误； B．排球经过d处时到达最高处，只受重力作用，当回到a处时，阻力最大，重力不变，此时合力最小，故B错误。 故选A。 21．如图1所示，表面粗糙程度相同的水平面上，有一物体在力、的作用下向右做直线运动，力、及物体的速度v随时间t变化的图像如图2、图3、图4所示。下列说法正确的是（　　） A．0到时间内，物体处于静止状态 B．到时间内，若物体所受的外力均消失，则物体静止 C．到时间内，物体受到的合力不为零 D．0到时间内，物体受到的摩擦力均为4N 【答案】D 【详解】A．由图4可知，在0到时间内，物体的速度从0开始随时间均匀增大，做匀加速直线运动，不是静止状态，故A错误； B．由图4可知，在到时间内，物体具有一定的速度，正在运动。根据牛顿第一定律，若物体所受的外力均消失，运动的物体将保持匀速直线运动状态，不会静止，故B错误； C．由图4可知，在到时间内，物体的速度保持不变，做匀速直线运动。处于平衡状态的物体所受的合力为零，故C错误； D．在到时间内，物体做匀速直线运动，受力平衡。水平方向上，物体受到向右的力和向左的力、滑动摩擦力f。根据平衡条件有 由图2和图3可知，此时，。所以，滑动摩擦力 在0到时间内，物体一直在水平面上运动，物体对水平面的压力和接触面的粗糙程度都不变，所以滑动摩擦力的大小不变，始终为4 N，故D正确。 故选D。 22．如图甲所示，“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动）。以下说法正确的是（　　） A．t1~t3过程中人的速度是先变大再变小 B．图像AB段，人的合力变大 C．图像CD段，人的速度不断减小 D．人的重力等于F0 【答案】C 【详解】跳跃者在绳子未发生弹性形变前，所受的绳子的拉力为0，即0~t1段；t1~t2段，绳子的弹性形变越来越大，拉力也变大，到A点，弹力最大为2F0，此时绳子的弹性形变最大，此阶段，当绳子的弹力小于重力时，合力向下，速度增大，绳子的弹力等于重力时，速度最大，弹力大于重力时，合力向上，速度减小，A点时，速度为0；t2~t3段，绳子的弹力变小，绳子的弹性形变越来越小，当弹力大于重力，合力向上，速度向上，做加速运动，弹力等于重力时，速度最大，弹力小于重力时，合力向下，做减速运动；而图示中，物体静止时，弹力小于F0，则人的重力小于F0，所以AB段的弹力大于重力，但弹力变小，合力变小；t4时刻，绳子恢复原长，此后，绳子又向下发生形变，弹性形变越来越大，弹力增大，从t4到C点，弹力由0增大到等于重力，合力向下，速度变大，到C点最大，CD段，弹力大于重力，合力向上，速度减小。故C正确，ABD错误。 故选C。 23．如图甲所示，一个重10N的物体M，其上表面通过测力计与电梯顶部相连，电梯由静止开始竖直向上运动，测力计在不同的时间段的示数如图乙所示，则电梯在此过程中速度随时间变化的图像应为选项中的（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据题意可知，物重 G=10N 物体由静止开始竖直向上运动，测力计的示数反映了向上拉力的大小； （1）由F-t图象可知，0～t1时间内，拉力 F1=12.5N 比较可知 拉力＞重力 合力的方向向上，所以物体向上做加速运动； （2）由F-t图象可知，t1～t2时间内，拉力 F2=10N 比较可知 拉力=重力 物体所受合力为零，所以物体保持原来的速度做匀速直线运动； （3）由F-t图象可知，t2～t3时间内，拉力 F3=7.5N 比较可知 拉力＜重力 合力的方向向下，所以物体向上做减速运动。 综上所述，根据以上分析可知，物体在此过程中速度随时间变化的图像（v-t图像）应为C图所示，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 24．如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30°，挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0N，g取10N/kg，则挡板和斜面对球体支持力的合力大小、方向分别为（　　） A．1.0N、竖直向上 B．1.0N、竖直向下 C．2.0N、垂直于挡板向上 D．2.0N、垂直于斜面向上 【答案】A 【详解】对球体受力分析，受到测力计拉力、自身重力、挡板和斜面对球体的支持力。重力为 重力竖直向下，弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0N，即测力计拉力为1N，测力计拉力竖直向上，重力大于拉力，则测力计拉力和重力的合力竖直向下，大小为 球体静止，受力平衡。所以测力计拉力和重力的合力与挡板和斜面对球体支持力的合力是一对平衡力，大小相等，方向相反，所以挡板和斜面对球体支持力的合力竖直向上，大小为1N。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 25．假设有100个共点力作用在物体上，物体静止，其中一个力的大小为10N，方向向东，则其余99个力的合力大小为 ，方向 ；若其中的30个力的合力大小为20N，则其余的70个力的合力大小为 ；若将方向向东的大小为10N的力旋转180°，则这100个力的合力大小变为 。 【答案】 10N 向西 20N 20N 【详解】[1][2]物体静止，处于平衡状态，受力平衡，其中一个力的大小为10N，方向向东，则其余99个力的合力大小与之相同，方向相反，所以合力大小为10N，方向向西。 [3]若其中的30个力的合力大小为20N，由于物体受平衡力，则其余的70个力的合力大小为20N。 [4]若将方向向东的大小为10N的力旋转180°，则这100个力的合力相当于两个向西的10N的力合力，大小为20N。 26．如图所示是无人机用绳索吊送货物的场景，已知无人机质量为16kg，最大升力为300N。求： (1)无人机空载并悬停时，需要的升力； (2)无人机吊送货物并悬停时，货物的最大重力； (3)某次匀速直线向上吊送重为100N的货物A时，货物A受到的空气阻力大小为f；匀速直线向下吊送重120N的货物B时，绳索对货物的拉力较前次增大了5N，由于下降速度变大，空气阻力变为2f，求f的大小。 【答案】(1)160N (2)140N (3)5N 【详解】（1）无人机空载悬停时，处于静止状态，受力平衡，它在竖直方向上受到向上的升力和向下的重力，这两个力是一对平衡力，大小相等。故无人机空载并悬停时，需要的升力为F升=G机=m机g=16kg×10N/kg=160N （2）无人机吊送货物并悬停时，无人机和货物整体处于静止状态，受力平衡。无人机提供的最大升力，等于无人机自身重力与货物最大重力之和。故无人机吊送货物并悬停时，货物的最大重力G货大=F升大-G机=300N-160N=140N （3）当无人机匀速直线向上吊送货物A时，货物A受力平衡。货物A受到竖直向上的拉力TA、竖直向下的重力GA和空气阻力f三力平衡，根据平衡条件可得TA=100N+f……① 当无人机匀速直线向下吊送货物B时，货物B受力平衡。货物B受到竖直向上的拉力TB、空气阻力2f、竖直向下的重力GB，根据平衡条件可得TB+2f=120N……② 由题意可知，两次拉力的关系为TB=TA+5N……③ 联立①②③式，解得f = 5N。 链接中考 27．（2025·四川成都·中考真题）2024年巴黎奥运会，中国艺术体操队获得了奥运金牌。体操运动员用力向上跳起时，力改变了运动员的 。运动员竖直向上做减速运动时，所受合力的方向是向 的。 【答案】 运动状态 下 【详解】[1]体操运动员用力向上跳起时，运动员由静止状态变为运动状态，说明力改变了运动员的运动状态。 [2]运动员竖直向上做减速运动，说明所受合力的方向与运动方向相反，即运动员所受合力方向是竖直向下的。 新题快递 28．（2025·湖南湘西·模拟预测）在“探究同一直线上二力合成”实验中，先将橡皮筋一端固定在M点，接着用甲、乙两根弹簧测力计把另一端沿同一直线共同拉至C点（如下图），记录示数；后改用丙弹簧测力计单独拉橡皮筋。为成功探究合力与分力的关系，必须保证（　　） A．甲、乙的拉力大小相等 B．甲、乙的拉力方向相同 C．丙将橡皮筋拉到同一位置C点 D．甲、乙、丙的作用点不同 【答案】C 【详解】为成功探究合力与分力的关系，实验中第一次用甲、乙两个测力计拉橡皮筋，使橡皮筋拉伸到C点，第二次用丙弹簧测力计拉橡皮筋，仍使橡皮筋拉伸到C点，目的是使两次拉力的作用效果相同，才能保证第二次的拉力等于第一次两个拉力的合力，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 29．（2025·河北邯郸·一模）在水平桌面上从左往右放置了甲、乙、丙、丁四个完全相同的木块，现对四个木块施加不同的水平方向上的拉力，木块均静止不动，如图所示。受到向左的摩擦力且最大的是木块（   ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 【答案】A 【详解】由图可知，甲、乙、丙、丁均静止不动，说明水平方向上都受平衡力，甲受到水平向右3N的拉力，则摩擦力为3N，水平向左；乙受到水平向左5N的拉力，则摩擦力为5N，水平向右；丙受到的合力大小为f丙=10N-7N=3N 合力方向水平向左，则摩擦力为3N，水平向右；丁受到的合力大小为f丁=12N-10N=2N 合力方向水平向右，则摩擦力为2N，水平向左；综上所述，受到向左的摩擦力且最大的是木块甲。 故选A。 30．（2025·上海青浦·二模）重力为G的行李静止放在水平地面上，小明同学用大小为F的力竖直向上提，行李仍静止在地面上，如图所示。此时（　　） A．F一定等于G B．F一定小于G C．重力G和行李受到地面支持力的合力一定大于F D．重力G和行李受到地面支持力的合力一定等于F 【答案】D 【详解】AB．重力为G的行李静止放在水平地面上，小明同学用大小为F的力竖直向上提，行李仍静止在地面上，如果地面对行李没有支持力，则F等于G，如果地面对行李有支持力，则F小于G，故AB不符合题意； CD．由于行李仍静止在地面上，所以行李处于平衡状态，力F与地面对行李的支持力之和等于G，故重力G和行李受到地面支持力的合力一定等于F，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 31．（2025·四川绵阳·一模）某同学练习排球垫球时，排球离开胳膊后竖直上升，到达最高点后竖直下落。已知排球所受的重力为2.5N，排球所受的空气阻力与速度的大小有关，方向与运动方向相反。若排球在竖直上升过程的某时刻速度为v，所受空气阻力的大小为0.5N，排球此时所受力的合力的方向为 ，若排球在竖直下落过程的某时刻速度再次达到v，则此时排球所受力的合力的大小为 N。 【答案】 竖直向下 2 【详解】[1]排球所受重力为2.5N，排球竖直上升过程中某时刻速度为v，受到的空气阻力竖直向下，大小为0.5N，则排球此时受到的合力大小为 排球竖直上升时，所受重力与空气阻力方向均为竖直向下，故其合力方向为竖直向下。 [2]排球竖直下落过程中某时刻再次达到v，受到的空气阻力竖直向上，大小也为0.5N，则排球此时受到的合力大小为 合力方向与较大力方向保持一致，方向竖直向下。 32．（2025·云南楚雄·一模）如图所示，甲物体质量为300g，乙物体质量为400g，弹簧测力计重力及摩擦均不计，则两物体静止时，弹簧测力计的读数为 N，物体乙受到的合力为 N。 【答案】 3 0 【详解】[1]如图，甲静止在空中，绳子对它的拉力和它的重力是一对平衡力，大小相等，绳子拉力为F=G=mg=300×10-3kg×10N/kg=3N 所以，弹簧测力计的读数为3N。 [2]物体乙静止在地面上，运动状态不变，受到平衡力作用，所以，它受到的合力为0N。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第4节 同一直线上二力的合成 目录 题型分组练 2 题型01 力的合成 2 题型02 同一直线上二力的合成 2 题型03 运动和力的关系 4 创新拓展练 6 链接中考 8 新题速递 9 题型分组练 题型01 力的合成 1．如图所示，用弹簧测力计和相同的弹簧分别进行多次实验，其中力F可以作为F1、F2合力的是（　　） A．只有② B．只有③ C．①② D．①③ 2．有关合力的说法错误的说法是（　　） A．合力和分力不一定是真实存在的 B．合力的作用效果和分力的共同作用效果是一样的 C．考虑合力时就不考虑分力了 D．合力不可能为零 题型02同一直线上二力的合成 3．用250N的力竖直向上提起一个重200N的水桶时。桶受到的合力的大小和方向是（    ） A．450N，竖直向上 B．450N，竖直向下 C．50N，竖直向上 D．50N，竖直向下 4．小红练习排球垫球时，排球离开胳膊竖直上升过程中，某时刻受到的空气阻力大小为0.5N，已知排球重力2.7N，此时排球所受合力的大小和方向是（　　） A．3.2N，竖直向上 B．2.2N，竖直向上 C．2.2N，竖直向下 D．3.2N，竖直向下 5．同学们学了“同一直线上二力的合成”后开展讨论，下面说法中不正确的是（　　） A．同一直线上两个力的合力一定不为零 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可能小于其中任何一个力 6．一个人用的力沿竖直方向提起一袋质量为的米，则米袋受到的合力（g取）（　　） A．，方向竖直向上 B．，方向竖直向下 C．，方向竖直向上 D．0 7．一个物体受到同一直线上两个力的作用，其中F1＝3N，F2＝2N，若用一个力等效代替这两个力，则这个力的大小可能是（　　） A．5N B．1N C．1N或5N D．无法确定 8．如图甲所示，水平地面上的物体，受到沿水平方向不变的推力F的作用，其F-t和v-t的图像分别如图乙、丙所示。由图像可知，0∼3s内，物体受到摩擦力是 N；t=5s时，物体受到的合力是 N；合力的方向为 （选填“水平向左”或“水平向右”）。 9．小明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秤的挂钩上，每次实验时，都将弹簧由A 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)由图a、b、c中，每次都将弹簧由A拉伸到B 位置，目的是 ， 用 到的实验方法是   法； (2)分析比 较图a与图b中拉力的方向及弹簧测力计的示数F1、F2可得出结论：在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小F= （ 用 含F1、F2表达式作答）。 (3)图c验证了在同一直线上，方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差，并且方向与较大力的方向相同的规律，则F3= 。 10．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F或F1、F2的共同作用下伸长到AE′。 (1)图甲中的EE′表示橡皮筋 的长度； (2)实验中，老师每次均将橡皮筋右端拉至E′点，这样做的目的是 ； (3)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； (4)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 （选填“较大”或“较小”）的那个力的方向相同。 11．小华利用支架、滑轮、橡皮筋、重均为0.5N的钩码、细线等组成图所示的实验装置，探究同一直线上两个力的合成。 (1)如图（a）所示，橡皮筋下端系有两根细线，在其中一根细线上挂一个钩码，在另一根细线上挂两个钩码，记录橡皮筋下端到达的位置O。 ①撤去所有钩码，只在其中一根细线上挂钩码，使橡皮筋的下端 ，记录钩码的个数。 ②小华选用长短不同的两段细线，可避免钩码并排放置造成 的问题。 (2)如图（b）所示，橡皮筋下端系有两根细线，在其中一根细线上挂三个钩码，另一根细线向上跨过滑轮后挂一个钩码，记录此时橡皮筋下端到达的位置O′。撤去所有钩码，仅在橡皮筋下端的细线上挂钩码，使橡皮筋下端仍到达位置O′，需挂 个钩码。 (3)如图（c）所示，一只箱子置于水平地面上。两个小孩在游戏时，分别用相反方向的恒定大小的水平力F甲、F乙推箱子，其中F甲=12N、F乙=4N，箱子未被推动。忽然，左侧小孩松手，则箱子所受的合力为 N。 题型03 运动和力的关系 12．校园是承载文化、科技、体育、劳动的教育王国，在这里，我们领悟到物理学科的魅力！小明要在班级文化墙上贴一张科技节海报。若铅锤重1N、线重0.1N，当铅锤静止悬挂时，它所受力的合力为（　　） A．0 B．1N C．1.1N D．0.9N 13．一个物体重100N，受到的空气阻力大小为10N，则下列说法正确的是（　　） A．物体竖直向上运动时，合力大小是110N，合力的方向竖直向下 B．物体竖直向上运动时，合力大小是90N，合力的方向竖直向下 C．物体竖直向下运动时，合力的大小是90N，合力的方向竖直向上 D．物体竖直向下运动时，合力的大小是110N，合力的方向竖直向下 14．小明先用6N的水平力推一辆小车，使其匀速向右直线运动，后改用4N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．2N，水平向右 B．6N，水平向右 C．4N，水平向左 D．10N，水平向左 15．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 16．如图所示，放在水平面上的物体受到水平向右的力F1=9N和水平向左的力F2=4N的共同作用，物体向右做匀速直线运动，那么下列说法错误的是（　　） A．此时物体所受的合力为0 B．此时物体所受的摩擦力为5N，方向向左 C．撤去力F1瞬间，物体受到的合力为9N D．撤去力F2瞬间，物体受到的合力为5N 17．一个重力为G的小球从某一高度竖直下落，撞到竖直放置的弹簧上，然后又被弹起，如图所示。小球不接触弹簧时考虑空气阻力，空气阻力大小不变且小于重力；与弹簧接触后忽略空气阻力。以下说法中，有几种是正确的（　　） ①小球接触弹簧向下运动的过程中合力先向下后向上 ②小球运动到最低点时处于平衡状态 ③上升过程和下降过程中合力为零的位置是重合的 ④不和弹簧接触时，下降阶段小球受到的合力小于上升阶段小球受到的合力 A．一种 B．二种 C．三种 D．四种 18．弹簧测力计下挂着物体A 上升，如图所示，A的重力为G，A对弹簧测力计的拉力为F₁，弹簧测力计对A 的拉力为F₂，下列说法中正确的是（　　） A．若物体A匀速上升，则F₁与F₂二力平衡 B．若物体A匀速上升，F₁与F₂大小相等，方向相反，作用在同一直线上，因此合力为0 C．若物体A不是平衡状态，F₁大于 F₂ D．若物体A不是平衡状态，F₁等于F₂ 19．如图所示，A、B两物块通过轻绳连接，已知A的重力为3N，B重力为9N，当A、B都静止时，B所受的合力为 N。 创新拓展练 20．如图所示，小红同学在练习垫排球，排球离手后竖直上升过程中依次经过a、b、c三处，到达最高处d后，又回到a处。已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球整个运动过程中，下列说法正确的是（　　） A．排球向上运动经过a处时，合力大小最大 B．排球经过d处时，合力大小最小 C．合力方向始终竖直向上 D．合力方向先向上后向下 21．如图1所示，表面粗糙程度相同的水平面上，有一物体在力、的作用下向右做直线运动，力、及物体的速度v随时间t变化的图像如图2、图3、图4所示。下列说法正确的是（　　） A．0到时间内，物体处于静止状态 B．到时间内，若物体所受的外力均消失，则物体静止 C．到时间内，物体受到的合力不为零 D．0到时间内，物体受到的摩擦力均为4N 22．如图甲所示，“蹦极”就是跳跃者把一端固定的长弹性绳绑在踝关节等处，从几十米高处跳下的一种极限运动。某运动员做蹦极运动，所受绳子拉力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示（将蹦极过程近似为在竖直方向的运动）。以下说法正确的是（　　） A．t1~t3过程中人的速度是先变大再变小 B．图像AB段，人的合力变大 C．图像CD段，人的速度不断减小 D．人的重力等于F0 23．如图甲所示，一个重10N的物体M，其上表面通过测力计与电梯顶部相连，电梯由静止开始竖直向上运动，测力计在不同的时间段的示数如图乙所示，则电梯在此过程中速度随时间变化的图像应为选项中的（　　） A． B． C． D． 24．如图，弹簧测力计下端挂有一质量为0.20kg的光滑均匀球体，球体静止于带有固定挡板的斜面上，斜面倾角为30°，挡板与斜面夹角为60°。若弹簧测力计位于竖直方向，读数为1.0N，g取10N/kg，则挡板和斜面对球体支持力的合力大小、方向分别为（　　） A．1.0N、竖直向上 B．1.0N、竖直向下 C．2.0N、垂直于挡板向上 D．2.0N、垂直于斜面向上 25．假设有100个共点力作用在物体上，物体静止，其中一个力的大小为10N，方向向东，则其余99个力的合力大小为 ，方向 ；若其中的30个力的合力大小为20N，则其余的70个力的合力大小为 ；若将方向向东的大小为10N的力旋转180°，则这100个力的合力大小变为 。 26．如图所示是无人机用绳索吊送货物的场景，已知无人机质量为16kg，最大升力为300N。求： (1)无人机空载并悬停时，需要的升力； (2)无人机吊送货物并悬停时，货物的最大重力； (3)某次匀速直线向上吊送重为100N的货物A时，货物A受到的空气阻力大小为f；匀速直线向下吊送重120N的货物B时，绳索对货物的拉力较前次增大了5N，由于下降速度变大，空气阻力变为2f，求f的大小。 链接中考 27．（2025·四川成都·中考真题）2024年巴黎奥运会，中国艺术体操队获得了奥运金牌。体操运动员用力向上跳起时，力改变了运动员的 。运动员竖直向上做减速运动时，所受合力的方向是向 的。 新题快递 28．（2025·湖南湘西·模拟预测）在“探究同一直线上二力合成”实验中，先将橡皮筋一端固定在M点，接着用甲、乙两根弹簧测力计把另一端沿同一直线共同拉至C点（如下图），记录示数；后改用丙弹簧测力计单独拉橡皮筋。为成功探究合力与分力的关系，必须保证（　　） A．甲、乙的拉力大小相等 B．甲、乙的拉力方向相同 C．丙将橡皮筋拉到同一位置C点 D．甲、乙、丙的作用点不同 29．（2025·河北邯郸·一模）在水平桌面上从左往右放置了甲、乙、丙、丁四个完全相同的木块，现对四个木块施加不同的水平方向上的拉力，木块均静止不动，如图所示。受到向左的摩擦力且最大的是木块（   ） A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 30．（2025·上海青浦·二模）重力为G的行李静止放在水平地面上，小明同学用大小为F的力竖直向上提，行李仍静止在地面上，如图所示。此时（　　） A．F一定等于G B．F一定小于G C．重力G和行李受到地面支持力的合力一定大于F D．重力G和行李受到地面支持力的合力一定等于F 31．（2025·四川绵阳·一模）某同学练习排球垫球时，排球离开胳膊后竖直上升，到达最高点后竖直下落。已知排球所受的重力为2.5N，排球所受的空气阻力与速度的大小有关，方向与运动方向相反。若排球在竖直上升过程的某时刻速度为v，所受空气阻力的大小为0.5N，排球此时所受力的合力的方向为 ，若排球在竖直下落过程的某时刻速度再次达到v，则此时排球所受力的合力的大小为 N。 32．（2025·云南楚雄·一模）如图所示，甲物体质量为300g，乙物体质量为400g，弹簧测力计重力及摩擦均不计，则两物体静止时，弹簧测力计的读数为 N，物体乙受到的合力为 N。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $