8.4同一直线上二力的合成 自学案 ---2025-2026学年人教版物理八年级下学期

该初中物理导学案聚焦《同一直线上二力的合成》，引导学生掌握合力与分力概念、同向及反向二力合成规律，理解与二力平衡的区别。通过“知识回顾”衔接力的三要素、二力平衡等旧知，“自主预习”引入新知，搭建新旧知识过渡的学习支架。 以核心素养为导向，通过实验探究体验等效替代法培养科学探究能力，设计思考讨论、例题解析及分层练习强化科学思维，结合生活实例助学生形成物理观念，既便于学生自主学习，也利于教师评估教学效果。

2025-2026学年人教版初中物理八年级下学期 第八章《运动和力》第四节《同一直线上二力的合成》自学案 核心素养目标​ 物理观念：形成同一直线上二力合成的基本观念，知道合力、分力的概念，理解同一直线上二力合成的规律（同向相加、反向相减），能识别生活中同一直线上二力合成的实例。​ 科学思维：通过分析同一直线上二力的合成过程，初步具备归纳力的合成规律的思维能力，能运用合成规律进行简单计算，区分合力与分力的关系。​ 科学探究：通过实验探究同一直线上二力合成的规律，体验科学探究的基本过程，理解等效替代法的应用，培养实验观察和数据分析能力。​ 科学态度与责任：感受力的合成在生活、生产中的应用，认识其对解释物体受力与运动状态关系的重要意义，培养运用知识解决实际问题的意识和严谨的科学态度。​ 学习重难点​ 1.知道合力、分力的概念，理解同一直线上二力合成的规律（重点）。​ 2.能运用同一直线上二力合成的规律进行计算，判断合力的大小和方向（重难点）。​ 3.区分同一直线上二力合成与二力平衡的不同，理解等效替代法的实验思想（重点）。​ 【知识回顾】（衔接旧知）​ 1.力的三要素是________、和，力的作用效果是改变物体的________或________。​ 2.二力平衡的条件是作用在同一物体上、大小________、方向________、作用在同一直线上，二力平衡时物体的合力为________。​ 3.滑动摩擦力的大小与________和________有关，用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动时，拉力与摩擦力是一对________力，大小相等。​ 【自主预习】（初中核心）​ 一、合力与分力​ 1.分力：如果一个力的作用效果可以被几个力共同作用的效果替代，那么这几个力叫做这个力的________。​ 2.合力：如果几个力共同作用的效果可以被一个力替代，那么这个力叫做这几个力的________。​ 3.力的合成：求几个力的________的过程叫做力的合成。本节课重点学习同一直线上两个力的合成（二力合成）。​ 4.核心思想：“等效替代法”—— 合力与分力的作用效果是________的，可相互替代。​ 实例：用两个水平向右的力 F₁=3N 和 F₂=5N 共同拉箱子，与用一个水平向右的力 F=8N 拉箱子的效果相同，则 F₁、F₂ 是分力，F 是它们的合力。​ 二、同一直线上二力合成的规律​ 1.情况一：两个力方向相同（同向二力合成）​ 规律：合力的大小等于两个分力大小之________，合力的方向与两个分力的方向________。​ 公式：F 合 = ________（F₁、F₂ 方向相同）。​ 实例：两人同向拉车，F₁=10N，F₂=15N，合力 F 合 = ________N，方向与拉力方向一致。​ 2.情况二：两个力方向相反（反向二力合成）​ 规律：合力的大小等于两个分力大小之________，合力的方向与________的分力方向相同。​ 公式：F 合 = |F₁ - F₂|（F₁、F₂ 方向相反，取较大分力的方向为合力方向）。​ 实例：向左的力 F₁=6N，向右的力 F₂=10N，合力 F 合 = N，方向。​ 3.特殊情况：二力平衡​ 当两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线和同一物体上时，合力 F 合 = ________N，物体处于平衡状态（静止或匀速直线运动），这与二力平衡的规律一致。​ 三、力的合成与二力平衡的区别​ 对比项目​ 同一直线上二力合成​ 二力平衡​ 核心关系​ 求两个分力的等效合力​ 两个力的合力为 0（平衡状态）​ 力的方向​ 可同向或反向​ 一定反向​ 合力大小​ 同向：F₁+F₂；反向：​ F₁-F₂​ 物体运动状态​ 合力不为 0 时，运动状态________；合力为 0 时，运动状态________​ 一定处于平衡状态（运动状态不变）​ 实例​ 同向拉车、反向推箱子​ 静止的书本、匀速行驶的汽车​ 思考与讨论​ 一、合力与分力的理解​ 1.合力一定大于分力吗？请结合反向二力合成的规律举例说明。​ 2.“1N 的力和 2N 的力的合力一定是 3N”，这种说法正确吗？为什么？​ 3.用 5N 的水平向左的力和 3N 的水平向右的力拉同一木块，木块受到的合力是多少？方向如何？如果木块静止不动，说明什么？​ 二、同一直线上二力合成的应用​ 1.一辆小车在水平方向受到两个力的作用：向右的牵引力 F₁=200N，向左的阻力 F₂=150N，小车受到的合力是多少？方向如何？小车的运动状态会发生什么变化？​ 2.跳伞运动员匀速下落时，受到竖直向下的重力 G=600N，竖直向上的空气阻力 f=600N，求合力大小。这一现象与二力合成、二力平衡有什么关系？​ 3.小明用 10N 的力向右拉箱子，小红用 8N 的力向左拉同一箱子，箱子在水平方向受到的合力是多少？如果箱子向右做匀速直线运动，需要再施加一个多大的力？方向如何？​ 三、实验探究与等效替代法​ 1.在 “探究同一直线上二力合成的规律” 实验中，为什么要用一个弹簧测力计拉橡皮筋到某一位置，再用两个弹簧测力计拉橡皮筋到同一位置？这体现了什么实验思想？​ 2.若实验中，用两个同向的力 F₁=2N、F₂=3N 拉橡皮筋到 A 点，再用一个力 F 拉橡皮筋也到 A 点，此时 F 的大小应该是多少？方向如何？如果 F 的示数不是 5N，可能的原因是什么？​ 例题解析​ 例 1 关于同一直线上二力的合成，下列说法中正确的是（　　）​ A. 两个力的合力一定大于其中任何一个分力​ B. 两个力的合力一定小于其中任何一个分力​ C. 两个力方向相同，合力大小等于两力之和，方向与分力方向相同​ D. 两个力方向相反，合力大小等于两力之差，方向与较小分力方向相同​ 例 2 一个物体在水平方向受到两个力的作用，F₁=15N，方向水平向右；F₂=10N，方向水平向左。则物体受到的合力大小为________N，方向________。若 F₂ 增大到 20N，方向不变，此时合力大小为________N，方向________。​ 例 3 用弹簧测力计拉着一个物体在水平面上运动，已知物体受到水平向右的拉力 F₁=8N，水平向左的阻力 F₂=5N，求物体受到的合力。若物体做匀速直线运动，需要对物体施加一个多大的力？方向如何？​ 课堂小结​ 本节课在二力平衡、摩擦力等知识的基础上，学习了合力、分力的概念及同一直线上二力合成的规律。通过学习我们知道，力的合成遵循 “等效替代法”，同一直线上同向二力的合力等于两力之和，方向与分力一致；反向二力的合力等于两力之差，方向与较大分力一致。合力为 0 时物体处于平衡状态，与二力平衡规律相呼应。力的合成是分析物体受力的重要工具，能帮助我们解释物体受力与运动状态变化的关系，是力学知识的重要延伸。​ 课后练习题​ 1.关于合力与分力的关系，下列说法中正确的是（　　）​ A. 合力的作用效果与分力的作用效果相同​ B. 合力一定大于任何一个分力​ C. 合力一定小于任何一个分力​ D. 合力与分力是同时作用在物体上的力​ 2.同一直线上两个力的大小分别为 3N 和 5N，它们的合力大小可能是（　　）​ A. 1N B. 2N C. 8N D. 10N​ 3.一个物体受到水平向右的力 F₁=12N，水平向左的力 F₂=8N，该物体受到的合力大小为（　　）​ A. 4N B. 12N C. 20N D. 0N​ 4.关于同一直线上二力的合成，下列说法中错误的是（　　）​ A. 同向二力的合力大小等于两力之和​ B. 反向二力的合力大小等于两力之差的绝对值​ C. 合力的方向总是与较大的分力方向相同​ D. 两个力的合力一定大于其中一个分力​ 5.静止在水平桌面上的物体，受到竖直向下的重力 G=10N，竖直向上的支持力 F=10N，该物体受到的合力大小为（　　）​ A. 0N B. 10N C. 20N D. 无法确定​ 6.请简述 “探究同一直线上同向二力合成的规律” 实验的主要步骤（至少 3 步）。​ 7.为什么同向拉车比单人拉车更省力？请用同一直线上二力合成的规律解释。​ 8.一个物体在水平方向受到两个同向的力，F₁=5N，F₂=7N，求合力大小和方向。若这两个力方向相反，合力大小和方向又会如何？​ 9.下列关于同一直线上二力合成与二力平衡的说法中，正确的是（　　）​ A. 二力平衡时，合力不为 0​ B. 同一直线上反向二力的合力一定为 0​ C. 二力平衡是同一直线上二力合成的特殊情况（合力为 0）​ D. 合力为 0 时，物体一定处于静止状态​ 10.（多选）下列实例中，属于同一直线上同向二力合成的是（　　）​ A. 两人共同推一辆车，方向相同​ B. 用弹簧测力计拉物体，同时物体受到摩擦力​ C. 向上抛出的物体，受到重力和空气阻力​ D. 划船时，桨对水的推力和水对桨的推力​ 11.一个重 5N 的木块在水平桌面上，受到水平向右的拉力 F₁=3N，水平向左的阻力 F₂=1N，求木块受到的水平方向的合力。若 F₂ 增大到 4N，方向不变，此时合力大小和方向如何？木块的运动状态会发生什么变化？​ 12.请设计一个实验，验证 “同一直线上反向二力合成的规律”（写出实验器材、实验步骤、实验现象和实验结论）。​ 学习反思​ 本节课学习中，你有哪些收获？还有哪些问题？​ 收获：________________________________________________________________​ 疑问：________________________________________________________________​ 【知识回顾】答案​ 1.大小；方向；作用点；运动状态；形状​ 2.相等；相反；0​ 3.压力大小；接触面粗糙程度；平衡​ 【自主预习】答案​ 一、合力与分力​ 1.分力​ 2.合力​ 3.合力​ 4.相同​ 二、同一直线上二力合成的规律​ 1.和；相同；F₁+F₂；25​ 2.差；较大；4；水平向右​ 3.0​ 三、力的合成与二力平衡的区别​ 对比项目​ 同一直线上二力合成​ 二力平衡​ 核心关系​ 求两个分力的等效合力​ 两个力的合力为 0（平衡状态）​ 力的方向​ 可同向或反向​ 一定反向​ 合力大小​ 同向：F₁+F₂；反向：​ F₁-F₂​ 物体运动状态​ 合力不为 0 时，运动状态改变；合力为 0 时，运动状态不变​ 一定处于平衡状态（运动状态不变）​ 实例​ 同向拉车、反向推箱子​ 静止的书本、匀速行驶的汽车​ ​思考与讨论答案​ 一、合力与分力的理解​ 1.不一定。例如：反向二力合成时，F₁=5N（向右），F₂=3N（向左），合力 F 合 = 2N，小于较大的分力 5N，因此合力可能小于分力。​ 2.不正确。因为两个力的方向不确定：若方向相同，合力为 3N；若方向相反，合力为 1N，因此合力不一定是 3N。​ 3.合力大小为 5N - 3N = 2N，方向水平向左；如果木块静止不动，说明木块还受到其他力的作用，总合力为 0（处于平衡状态）。​ 二、同一直线上二力合成的应用​ 1.合力 F 合 = 200N - 150N=50N，方向水平向右；合力不为 0，小车的运动状态会改变（速度变大，向右加速运动）。​ 2.合力 F 合 = 600N - 600N=0N；这一现象中，重力和空气阻力是反向二力，大小相等，合力为 0，属于二力平衡，因此运动员匀速下落（平衡状态）。​ 3.合力 F 合 = 10N - 8N=2N，方向水平向右；如果箱子向右做匀速直线运动，需要施加一个水平向左的力 F=2N，使总合力为 0（二力平衡）。​ 三、实验探究与等效替代法​ 1.目的是保证两个分力的共同作用效果与一个合力的作用效果相同（都使橡皮筋伸长到同一位置）；体现了 “等效替代法” 的实验思想。​ 2.F 的大小应该是 5N，方向与 F₁、F₂ 同向；如果示数不是 5N，可能的原因是：两个弹簧测力计的拉力方向不在同一直线上、橡皮筋没有拉到同一位置、存在摩擦等。​ 例题解析答案​ 例 1 答案：C​ 解析：​ A 错误，反向二力合成时合力可能小于分力；​ B 错误，同向二力合成时合力大于分力；​ C 正确，同向二力合成规律符合题意；​ D 错误，反向二力合力方向与较大分力方向相同，故选 C。​ 例 2 答案：5；水平向右；10；水平向左​ 解析：​ F₁=15N（右），F₂=10N（左），合力 F 合 = 15N - 10N=5N，方向向右；​ F₂ 增大到 20N 后，合力 F 合 = 20N - 15N=10N，方向向左。​ 例 3 答案：​ （1）合力 F 合 = 8N - 5N=3N，方向水平向右；​ （2）若物体做匀速直线运动，需使合力为 0，因此需要施加一个水平向左的力 F=3N，与原合力平衡。​ 课后练习题答案​ 1.答案：A​ 解析：合力与分力是等效替代关系，作用效果相同；B、C 错误，合力可能大于、小于或等于分力；D 错误，合力与分力不同时作用在物体上，故选 A。​ 2.答案：BC​ 解析：同向时合力为 3N+5N=8N，反向时合力为 5N-3N=2N，因此合力可能是 2N 或 8N，故选 BC。​ 3.答案：A​ 解析：合力 F 合 = 12N - 8N=4N，故选 A。​ 4.答案：D​ 解析：反向二力合成时合力可能小于分力（如 5N 和 3N 反向，合力 2N），故选 D。​ 5.答案：A​ 解析：重力与支持力二力平衡，合力为 0，故选 A。​ 6.答案：​ 实验步骤：① 用一个弹簧测力计拉橡皮筋的一端，使橡皮筋的另一端到达位置 A，记录弹簧测力计的示数 F（合力）和方向；② 用两个弹簧测力计，沿同一方向拉橡皮筋的同一端，使橡皮筋的另一端仍到达位置 A，记录两个弹簧测力计的示数 F₁、F₂ 和方向；③ 重复实验 2~3 次，比较 F 与 F₁+F₂ 的大小关系，得出结论。​ 7.答案：同向拉车时，两个拉力是同一直线上的同向二力，根据合成规律，合力大小等于两个拉力之和；单人拉车时，拉力是一个分力，合力小于同向两个拉力的合力，因此同向拉车的拉力更大，更省力。​ 8.答案：​ （1）方向相同时，合力 F 合 = 5N+7N=12N，方向与两个力的方向一致；​ （2）方向相反时，合力 F 合 = 7N-5N=2N，方向与 7N 的力的方向一致。​ 9.答案：C​ 解析：A 错误，二力平衡时合力为 0；B 错误，反向二力大小不等时合力不为 0；C 正确；D 错误，合力为 0 时物体可能匀速直线运动，故选 C。​ 10.答案：AC​ 解析：A 是同向二力合成；C 中重力和空气阻力同向（都向下），属于同向二力合成；B 是拉力与摩擦力反向；D 是相互作用力，故选 AC。​ 11.答案：​ （1）水平方向合力 F 合 = 3N - 1N=2N，方向水平向右；​ （2）F₂ 增大到 4N 后，合力 F 合 = 4N - 3N=1N，方向水平向左；​ （3）木块的运动状态会改变（原来向右加速，现在向左减速或反向加速）。​ 12.答案：​ 实验器材：弹簧测力计 2 个、橡皮筋、带挂钩的木板、细线。​ 实验步骤：① 用一个弹簧测力计拉橡皮筋的一端，使橡皮筋另一端到达位置 B，记录示数 F 和方向；② 用两个弹簧测力计，沿同一直线相反方向拉橡皮筋的同一端，使橡皮筋另一端仍到达位置 B，记录两个弹簧测力计的示数 F₁、F₂（F₁>F₂）和方向；③ 重复实验 2~3 次，比较 F 与 F₁-F₂ 的大小关系。​ 实验现象：每次实验中，F 的大小都等于 F₁-F₂，方向与 F₁ 的方向一致。​ 实验结论：同一直线上反向二力的合力大小等于两个分力大小之差的绝对值，方向与较大分力的方向相同。 9 学科网（北京）股份有限公司 $