第八章 第4节 同一直线上二力的合成-【教材笔记】2025-2026学年八年级下册物理（人教版·新教材）

第4节同一直线上二力的合成 ?问题 生活中的物体往往同时受到多个力的作用。怎样分析这样的力学问题呢？你 认为能用一个力代替几个力同时作用的效果吗？ 可以 通过力的合成，可以简化对多个力作 用的分析，便于研究物体的运动状态 新知解读 知识点1●》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。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(resultant force)。在物理学中，求几 个力合力的过程叫作力的合成(composition of forces)。 合力是对多个力作用效果的等 效替代，不是实际存在的力 ®想想议议 如图8.4-1所示，在搬运货物的时候，两个人 同时对车施加沿水平方向的拉力F,和推力F2。此 时，怎样计算拉力F和推力F2的合力大小呢？ 该怎样确定合力的方向呢？ 图8.4-1两个人搬运货物 因拉力和推力方向相同，故合力 拉力与推力方向相同时，合力 大小等于拉力和推力的大小之和 方向与拉力和推力的方向相同 知识点2>同一直线上二力的合成 要研究多个力的合成问题，可以从简单的情况入手。同一直线上二力合成的 情况最简单，下面让我们通过实验来研究。·组成合力的每一个力都叫分力 第八章运动和力 33 >演示 研究同一直线上二力的合成 1.如图8.4-2所示，将橡皮筋一端固定，另一端与小圆环相连。把两个弹簧 测力计分别通过细绳与小圆环相连后，沿水平方向向右拉橡皮筋，将小圆环拉至 0点，标记下此时小圆环的位置，并记录两个弹簧测力计的示数F1、F2。 O F F 件2e 0 研究合力用到了等效替代法 图8.4-2同一直线上方向相同的两个力的合成 2.只用一个弹簧测力计拉橡皮筋，将小圆环再次拉到0点，记下弹簧测力计 的示数F合。 改变拉力F1、F2的大小，多做几次实验。将F合与F、F2的示数进行比较，并分 析F合与F、F2方向的关系。 同一直线上，方向相同的两个力，F◆=F,+F2, 合力的方向与分力的方向相同 3.如图8.4-3所示，用两个弹簧测力计沿相反的方向水平拉橡皮筋，标记下 此时小圆环的位置0'点，并记下两个弹簧测力计的示数F,'、F2'。 O'F F 图8.4-3同一直线上方向相反的两个力的合成 4再用一个弹簧测力计将小圆环拉到O'点，记下弹簧测力计的示数F合'。 改变拉力F'、F2'的大小，多做几次实验。将F合与F,'、F2'的示数进行比 较，并分析F念'与F'、F,'方向的关系。 +同一直线上，方向相反的两个力，F金'=F'-F2'（F,>F,), 合力的方向与较大的分力的方向相同 34教材笔记物理八年级下册 大量实验研究表明：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；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。 ·合力是为了表示几个力的作用效果而引入的， 它并不是物体实际受到的力 知道了同一直线上二力合成的规则，就可以分析物体在同一直线上受两个力 作用的问题了。例如，行驶在平直轨道上的列车，如果牵引力与阻力大小相等， 则合力等于0，二力平衡，列车将做匀速直线运动；如果牵引力小于阻力，合力 不为0，方向与列车前进方向相反，列车将逐渐慢下来。 例题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约为2.7N,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所受空气阻力的大小约为 0.5N,试计算排球此时所受力的合力的大小，并说明合力的方向。若排球在竖直 下落过程的某时刻所受空气阻力的大小也约为0.5N,则此时排球所受力的合力的 大小和方向又是怎样的？ 甲 图8.4-4分析排球的受力 解排球竖直上升时，受到的重力和空气阻力方向均竖直向下（图8.4-4 甲)，这两个力的方向相同。 F合=G+F阻=2.7N+0.5N=3.2N 排球竖直下落时，受到的重力竖直向下，空气阻力竖直向上（图8.4-4乙)， 这两个力的方向相反。 F合'=G-F阻=2.7N-0.5N=2.2N 排球上升时合力为3.2N,排球下降时合力为2.2N,方向均竖直向下。 第八章运动和力 35 练习与应用 1.船帆的主要作用是借助风力来推动帆船前进，当风作用在船帆上时，会产生 一个推动帆船前进的力。动力需求大的帆船安装更多的船帆，意味着船帆具 有更大的受风面积，可以“捕提”到更多的风力，从而获得更大的推力， 满足其对动力的高需求。 ①不同型号的帆船配有不同数量的船帆。动力需求越大的 帆船往往用越多的船帆（图8.4-5)，这是为什么？ ②在研究同一直线上方向相同的两个力的合成的实验中， 两次将小圆环拉至同一位置O点的目的是什么？实验中 我们会发现，两个弹簧测力计并排拉圆环时，很难严格 图8.4-5 做到让力F,和力F2在同一直线上。这两个力之间会有一定的夹角，你是通过 什么方法减小这个夹角的？ 2.两次将小圆环拉至同一位置0点的目的是控制力的作用 效果相同；在实验过程中，耐心地调整两个弹簧测力计 的位置，使其尽量在同一水平线上，并且尽量使拉力方 向处于同一直线。 ③甲、乙两人用一条绳子向同一方向拉一条船，甲用力300N,乙用力170N,船 受到的拉力是多少？ *3.470N。 ④甲、乙两人推一张桌子，甲用30N的力向右推，乙用50N的力向左推，两个 力沿同一直线。桌子受到两个力的合力是多少？方向如何？ 4.20N；方向向左。 ⑤一个力F,的大小为5N,另一个力F,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。 5.共有4种可能。①F与F,都向东，合力大小为8N,合力 方向向东；②F,与F,都向西，合力大小为8N,合力方向 向西；③F,向东，F2向西，合力大小为2N,合力方向向 东；④F,向西，F2向东，合力大小为2N,合力方向向西。 36教材笔记物理八年级下册 复习与提高 1.不正确：力是改变物体运动状态的原因，不是维持物体运动 的原因，是雪面和滑雪板间的摩擦力使人和滑雪板停下来的。 ①某同学在练习滑雪时，用滑雪杖撑地，人和滑雪板就一起向前滑行；收起 滑雪杖，人和滑雪板就会慢慢停下来。由此他认为，物体持续运动必须有 力，没有力的作用物体就会停下来。他的观，点正确吗？请说明理由并解释 人和滑雪板停下来的原因。 ②雨滴在竖直下落的过程中，由于受到重力和阻力的作用，一般要经历加速 和匀速两个阶段，最终落到地面。如果一滴雨滴所受的重力为5×104N, 它在某时刻所受的阻力为3×104N,此时雨滴所受力的合力是多少？方向 如何？雨滴在匀速下落过程中所受的阻力是多少？方向如何？ 2.2×104N；方向竖直向下；5×104N;方向竖直向上。 ③在某次实验中，同学们研究同一直线上方向相反的两个力的合成，三个小 组的实验结果都跟课本中的结论非常吻合。老师把他们的实验数据填在下 表中，但隐藏了每个小组的一个数据。你认为这三个数据可能是多少？请 填在下表中。3.见下表。 小组 左侧拉力F/N 右侧拉力F2/N 合力F金N 1 1.2 2.0 0.8 2 2.6 3.3或1.9 0.7 3 5.0或3.2 4.1 0.9 ④F,的大小为8N,方向竖直向下，要使F与F2的合力方向竖直向上并小于 3N,求F,的取值范围。 4.8N<F2<11N。 ⑤某同学猜想影响滑动摩擦力大小的因素可能有：接触面所受的压力、接触 面的粗糙程度。他使用接触面越来越粗糙的木板1、2、3进行实验，实验 数据见下表。 次数 接触面 压力F/N 摩擦力F/N 1 木板1 1.1 0.32 2 木板1 2.1 0.61 第八章运动和力 37 续表 次数 接触面 压力F/N 摩擦力FN 3 木板1 3.2 0.93 4 木板2 1.1 0.35 5 木板2 2.1 0.67 6 木板2 3.2 1.02 7 木板3 3.2 1.06 (1)哪几组实验是用来研究滑动摩擦力与接触面所受压力的关系的？ (2)哪几组实验是用来研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系的？ (3)从这次实验中你能发现什么规律？ 5.(1)1、2、3或4、5、6。 (2)1、4;2、5或3、6、7。 (3)通过表格实验裁据可知，滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关， 接触面受到的压力趣大，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力的大小还与接触面 的粗糙程度有关，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 ⑥请在图8-1中画出运动员沿坡道下滑时所受的力（忽略空气阻力)。 6.见图8-1。￥ 图8-1 ⑦一块磨刀石有两个磨刀面，其中一个面比较粗糙，用来粗磨，可以快速磨 去菜刀上凹凸不平的部分；另一个面比较细腻，用来细磨，可以使刀刃平 整、锋利。假设用两个磨刀面磨菜刀时，菜刀对磨刀石的压力相同，则菜 刀在哪个磨刀面上移动需要更大的力？为什么？ 7.粗糙的磨刀面；压力相同时，接触面粗糙程度越大，滑动摩擦力越大 ⑧在x坐标轴上有三个力，其中F沿着x轴正方向，大小为9N,F2和F,沿 着x轴负方向，大小分别为3N和4N。求这三个力的合力的大小和方向。 →8.2N,方向沿x轴正方向。 38 教材笔记物理八年级下册