内容正文:
物理匠心·2025-2026学年苏科版八年级物理下期中提分特训9
《同一直线上两个力的合成》专题(盐城专版)
1. 知识梳理
(
考点一
合力与分力
概念
合力:如果一个力的作用效果与几个力共同作用的效果完全相同,这个力就叫做那几个力的合力,组成合力的每一个力称为分力。
力的合成
求几个力的合力的过程,叫做力的合成。同一直线上两个力的合成是最简单的力的合成问题。
核心思想
等效替代法,用合力替代分力的共同作用,二者作用效果完全一致,受力分析时合力与分力不能同时考虑。
理解要点
1.同体性:两个分力必须同时作用在同一个物体上,才能进行合成。
2.共线性:本章节仅研究分力在同一条直线上的合成情况。
3.等效性:合力不是分力的简单相加,核心是作用效果相同,可替代分力发挥作用。
4.非共存性:分析物体受力时,考虑合力就不再考虑分力,考虑分力就不再考虑合力。
考点
二
同一直线上两个力的合成实验探究
实验器材
支架、橡皮筋、细绳、相同钩码、定滑轮、刻度尺
实验原理
过橡皮筋的形变程度判断力的作用效果,保证合力与分力作用效果相同,探究合力与分力的大小、方向关系。
实验装置
实验步骤
(1)
方向相同:用两根细线分别挂F
1
、F
2
个钩码,拉橡皮筋至O点;换用一根细线挂钩码,拉至同一O点,记录钩码数,验证F = F
1
+ F
2
。
(2)
方向相反:一根细线挂F
1
个钩码,另一根跨过滑轮挂F
2
个钩码(方向相反),拉橡皮筋至O'点;换用一根细线挂钩码,拉至同一O'点,记录钩码数,验证F = |F
1
- F
2
|。
实验结论
同一直线上,同向二力合力为两力之和,反向二力合力为两力之差的绝对值,方向与较大力一致。
考点
三
同一直线上二力合成规律
1.两个力方向相同
(1)大小关系:F
合
=
F
1
+ F
2
。
(2)方向:与F
1
、F
2
的方向相同
示例:水平向右拉物体的两个力,分别为F
1
=5N、F
2
=3N,合力F
合
=8N,方向水平向右。
2.两个力方向相反
(1)大小关系:F
合
=
|F
1
- F
2
|
(取绝对值,保证合力为正值)
(2)方向:与较大的分力方向相同
示例:水平向右的力F
1
=10N,水平向左的力F
2
=4N,合力F
合
=6N,方向水平向右。
(3)特殊情况:二力平衡(合力为零)
当同一直线上、方向相反的两个力大小相等时,合力F
合
=0。此时物体受力平衡,保持静止状态或匀速直线运动状态,运动状态不发生改变。
)
(
考点
四
合力与物体运动状态的关系
1.合力为零:物体运动状态不变(静止或匀速直线运动)。
2.合力不为零:物体运动状态改变(速度大小改变、运动方向改变或二者同时改变)。
【
易错点提醒
】
1.合力大小不一定大于分力:方向相反时,合力可能小于其中一个分力,甚至为零。
2.合力方向不由单个分力决定:方向相反时,合力方向一定与较大分力方向一致。
3.必须满足
“
同一直线、同一物体
”
:不同物体、不在同一直线的力,不能用此规律合成。
4.计算时先明确方向:先确定分力方向,再判断是相加还是相减,避免方向出错。
)二.考向分析+应对策略
(
考向一:基础概念辨析(选择题/填空题)
考查合力与分力的核心定义、等效替代法的理解,以及
“
同体性、共线性
”
等易错前提。常以生活场景(如拔河、提重物)为背景,辨析力的合成条件,是基础得分点。
【应对策略】
(1)牢记核心定义:合力是
“
作用效果相同
”
的替代力,分力与合力不可同时计入受力分析。
(2)抓准前提条件:判断力的合成前,先确认两个力是否作用在同一物体、同一直线上,排除
“
不同物体
”
或
“
非共线
”
的干扰选项。
(3)积累生活实例:结合拔河(同方向力合成)、电梯匀速上升(相反力平衡)等场景,快速对应概念本质。
考向二:同方向力的合成计算(计算题/填空题)
围绕公式
F
合
=
F
1
+ F
2
展开,结合具体情境(如水平推车、竖直提箱)考查计算能力,偶尔融入单位换算(N与kN),难度较低,需保证计算零失误。
应对策略
(1)先判方向再计算:明确两个力方向完全相同后,直接套用求和公式,避免方向判断错误。
(2)规范计算步骤:列出已知条件(F
1
、F
2
的大小与单位),再代入公式计算,单位统一为牛顿(N)。
(3)附加方向描述:计算结果后需标注合力方向(如
“
水平向右
”“
竖直向上
”
),完整回应题目要求。
考向三:反方向力的合成与平衡(计算题/综合题)
考查公式
:F
合
=
|F
1
- F
2
|
(取绝对值,保证合力为正值)
的应用,结合
“
二力平衡(F_{合}=0)
”
设置考点,常以竖直方向重物悬挂、水平方向阻力与动力合成等场景命题,兼顾计算与概念理解。
【应对策略】
(1)确定分力大小关系:先比较两个分力的大小,明确
“
较大力 - 较小力
”
,避免绝对值计算失误。
(2)锁定合力方向:合力方向始终与较大分力方向一致,反方向力合成时,方向描述是得分关键。
(3)熟记平衡条件:遇到
“
物体静止/匀速直线运动
”
的描述,直接判定F_{合}=0,可快速推导分力大小关系。
考向四:实验探究与图像分析(实验题/填空题)
以
“
探究同一直线上两个力的合成
”
实验为核心,考查实验原理(等效替代)、器材作用、结论归纳,偶尔结合力-形变图像分析,侧重实验细节的掌握。
【应对策略】
(1)吃透实验核心:牢记实验用
“
橡皮筋形变
”
体现作用效果等效,用
“
一个力替代两个力
”
验证合成规律。
(2)归纳结论模板:直接背诵实验结论
——
同方向力求和、反方向力求差,平衡时合力为零,避免表述遗漏。
(3)图像分析技巧:结合力的大小与形变程度图像,先判断力的方向关系,再对应套用公式,无需复杂推导。
)
(
考向五:综合应用与实际场景分析(综合题)
融合生活实际场景(如舰载机牵引、汽车行驶、体育竞技),结合力的合成与运动状态判断,考查
“
合力与运动状态
”
的关联,难度中等偏上,需灵活迁移知识。
【应对策略】
(1)场景拆解:将复杂场景拆分为
“
两个分力
”
,明确分力的大小、方向,还原同一直线合成的本质。
(2)关联运动状态:计算合力后,结合
“
F_{合}=0(运动状态不变)、F_{合}
eq0(运动状态改变)
”
推导结论,避免只计算不分析。
(3)结合考纲热点:关注军事、科技、体育类场景(如舰载机、无人机飞行),快速提取分力信息,适配题目命题风格。
)
三.强化基础
(一)选择题
1、2026盐城滨海海上风电塔筒竖直固定,塔筒受到向下重力12000N,向上固定拉力8000N,二力在同一直线上,则塔筒所受合力大小、方向、二力关系正确的是( )
A.4000N,竖直向上,同向力 B.4000N,竖直向下,反向力
C.20000N,竖直向下,同向力 D.20000N,竖直向上,反向力
2、2026我国新型舰载无人机水平飞行,向前发动机推力2500N,向后空气阻力1500N,二力共线,则无人机水平方向合力为( )
A.1000N,与推力同向 B.1000N,与阻力同向
C.4000N,与推力同向 D.4000N,与阻力同向
3、盐城大纵湖游船沿水面直线行驶,船头向前牵引力300N,船尾同向水流推力200N,两力在同一直线上,游船受到合力为( )
A.100N,行驶方向 B.100N,逆水方向 C.500N,行驶方向 D.500N,逆水方向
4、2026盐城射阳海上风电运维船竖直停靠,向上缆绳拉力5000N,向下海水浮力反方向分力5000N,船体合力情况正确的是( )
A.合力10000N,向上 B.合力0N,受力平衡
C.合力10000N,向下 D.无法计算
5.如图所示,两个人分别用和的力推车和拉车,则车受到推力和拉力的合力是( )
A.180N,方向向右 B.180N,方向向左 C.20N,方向向右 D.20N,方向向左
6.跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直跳下,他所受的重力和空气阻力的合力为100N,方向竖直向下,已知运动员和降落伞的总重为800N,则运动员所受空气阻力大小为( )
A.100N B.700N C.800N D.900N
7.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,体验者像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对此过程(忽略空气阻力),下列描述正确的是( )
A.体验者从A点到C点做减速运动
B.体验者从A点到C点,合力方向发生变化
C.体验者在此过程中,所受合力的大小一直增大
D.体验者运动到最高点C时,若一切外力消失,他将向上做匀速直线运动
8.如图所示的装置中甲物重7牛,乙物重3牛。甲、乙均保持静止状态,不计弹簧秤自重。则甲受到的合力和弹簧秤的示数分别是( )
A.0牛,3牛 B.0牛,4牛 C.4牛,10牛 D.4牛,3牛
9.一个新型复合材料小球的重力大小为2牛,它在空中运动时受到的空气阻力始终与运动方向相反,大小恒为0.2牛。关于小球所受合力F合,下列说法中正确的是( )
A.竖直上升时,F合=1.8牛,方向竖直向上 B.竖直上升时,F合=2.2牛,方向竖直向下
C.竖直下落时,F合=2.2牛,方向竖直向下 D.竖直下落时,F合=1.8牛,方向竖直向上
10.跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直落下,他所受的重力和空气阻力的合力为100 N,方向竖直向下,已知运动员和降落伞的总重为800 N,运动员所受空气阻力的大小和方向为( )
A.100 N、竖直匀下 B.700 N、竖直向上 C.800 N、竖直向下 D.900 N、竖直向上
11.如图所示,下列四个有关物体运动状态描述的图像中,物体所受合力不为零的是( )
A. B. C. D.
12.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,体验者像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对此过程(忽略空气阻力),下列描述正确的是( )
A.体验者从A点到C点做减速运动
B.体验者从A点到C点,合力方向发生变化
C.体验者在此过程中,所受合力的大小一直增大
D.体验者运动到最高点C时,若一切外力消失,他将向上做匀速直线运动
(二)填空题
13. 图所示,两个小孩能拎起一桶水,一个大人也能拎起同一桶水.由此可知,一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果______,大人的作用力相当于______(填“合力”或“分力”),每个小孩的作用力相当于______(填“合力”或“分力”).
14.古诗词“船到江心抛锚迟”中,抛锚后船慢慢停下,说明力是___物体运动状态的原因;船受阻力与拉力反向共线,合力大小等于两力___,方向与___力相同。
15.重为8N的长方体金属块竖直浸没在水中,上、下表面受到水的压力分别为7N、10N,该金属块受到的浮力为 牛,其受到重力和浮力的合力大小为 牛,合力方向 。
16.2026盐城滨海海上风电风机叶片水平转动,受到向前风力推力600N,向后空气阻力200N,二力在同一直线上。叶片所受合力大小为_____N,方向与______一致,属于______二力合成。
17.2026盐城国防军事演练装甲车水平行驶,向前牵引力4000N,向后地面阻力1500N。装甲车合力大小______N,方向水平______,两力作用线______。
18.2026盐城射阳港口货运船竖直方向,向上浮力9000N,向下总重力9000N。船体合力为______N,受力属于______二力,物体运动状态______。
19.2026我国北斗新一代导航卫星竖直在轨,向上轨道推力2500N,同向微调动力1500N。卫星合力______N,方向竖直______,计算方法为二力______。
20.如图甲所示,小强在水平地面上用力向右推木箱,推力随时间变化的图像如图乙所示,木箱速度随时间变化的图像如图丙所示,0-1s内木箱所受摩擦力大小为 N,1s-2s内木箱处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态,受到的摩擦力为 N。
(三)解答题
21.根据下列情景回答问题:
(1)一个重5N的物体放在水平地面上,若用弹簧测力计竖直向上对其施加一个拉力,如图所示,该拉力的示数为 N,此时物体的合力为 N;
(2)小球水平桌面上做匀速直线运动,其运动轨迹被照相机俯拍记录下(每隔0.02s拍摄一次,如图依次记录了小球在第1次,第3次经过的位置)
①请在图中画出小球第2次经过的位置;
②若小球(用“+”表示)在水平面上只受两个力作用。图中已画出其中的一个力F1,画出F2的受力示意图,并标出它的大小。
22.如图所示是小韦同学在“探究同一直线上同方向两个力的合力”的实验中出现的情景,请根据该情景,回答下列问题:
(1)如图a、b、c中,该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B,是为了使三次实验中力的作用效果 (选填“相同”或“不同”),这里用到了物理上 的研究方法;
(2)根据图b、c可以推断,图a中的测力计拉力F= N。
23.如图所示是某小组同学在探究同一直线上两个力的合成的实验情景。(每个钩码重1N)
(1)如图(a)所示,将一根橡皮筋悬挂在支架上,记录此时橡皮筋下端到达的位置。
(2)如图(b)所示,橡皮筋在两个方向相同的力和的共同作用下伸长到位置。
(3)如图(c)所示,使橡皮筋在两个方向相反的力和的共同作用下仍伸长到位置。
(4)如图(d)所示,撤去力、后,将力F作用在橡皮筋上,使橡皮筋也伸长到位置O'。
经过实验,将实验结果记录在下表中:
实验序号
①
②
③
力的大小
力的方向
竖直向下
竖直向下
竖直向下
(1)请将表格空白处补充完整;
(2)根据实验结果得出结论;
结论一: ;
结论二: ;
(3)在探究同一直线上两个力的合力与两个力的大小及方向关系的实验中,用两个力拉橡皮筋和单独用一个力拉橡皮筋时,都要将橡皮筋的自由端拉到同一位置,这样做的目的是使这个单独作用的力与那两个力的 。
24.一个力F1的大小为5N,另一个力F2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。
25.质量为10千克的物体在水平向右拉力的作用下,做匀速直线运动,已知受到的摩擦力是车重的0.2倍。求:
(1)物体的重力;
(2)拉力的大小;
(3)若拉力方向不变,大小为21牛,物体在水平方向上所受合力大小及方向。
26.阅读文段,回答问题
电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成,电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg,空轿厢的质量是500kg,额定载重量是1000kg。某次电梯满载上升时的图像如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。(g取10N/kg)
(1)按图乙所提供的信息,电梯的轿厢在 时段受到平衡力作用;(填时间段)
(2)电梯匀速上升的高度是 m;
(3)根据平衡力的知识,你认为对重的质量不能超过 kg;
(4)按图乙所提供的信息,电梯轿厢在内受到的拉力 自身的总重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)电梯轿厢在2-8s内受到的拉力是 N。
四.培优训练
(一)选择题
1、2026盐城黄海新区国产海防巡逻艇直线巡航,向后海水阻力1800N,测得艇向前合力为1200N,则发动机向前牵引力大小、二力类型正确的是( )
A.600N,同向共线力 B.600N,反向共线力
C.3000N,反向共线力 D.3000N,同向共线力
2、2026北斗新一代导航卫星竖直在轨运行,向下重力4800N,已知竖直向上轨道调控力,卫星竖直合力1200N且方向向上,则调控力大小为( )
A.3600N B.4800N C.6000N D.2400N
3、盐城湿地丹顶鹤低空直线滑翔,向前空气升力分力、向后空气阻力220N,水平合力80N向前,下列说法正确的是( )
A.向前动力140N,二力同向 B.向前动力300N,二力反向
C.向前动力140N,二力反向 D.向前动力300N,二力同向
4、2026国产新式坦克平直路面行进,向前两组履带同向推力分别为4000N、2000N,地面向后摩擦阻力5000N,同一直线整体合力为( )
A.1000N,行驶向前 B.1000N,行驶向后
C.11000N,行驶向前 D.11000N,行驶向后
5.如图所示,两个人分别用F1=100N和F2=80N的力推车和拉车,则车受到推力和拉力的合力是( )
A. 180N,方向向右 B. 180N,方向向左 C. 20N,方向向右 D. 20N,方向向左
6.如图小红竖直向上垫起排球,排球依次经过a、b、c三处,到达最高处d。已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球经过四处时,所受合力最大的是( )
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
7.一个重为G的物体在拉力F的作用下正沿着斜面做匀速直线运动(不考虑空气阻力),下列关于此物体的说法正确的是( )
A.物体所受的拉力和斜面对物体的摩擦力是一对平衡力 B.物体对斜面的压力为G
C.物体对斜面的压力是因为斜面发生弹性形变产生的 D.此时物体所受的合力为0
8.如图甲,光滑水平面上A物体受到水平向右的推力F1=5N,拉力F2=7N作用;图乙B物体重30N,现用竖直向上F3=45N的力拉,则A、B两物体受到的合力分别是( )
A.12N 15N B.12N 75N C.2N 15N D.2N 75N
9.甲、乙、丙、丁四个木块的质量均为2kg,分别置于相同的水平桌面上,并对木块施以两个方向相反的水平力,则此时木块所受合力大小可能为1N的是( )
A. B.C. D.
10. 始终只受到两个力F1和F2的作用,一开始物体处于静止状态,且F1=F0。在t1时间内保持F1不变,只改变F2的大小,此过程中物体所受合力的方向始终与F1方向相同。下图中可以表示F2大小随时间变化的图像是( )
A. B. C. D.
11.生活经验告诉我们:物体运动速度越大,受到的空气阻力越大。某同学从离地1米高的地方向上抛出一个小球,小球到达最高点后落到地面上(如图所示)。在出手后至落地前这一过程中,小球受到的合力( )
A.先变大后变小 B.先变小后变大 C.一直变大 D.一直变小
12.如图甲所示,小车在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用,拉力F1和F2的大小随时间变化的图象如图乙和丙所示,小车的运动状态随时间变化的图象如图丁所示,下列分析正确的是( )
A.t=1s时,小车受到的摩擦力大小是3N,摩擦力的方向水平向右
B.t=3s时,小车受到的摩擦力大小是7N,摩擦力方向水平向右
C.t=7s时,小车受到的合力大小是5N,合力方向水平向右
D.在4-6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将做匀速直线运动
(二)填空题
13.2026年AI智能体推动静止小车,小车由静变动,说明力能改变物体的___;小车受向前6N、向后2N的力,合力为___N,方向向___。
14.体育课上踢足球,脚对球的力改变球的___和___;球在空中受重力与空气阻力共线反向,合力大小等于两力的___。
15.举重运动员正在赛场上激烈角逐最后一块举重金牌,只见某运动员拼尽全力,用力抓住杠铃,使劲向上拉,但杠铃纹丝未动。若杠铃重1000N,运动员向上拉杠铃的力是800N,则这两个力的合力是 N,方向 ;此时杠铃受到的合力为 N。
16.2026盐城大丰海上风电运维船匀速靠岸,水平方向海水阻力已知1800N,测得水平向前合力200N。船舶牵引拉力大小______N,二力方向______,合力方向与______一致。
17.2026解放军海防装甲车野外驻训,水平向前两组动力同向分别为3000N、2000N,地面向后滑动阻力4000N。整车水平合力______N,方向______,运算顺序为先合同向力再______反向力。
18.2026盐城航天配套飞行器竖直降落,向下重力8000N,竖直向上空气缓冲力,已知落地前合力2000N竖直向下。空气缓冲力大小______N,两分力属于______共线力,合力大小等于______。
19.2026盐城高铁轨道巡检机器人水平作业,向前电机牵引力F,向后摩擦阻力250N,检测得到水平合力150N向前。牵引力F数值______N,二力作用在______直线上,合力可以______两个分力作用效果。
20.如图甲所示,用水平拉力F拉着物块在粗糙程度相同的水平面上做直线运动。在0~45s内,其速度v与时间t、拉力F与时间t的关系图像如图乙、丙所示。由图像可知,在前10s内,物块在水平方向受 (填“平衡力”或“非平衡力”);在第5s时,物块受到的摩擦力大小为 N。第45s若突然重力消失,物块将 (填“做匀速直线运动”“静止”或“做加速直线运动”)。
(三)解答题
21.(1)小明用水平推力F 把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。当t=2s时,木块所受的摩擦力f= ;请在丙中,将0~6秒内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线补充完整 ;
(2)如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,GA=GB=15N。在12N的水平拉力F1作用下,A、B一起做匀速直线运动,此时木块B所受的摩擦力为 N;若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起匀速运动(如图乙所示),则推力F2= N。
22.如图,实验先把白纸用图钉固定在水平木板上,再用图钉将带有两个细绳套的橡皮筋的一端也固定在木板上。
(1)用两个弹簧测力计分别钩住橡皮筋上的两个细绳套,用适当的力朝同一个方向将橡皮筋拉到某一位置O,在白纸上记下O的位置并记录两个力的大小和,换用一个弹簧测力计将橡皮筋朝同一个方向也拉到O点,记录下弹簧测力计的拉力大小为F,通过实验可知:F ,合力的方向跟这两个力的方向 。
(2)实验中两个拉动橡皮筋的力的方向不要产生夹角,应保持在 直线上,并且保持测力计拉杆与木板平行。
(3)完成试验后,同学们交流讨论如果把一个重为2N的苹果竖直向上抛出,苹果在空中受到重力和空气阻力的作用,若苹果在上升和下降过程中所受合力的大小分别为、,则 ________。(选填“一定大于”“一定小于”或“一定等于”)
23.如图所示,探究同一直线上二力的合成,请回答下列问题:
(1)通过 两幅图可得出:同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之和。
(2)通过 两幅图可得出:同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之差。
(3)实验中三次橡皮筋伸长的长度相同,这种实验方法是 。
24.一个重为3牛的物体被竖直向上抛出,运动过程中它所受的空气阻力大小不变,若物体上升过程中所受重力和阻力的合力为4牛。求:
(1)物体上升过程中受到阻力的大小及方向;
(2)物体下降过程中所受合力的大小及方向。
25.一辆汽车本身的重力为1.5×104N,现载有重为2.5×104N的货物在平直公路上匀速前进,若它受到的阻力是车重的0.05倍。求:
(1)路面对汽车的支持力;
(2)汽车的牵引力;
(3)当小汽车在平直路面上加速行驶时,发动机的牵引力变为4×103N,此时它受到的合力。
26.阅读文段,回答问题
盐城海上风电电梯运维装置
盐城滨海港是江苏沿海千万千瓦级海上风电核心基地,海上风机塔筒运维电梯依靠对重滑轮系统稳定升降,完成风机叶片、机舱设备的日常检修运维,是盐城新能源产业发展的关键配套装备。
如图甲电梯轿厢结构,轿厢与对重通过定滑轮钢丝绳相连,电动机牵引钢丝绳控制轿厢竖直上下运动。轿厢竖直升降时,竖直方向受到钢丝绳向上的拉力、自身总重力两个同一直线上的力。风机运维电梯启动阶段速度逐渐变大,匀速上升阶段受力平稳,制动减速阶段速度缓慢减小,完整升降过程速度图像如图乙所示。
海上风电运维电梯严格遵循八年级同一直线上二力平衡、力的合成物理规律设计:匀速竖直运行时,轿厢向上拉力与向下重力为一对平衡力,合力大小为0;加速上升时拉力大于重力,二力同向合成;减速上升时拉力小于重力,竖直方向两个力反向合成,保障海上恶劣风浪环境下电梯平稳升降,为盐城海上新能源清洁能源发电保驾护航。
(1)轿厢竖直匀速上升时,钢丝绳拉力与轿厢重力属于______(选填“平衡力”“相互作用力”),这两个力的合力大小为______N。
(2)轿厢竖直加速向上运动时,钢丝绳拉力F_拉、轿厢重力G两个反向共线力的合力方向、大小关系正确的是( )
A. 合力竖直向下,F合=F拉+G B. 合力竖直向上,F合=F拉-G
C. 合力竖直向下,F合=G-F拉 D. 合力竖直向上,F合=F拉+G
(3)轿厢竖直减速上升过程中,拉力与重力在同一直线上反向作用,合力方向竖直______,此时拉力______重力(选填“大于”“小于”“等于”)。
(4)下列场景中,物体所受同一直线上二力合力为0的是()
A. 刚启动向上加速的运维电梯轿厢
B. 海上匀速直线航行的风电运维船
C. 正在刹车减速靠岸的新能源作业车
D. 下落速度越来越快的塔筒维修零件
(5)(填空2空)若轿厢受到向上拉力8000N、向下总重力6000N,两个力在同一直线上反向作用,则合力大小为______N,合力方向竖直______。
(
1
)
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物理匠心·2025-2026学年苏科版八年级物理下期中提分特训9
《同一直线上两个力的合成》专题(盐城专版)
1. 知识梳理
(
考点一
合力与分力
概念
合力:如果一个力的作用效果与几个力共同作用的效果完全相同,这个力就叫做那几个力的合力,组成合力的每一个力称为分力。
力的合成
求几个力的合力的过程,叫做力的合成。同一直线上两个力的合成是最简单的力的合成问题。
核心思想
等效替代法,用合力替代分力的共同作用,二者作用效果完全一致,受力分析时合力与分力不能同时考虑。
理解要点
1.同体性:两个分力必须同时作用在同一个物体上,才能进行合成。
2.共线性:本章节仅研究分力在同一条直线上的合成情况。
3.等效性:合力不是分力的简单相加,核心是作用效果相同,可替代分力发挥作用。
4.非共存性:分析物体受力时,考虑合力就不再考虑分力,考虑分力就不再考虑合力。
考点
二
同一直线上两个力的合成实验探究
实验器材
支架、橡皮筋、细绳、相同钩码、定滑轮、刻度尺
实验原理
过橡皮筋的形变程度判断力的作用效果,保证合力与分力作用效果相同,探究合力与分力的大小、方向关系。
实验装置
实验步骤
(1)
方向相同:用两根细线分别挂F
1
、F
2
个钩码,拉橡皮筋至O点;换用一根细线挂钩码,拉至同一O点,记录钩码数,验证F = F
1
+ F
2
。
(2)
方向相反:一根细线挂F
1
个钩码,另一根跨过滑轮挂F
2
个钩码(方向相反),拉橡皮筋至O'点;换用一根细线挂钩码,拉至同一O'点,记录钩码数,验证F = |F
1
- F
2
|。
实验结论
同一直线上,同向二力合力为两力之和,反向二力合力为两力之差的绝对值,方向与较大力一致。
考点
三
同一直线上二力合成规律
1.两个力方向相同
(1)大小关系:F
合
=
F
1
+ F
2
。
(2)方向:与F
1
、F
2
的方向相同
示例:水平向右拉物体的两个力,分别为F
1
=5N、F
2
=3N,合力F
合
=8N,方向水平向右。
2.两个力方向相反
(1)大小关系:F
合
=
|F
1
- F
2
|
(取绝对值,保证合力为正值)
(2)方向:与较大的分力方向相同
示例:水平向右的力F
1
=10N,水平向左的力F
2
=4N,合力F
合
=6N,方向水平向右。
(3)特殊情况:二力平衡(合力为零)
当同一直线上、方向相反的两个力大小相等时,合力F
合
=0。此时物体受力平衡,保持静止状态或匀速直线运动状态,运动状态不发生改变。
)
(
考点
四
合力与物体运动状态的关系
1.合力为零:物体运动状态不变(静止或匀速直线运动)。
2.合力不为零:物体运动状态改变(速度大小改变、运动方向改变或二者同时改变)。
【
易错点提醒
】
1.合力大小不一定大于分力:方向相反时,合力可能小于其中一个分力,甚至为零。
2.合力方向不由单个分力决定:方向相反时,合力方向一定与较大分力方向一致。
3.必须满足
“
同一直线、同一物体
”
:不同物体、不在同一直线的力,不能用此规律合成。
4.计算时先明确方向:先确定分力方向,再判断是相加还是相减,避免方向出错。
)二.考向分析+应对策略
(
考向一:基础概念辨析(选择题/填空题)
考查合力与分力的核心定义、等效替代法的理解,以及
“
同体性、共线性
”
等易错前提。常以生活场景(如拔河、提重物)为背景,辨析力的合成条件,是基础得分点。
【应对策略】
(1)牢记核心定义:合力是
“
作用效果相同
”
的替代力,分力与合力不可同时计入受力分析。
(2)抓准前提条件:判断力的合成前,先确认两个力是否作用在同一物体、同一直线上,排除
“
不同物体
”
或
“
非共线
”
的干扰选项。
(3)积累生活实例:结合拔河(同方向力合成)、电梯匀速上升(相反力平衡)等场景,快速对应概念本质。
考向二:同方向力的合成计算(计算题/填空题)
围绕公式
F
合
=
F
1
+ F
2
展开,结合具体情境(如水平推车、竖直提箱)考查计算能力,偶尔融入单位换算(N与kN),难度较低,需保证计算零失误。
应对策略
(1)先判方向再计算:明确两个力方向完全相同后,直接套用求和公式,避免方向判断错误。
(2)规范计算步骤:列出已知条件(F
1
、F
2
的大小与单位),再代入公式计算,单位统一为牛顿(N)。
(3)附加方向描述:计算结果后需标注合力方向(如
“
水平向右
”“
竖直向上
”
),完整回应题目要求。
考向三:反方向力的合成与平衡(计算题/综合题)
考查公式
:F
合
=
|F
1
- F
2
|
(取绝对值,保证合力为正值)
的应用,结合
“
二力平衡(F_{合}=0)
”
设置考点,常以竖直方向重物悬挂、水平方向阻力与动力合成等场景命题,兼顾计算与概念理解。
【应对策略】
(1)确定分力大小关系:先比较两个分力的大小,明确
“
较大力 - 较小力
”
,避免绝对值计算失误。
(2)锁定合力方向:合力方向始终与较大分力方向一致,反方向力合成时,方向描述是得分关键。
(3)熟记平衡条件:遇到
“
物体静止/匀速直线运动
”
的描述,直接判定F_{合}=0,可快速推导分力大小关系。
考向四:实验探究与图像分析(实验题/填空题)
以
“
探究同一直线上两个力的合成
”
实验为核心,考查实验原理(等效替代)、器材作用、结论归纳,偶尔结合力-形变图像分析,侧重实验细节的掌握。
【应对策略】
(1)吃透实验核心:牢记实验用
“
橡皮筋形变
”
体现作用效果等效,用
“
一个力替代两个力
”
验证合成规律。
(2)归纳结论模板:直接背诵实验结论
——
同方向力求和、反方向力求差,平衡时合力为零,避免表述遗漏。
(3)图像分析技巧:结合力的大小与形变程度图像,先判断力的方向关系,再对应套用公式,无需复杂推导。
)
(
考向五:综合应用与实际场景分析(综合题)
融合生活实际场景(如舰载机牵引、汽车行驶、体育竞技),结合力的合成与运动状态判断,考查
“
合力与运动状态
”
的关联,难度中等偏上,需灵活迁移知识。
【应对策略】
(1)场景拆解:将复杂场景拆分为
“
两个分力
”
,明确分力的大小、方向,还原同一直线合成的本质。
(2)关联运动状态:计算合力后,结合
“
F_{合}=0(运动状态不变)、F_{合}
eq0(运动状态改变)
”
推导结论,避免只计算不分析。
(3)结合考纲热点:关注军事、科技、体育类场景(如舰载机、无人机飞行),快速提取分力信息,适配题目命题风格。
)
三.强化基础
(一)选择题
1、2026盐城滨海海上风电塔筒竖直固定,塔筒受到向下重力12000N,向上固定拉力8000N,二力在同一直线上,则塔筒所受合力大小、方向、二力关系正确的是( )
A.4000N,竖直向上,同向力 B.4000N,竖直向下,反向力
C.20000N,竖直向下,同向力 D.20000N,竖直向上,反向力
【答案】:B
【解析】:同一直线反向二力合成,合力F_合=F_大-F_小,F_合=12000N-8000N=4000N;合力方向与较大力一致,竖直向下,属于反向二力合成。
2、2026我国新型舰载无人机水平飞行,向前发动机推力2500N,向后空气阻力1500N,二力共线,则无人机水平方向合力为( )
A.1000N,与推力同向 B.1000N,与阻力同向
C.4000N,与推力同向 D.4000N,与阻力同向
【答案】:A
【解析】:水平方向反向共线二力,合力等于两力之差,方向和较大推力相同。2500-1500=1000N,简单运用反向二力合成规律。
3、盐城大纵湖游船沿水面直线行驶,船头向前牵引力300N,船尾同向水流推力200N,两力在同一直线上,游船受到合力为( )
A.100N,行驶方向 B.100N,逆水方向 C.500N,行驶方向 D.500N,逆水方向
【答案】:C
【解析】:同一直线同向二力,合力等于两力大小之和,300+200=500N,合力方向与两个分力方向一致,沿船行驶方向。
4、2026盐城射阳海上风电运维船竖直停靠,向上缆绳拉力5000N,向下海水浮力反方向分力5000N,船体合力情况正确的是( )
A.合力10000N,向上 B.合力0N,受力平衡
C.合力10000N,向下 D.无法计算
【答案】:B
【解析】:大小相等、方向相反、同一直线,二力完全抵消,合力为0,二力平衡,是同一直线反向等大特殊合成模型。
5.如图所示,两个人分别用和的力推车和拉车,则车受到推力和拉力的合力是( )
A.180N,方向向右 B.180N,方向向左 C.20N,方向向右 D.20N,方向向左
【答案】A
【解析】两个人分别用和向右的力推车和拉车,两个力的方向相同,所以合力为,方向向右,故BCD不符合题意,A符合题意。故选A。
6.跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直跳下,他所受的重力和空气阻力的合力为100N,方向竖直向下,已知运动员和降落伞的总重为800N,则运动员所受空气阻力大小为( )
A.100N B.700N C.800N D.900N
【答案】B
【解析】运动员下落时受到重力G和空气阻力f的作用,这两个力共线,反向;由于其合力为100N,并且方向向下, 所以两者的关系为F合=G-f则运动员所受空气阻力大小为
f=G-F合=800N-100N=700N故选B。
7.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,体验者像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对此过程(忽略空气阻力),下列描述正确的是( )
A.体验者从A点到C点做减速运动
B.体验者从A点到C点,合力方向发生变化
C.体验者在此过程中,所受合力的大小一直增大
D.体验者运动到最高点C时,若一切外力消失,他将向上做匀速直线运动
【答案】B
【解析】ABC.打开扣环后,体验者在A点受弹力和重力,此时弹性轻绳的弹性形变最大,弹力最大,弹力大于重力,合力竖直向上,人做加速运动;在A到B过程中弹性轻绳的弹性形变逐渐减小,弹力逐渐减小,在B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,合力为零,人的速度达到最大;在B到C过程中弹性轻绳的弹性形变逐渐减小,重力不变,合力又逐渐变大,合力方向竖直向下,人做减速运动;故体验者从A点到C点的过程中,速度先增大后减小;合力先减小,后增大,且方向发生变化,故AC错误,B正确;D.体验者运动到最高点C时速度为零,若一切外力消失,他将保持静止状态,故D错误。故选B。
8.如图所示的装置中甲物重7牛,乙物重3牛。甲、乙均保持静止状态,不计弹簧秤自重。则甲受到的合力和弹簧秤的示数分别是( )
A.0牛,3牛 B.0牛,4牛 C.4牛,10牛 D.4牛,3牛
【答案】A
【解析】由于甲物体处于静止状态,而静止状态是一种平衡状态,处于平衡状态的物体受到的合力为0N;弹簧秤受到乙对它一个向右的拉力,这个拉力就等于乙的重力,弹簧秤的示数就等于这个拉力,即拉力等于乙的重力,为3N。故选A。
9.一个新型复合材料小球的重力大小为2牛,它在空中运动时受到的空气阻力始终与运动方向相反,大小恒为0.2牛。关于小球所受合力F合,下列说法中正确的是( )
A.竖直上升时,F合=1.8牛,方向竖直向上 B.竖直上升时,F合=2.2牛,方向竖直向下
C.竖直下落时,F合=2.2牛,方向竖直向下 D.竖直下落时,F合=1.8牛,方向竖直向上
【答案】B
【解析】AB、小球的重力向下为2N,竖直上升时,受到空气阻力向下,F合=2N+0.2N=2.2N,方向竖直向下,A错误,B正确;CD、小球竖直下落时,受到空气阻力向上,重力竖直向下,计算合力:F合=2N-0.2N=1.8N,方向竖直向下,CD错误。故选B。
10.跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直落下,他所受的重力和空气阻力的合力为100 N,方向竖直向下,已知运动员和降落伞的总重为800 N,运动员所受空气阻力的大小和方向为( )
A.100 N、竖直匀下 B.700 N、竖直向上 C.800 N、竖直向下 D.900 N、竖直向上
【答案】B
【解析】跳伞运动员下落时,受到竖直向下的重力G和竖直向上的空气阻力f,已知合力为100N,并且方向向下,两者的关系是:G-f=100N,重力G=800N,物体受到的空气阻力f=700N,方向竖直向上,故B正确,ACD错误。故选B。
11.如图所示,下列四个有关物体运动状态描述的图像中,物体所受合力不为零的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.路程不随时间变化,表示物体静止,受到平衡力,合力为0,故A不符合题意;
B.路程与时间成正比,物体做匀速直线运动,受到平衡力,合力为0,故B不符合题意;C.速度不变,物体做匀速直线运动,物体受到平衡力,合力为0,故C不符合题意;D.物体做匀加速直线运动,物体不受平衡力,受到的合力不为0,故D符合题意。故选B。
12.“反向蹦极”是一项比蹦极更刺激的运动。如图所示,弹性轻绳的上端固定在O点,拉长后将下端固定在体验者的身上,并与固定在地面上的扣环相连。打开扣环,人从A点由静止释放,体验者像火箭一样被“竖直发射”,经B点上升到最高位置C点,在B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等。对此过程(忽略空气阻力),下列描述正确的是( )
A.体验者从A点到C点做减速运动
B.体验者从A点到C点,合力方向发生变化
C.体验者在此过程中,所受合力的大小一直增大
D.体验者运动到最高点C时,若一切外力消失,他将向上做匀速直线运动
【答案】B
【解析】ABC.打开扣环后,体验者在A点受弹力和重力,此时弹性轻绳的弹性形变最大,弹力最大,弹力大于重力,合力竖直向上,人做加速运动;在A到B过程中弹性轻绳的弹性形变逐渐减小,弹力逐渐减小,在B点时弹性绳对人的拉力与人受到的重力大小相等,合力为零,人的速度达到最大;在B到C过程中弹性轻绳的弹性形变逐渐减小,重力不变,合力又逐渐变大,合力方向竖直向下,人做减速运动;故体验者从A点到C点的过程中,速度先增大后减小;合力先减小,后增大,且方向发生变化,故AC错误,B正确;D.体验者运动到最高点C时速度为零,若一切外力消失,他将保持静止状态,故D错误。故选B。
(二)填空题
13. 图所示,两个小孩能拎起一桶水,一个大人也能拎起同一桶水.由此可知,一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果______,大人的作用力相当于______(填“合力”或“分力”),每个小孩的作用力相当于______(填“合力”或“分力”).
【答案】 相同 合力 分力
【解析】两个小孩能拎起一桶水,一个大人也能拎起同一桶水.由此可知,一个大人的作用力产生的效果跟两个小孩共同作用产生的效果相同,大人的作用力相当于合力,每个小孩的作用力相当于分力.
14.古诗词“船到江心抛锚迟”中,抛锚后船慢慢停下,说明力是___物体运动状态的原因;船受阻力与拉力反向共线,合力大小等于两力___,方向与___力相同。
【答案】:改变;大小之差;较大
【解析】:力改变运动状态;反向二力合成:F合=|F1−F2|,方向与较大力一致。
15.重为8N的长方体金属块竖直浸没在水中,上、下表面受到水的压力分别为7N、10N,该金属块受到的浮力为 牛,其受到重力和浮力的合力大小为 牛,合力方向 。
【答案】 3 5 竖直向下
【解析】由浮力产生的原因可知,长方体金属块受到的浮力
金属块受到的重力为8N,因金属块受到重力和浮力的方向相反、作用在同一直线上,且,所以,物体受到重力和浮力的合力方向和重力的方向相同,即竖直向下。
16.2026盐城滨海海上风电风机叶片水平转动,受到向前风力推力600N,向后空气阻力200N,二力在同一直线上。叶片所受合力大小为_____N,方向与______一致,属于______二力合成。
【答案】400;风力;反向
【解析】:同一直线方向相反二力,合力F合=F大-F小=600-200=400N;合力方向与较大的风力相同;反向二力相减计算。
17.2026盐城国防军事演练装甲车水平行驶,向前牵引力4000N,向后地面阻力1500N。装甲车合力大小______N,方向水平______,两力作用线______。
【答案】2500;向前;在同一直线
【解析】:反向共线二力合成,F合=4000-1500=2500N,合力与较大牵引力同向即向前;牵引力与阻力在同一直线上。
18.2026盐城射阳港口货运船竖直方向,向上浮力9000N,向下总重力9000N。船体合力为______N,受力属于______二力,物体运动状态______。
【答案】0;平衡力;不变
【解析】:同一直线反向等大二力,合力为0N,二力为一对平衡力;合力为0时物体运动状态保持不变。
19.2026我国北斗新一代导航卫星竖直在轨,向上轨道推力2500N,同向微调动力1500N。卫星合力______N,方向竖直______,计算方法为二力______。
【答案】4000;向上;相加
【解析】:同一直线方向相同二力,合力等于两力之和2500+1500=4000N;方向与两分力一致竖直向上;同向二力直接相加求解。
20.如图甲所示,小强在水平地面上用力向右推木箱,推力随时间变化的图像如图乙所示,木箱速度随时间变化的图像如图丙所示,0-1s内木箱所受摩擦力大小为 N,1s-2s内木箱处于 (填“平衡”或“非平衡”)状态,受到的摩擦力为 N。
【答案】 3 非平衡 4
【解析】由F-t图像知,0-1s内木箱受到的推力F1=3N,由v-t图像可知,0-1s内木箱静止,处于平衡状态,受摩擦力和推力是平衡力,大小相等,所以摩擦力为f1=F1=3N,由v-t图像可知,在2-3s内木箱做匀速直线运动,处于平衡状态,所受力的合力为0,由平衡条件可知,木箱受到的滑动摩擦力f=F,由F-t图像可知,在2-3s内推力F=4N,则木箱受到的滑动摩擦力为f=F=4N,由v-t图像可知,木箱在1-2s内做加速运动,处于非平衡状态,受到的摩擦力为滑动摩擦力,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,1s-2s内压力和接触面的粗糙程度不变,木箱受到的摩擦力不变,摩擦力大小为4N。
(三)解答题
21.根据下列情景回答问题:
(1)一个重5N的物体放在水平地面上,若用弹簧测力计竖直向上对其施加一个拉力,如图所示,该拉力的示数为 N,此时物体的合力为 N;
(2)小球水平桌面上做匀速直线运动,其运动轨迹被照相机俯拍记录下(每隔0.02s拍摄一次,如图依次记录了小球在第1次,第3次经过的位置)
①请在图中画出小球第2次经过的位置;
②若小球(用“+”表示)在水平面上只受两个力作用。图中已画出其中的一个力F1,画出F2的受力示意图,并标出它的大小。
【答案】(1) 2.2 0 (2)
【解析】(1)由图知该弹簧测力计的分度值为0.2N,故其拉力为2.2N。由图知一个重5N的物体静止在水平桌面上,处于平衡状态,根据力与运动的关系知,此时物体的合力为0N。
(2)①由题知小球做匀速直线运动,所以小球的运动速度和运动方向保持不变,相同时间内通过的路程相同。第2次拍摄到小球的位置应在1、3两次小球间距离的中点。由1、3两次小球间距离和方位画出第2次拍摄到小球的位置,如图;②若小球在水平面上只受两个力作用做匀速直线运动,处于平衡状态。故所受的两个力是一对平衡力,根据平衡力的特点知F2的大小F2的受力示意图。
22.如图所示是小韦同学在“探究同一直线上同方向两个力的合力”的实验中出现的情景,请根据该情景,回答下列问题:
(1)如图a、b、c中,该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B,是为了使三次实验中力的作用效果 (选填“相同”或“不同”),这里用到了物理上 的研究方法;
(2)根据图b、c可以推断,图a中的测力计拉力F= N。
【答案】(1) 相同 等效替代法 (2)3
【详解】(1)该实验中,力的作用效果是使弹簧伸长,即根据弹簧的伸长量来判断各个力的作用效果,因此探究同一直线上同方向两个力的合力时,需要使弹簧都从A点拉伸到同一点B,是为了使三次实验中力的作用效果相同,而研究力F的作用效果与力F1、F2共同作用效果或力F3、F4共同作用效果的关系时,这是等效替代法的应用。(2)图a、b、c中弹簧被拉伸到同一点,说明力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同,即力F是F1、F2的合力,且F1、F2在同一直线上、方向相同,故可以得出
23.如图所示是某小组同学在探究同一直线上两个力的合成的实验情景。(每个钩码重1N)
(1)如图(a)所示,将一根橡皮筋悬挂在支架上,记录此时橡皮筋下端到达的位置。
(2)如图(b)所示,橡皮筋在两个方向相同的力和的共同作用下伸长到位置。
(3)如图(c)所示,使橡皮筋在两个方向相反的力和的共同作用下仍伸长到位置。
(4)如图(d)所示,撤去力、后,将力F作用在橡皮筋上,使橡皮筋也伸长到位置O'。
经过实验,将实验结果记录在下表中:
实验序号
①
②
③
力的大小
力的方向
竖直向下
竖直向下
竖直向下
(1)请将表格空白处补充完整;
(2)根据实验结果得出结论;
结论一: ;
结论二: ;
(3)在探究同一直线上两个力的合力与两个力的大小及方向关系的实验中,用两个力拉橡皮筋和单独用一个力拉橡皮筋时,都要将橡皮筋的自由端拉到同一位置,这样做的目的是使这个单独作用的力与那两个力的 。
【答案】(1)4N,竖直向上,3N,竖直向下 (2) 同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于二力之和,合力方向与二力方向相同 同一直线上方向相反的两个力,合力的大小等于二力之差,合力方向与较大力的方向相同 (3)作用效果相同
【解析】(1)[1]根据实验数据①可知,橡皮筋伸长到位置时,需要施加的拉力为 实验过程中,始终使橡皮筋伸长到位置,序号②中据图可知,F2=1N,方向竖直向上,根据力的合成可知,方向竖直向下。根据上述分析可知,使橡皮筋伸长到位置时,需要施加的力为3N,且方向竖直向下,因此序号③中F=3N。(2)根据表格数据分析可知,同一直线上方向相同的两个力,合力的大小等于二力之和,合力方向与二力方向相同;同一直线上方向相反的两个力,合力的大小等于二力之差,合力方向与较大力的方向相同。(3)用两个力拉橡皮筋和单独用一个力拉橡皮筋时,都要将橡皮筋的自由端拉到同一位置,目的是使单独作用的力与那两个力的作用效果相同。
24.一个力F1的大小为5N,另一个力F2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。
解:若两个力的方向相同(向东或向西),则合力的大小F=F1+F2=5N+3N=8N,合力的方向与两力的方向相同(向东或向西)。
若力F1的方向向东,力F2的方向向西,则合力的大小F=F1-F2=5N-3N=2N,合力的方向向东。
若力F1的方向向西,力F2的方向向东,则合力的大小F=F1-F2=5N-3N=2N合力的方向向西。
25.质量为10千克的物体在水平向右拉力的作用下,做匀速直线运动,已知受到的摩擦力是车重的0.2倍。求:
(1)物体的重力;
(2)拉力的大小;
(3)若拉力方向不变,大小为21牛,物体在水平方向上所受合力大小及方向。
解:(1)物体受到的重力:G=mg=10kg×9.8N/kg=98N;
(2)因为物体沿水平桌面向右做匀速运动,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,
所以物体受到的滑动摩擦力F=f=0.2G=0.2×98N=19.6N;
(3)因为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,所以拉力增大到21N,物体受到的摩擦力仍为19.6N不变,因为此时摩擦力和拉力的方向相反,且在同一直线上,所以合力的大小为F合=F’-f=21N-19.6N=1.4N,方向与拉力的方向相同,即向右。
答:(1)物体受到的重力98N;
(2)物体受到的拉力19.6N;
(3)物体受到合力F合的大小1.4N,方向向右。
26.阅读文段,回答问题
电梯是高层住宅必备的交通工具。如图甲所示是某种升降电梯工作原理图,它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成,电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力,连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近,轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg,空轿厢的质量是500kg,额定载重量是1000kg。某次电梯满载上升时的图像如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。(g取10N/kg)
(1)按图乙所提供的信息,电梯的轿厢在 时段受到平衡力作用;(填时间段)
(2)电梯匀速上升的高度是 m;
(3)根据平衡力的知识,你认为对重的质量不能超过 kg;
(4)按图乙所提供的信息,电梯轿厢在内受到的拉力 自身的总重力(选填“大于”、“小于”或“等于”);
(5)电梯轿厢在2-8s内受到的拉力是 N。
【答案】(1)2-8s (2)12 (3)500 (4)大于 (5)
【解析】(1)按图乙所提供的信息,电梯的轿厢在做匀速直线运动时,轿厢处于平衡状态,受到的力为平衡力,所以,电梯的轿厢在2~8s时段受到平衡力作用。(2)由图像可知,电梯匀速上升的速度为2m/s,所用的时间为6s,电梯匀速上升的高度为
(3)空轿厢的质量是500kg,对重的质量不能大于空箱的质量,否则空轿厢将无法下降,不符合使用要求,所以对重的质量不能超过500kg。(4)按图乙所提供的信息可知,电梯轿厢在0~2s内做向上加速运动,因此受到的合力方向向上,所以受到的拉力大于自身的总重力。(5)电梯轿厢在2~8s内做匀速直线运动,轿厢受到的拉力与轿厢和载重的重力为平衡力,受到的拉力是
四.培优训练
(一)选择题
1、2026盐城黄海新区国产海防巡逻艇直线巡航,向后海水阻力1800N,测得艇向前合力为1200N,则发动机向前牵引力大小、二力类型正确的是( )
A.600N,同向共线力 B.600N,反向共线力
C.3000N,反向共线力 D.3000N,同向共线力
【答案】:C
【解析】:反向共线受力,F牵=F合+f阻,牵引力=1200+1800=3000N;动力与阻力方向相反,属于反向二力合成,逆向推理求分力。
2、2026北斗新一代导航卫星竖直在轨运行,向下重力4800N,已知竖直向上轨道调控力,卫星竖直合力1200N且方向向上,则调控力大小为( )
A.3600N B.4800N C.6000N D.2400N
【答案】:C
【解析】:合力向上,向上调控力更大;反向共线公式变形:F控=F重+F合=4800+1200=6000N,考查合力反求分力重难点。
3、盐城湿地丹顶鹤低空直线滑翔,向前空气升力分力、向后空气阻力220N,水平合力80N向前,下列说法正确的是( )
A.向前动力140N,二力同向 B.向前动力300N,二力反向
C.向前动力140N,二力反向 D.向前动力300N,二力同向
【答案】:B
【解析】:滑翔动力与阻力反向共线,动力F=220+80=300N;已知合力大小方向逆向求解分力,易错易混提优题型。
4、2026国产新式坦克平直路面行进,向前两组履带同向推力分别为4000N、2000N,地面向后摩擦阻力5000N,同一直线整体合力为( )
A.1000N,行驶向前 B.1000N,行驶向后
C.11000N,行驶向前 D.11000N,行驶向后
【答案】:A
【解析】:先同向合成两个推力:4000+2000=6000N,再与反向摩擦力相减:6000-5000=1000N;合力向前,考查多力两步共线合成重难点。
5.如图所示,两个人分别用F1=100N和F2=80N的力推车和拉车,则车受到推力和拉力的合力是( )
A. 180N,方向向右 B. 180N,方向向左 C. 20N,方向向右 D. 20N,方向向左
【答案】A
【解析】解:两个人分别用的力推车和拉车,F1=100N和F2=80N,两个力的方向相同,所以合力为:F=F1+F2=180N,方向向右。故选:A。
6.如图小红竖直向上垫起排球,排球依次经过a、b、c三处,到达最高处d。已知排球所受空气阻力随运动速度的增大而增大。则排球经过四处时,所受合力最大的是( )
A.a处 B.b处 C.c处 D.d处
【答案】A
【解析】排球上升过程中受到竖直向下的重力,竖直向下的空气对排球的阻力,排球受力不平衡,力能改变物体的运动状态,经过a、b、c三处的过程中排球做减速运动,受到的阻力越来越小,由于排球受到的重力方向与空气对排球阻力的方向相同,则合力为
故a、b、c三处中在a处时合力最大。到达最高点D时排球速度为零,不受空气阻力,此时排球受到力的合力为故排球经过a、b、c三处,到达最高点d,排球所受合力最大的是a处。故A符合题意,故BCD不符合题意。故选A。
7.一个重为G的物体在拉力F的作用下正沿着斜面做匀速直线运动(不考虑空气阻力),下列关于此物体的说法正确的是( )
A.物体所受的拉力和斜面对物体的摩擦力是一对平衡力 B.物体对斜面的压力为G
C.物体对斜面的压力是因为斜面发生弹性形变产生的 D.此时物体所受的合力为0
【答案】D
【解析】A.物体做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的是平衡力作用,沿斜面方向上,物体受到的拉力和斜面对物体的摩擦力大小不相等,因此不是一对平衡力,故A错误;B.物体在斜面上,对斜面的压力大小不等于其重力大小,故B错误;C.根据弹力的产生原理可知,物体对斜面的压力是因为物体发生弹性形变产生的,故C错误;D.由于物体做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的是平衡力作用,此时物体所受的合力为0,故D正确。故选D。
8.如图甲,光滑水平面上A物体受到水平向右的推力F1=5N,拉力F2=7N作用;图乙B物体重30N,现用竖直向上F3=45N的力拉,则A、B两物体受到的合力分别是( )
A.12N 15N B.12N 75N C.2N 15N D.2N 75N
【答案】A
【解析】根据二力合成同向相加的道理,因此A物体受到的合力为根据二力合成反向相减的道理,因此B物体受到的合力为故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。
9.甲、乙、丙、丁四个木块的质量均为2kg,分别置于相同的水平桌面上,并对木块施以两个方向相反的水平力,则此时木块所受合力大小可能为1N的是( )
A. B.C. D.【答案】D
【解析】A.甲图中,二力的方向相反,但木块静止,说明木块还受到摩擦力的作用,在三个力的作用下,木块处于平衡状态,其所受合力为零,故A不符合题意;B.乙图中,二力的方向相反,但木块静止,说明木块还受到摩擦力的作用,在三个力的作用下,木块处于平衡状态,其所受合力为零,故B不符合题意;C.丙图中,二力的方向相反,但木块向左做匀速直线运动,说明木块还受到摩擦力的作用,在三个力的作用下,木块处于平衡状态,所受合力为零,故C不符合题意;D.丁图中,丁木块向右运动,由于不知道运动状态,无法判定合力的大小,合力可能不为0,合力可能为1N,故D符合题意。故选D
10. 始终只受到两个力F1和F2的作用,一开始物体处于静止状态,且F1=F0。在t1时间内保持F1不变,只改变F2的大小,此过程中物体所受合力的方向始终与F1方向相同。下图中可以表示F2大小随时间变化的图像是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】开始物体在F1和F2的作用下处于静止状态,说明物体受到的是对平衡力,即F1和F2的大小相等,方向相反;在t1时间内,当只改变F2的大小,且要满足物体所受合力的方向始终与F1方向相同,由反向力的合成法则可知,F2的变化应该是先变小,由图可知F2的方向不会发生变化,所以F2后变大,但不可能大于F1,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
11.生活经验告诉我们:物体运动速度越大,受到的空气阻力越大。某同学从离地1米高的地方向上抛出一个小球,小球到达最高点后落到地面上(如图所示)。在出手后至落地前这一过程中,小球受到的合力( )
A.先变大后变小 B.先变小后变大 C.一直变大 D.一直变小
【答案】D
【解析】当小球处于抛出点上方,刚抛出时,小球向上的运动速度最大,受到竖直向下的重力和竖直向下的阻力作用,因此合力大小等于重力和阻力之和;当小球处于最高点时,小球只受到竖直向下的重力作用,因此合力大小等于重力;当小球处于下落过程中,小球受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力作用,因此合力大小等于重力和阻力之差,在即将到达地面时,小球的向下的运动速度最大,小球受到的阻力最大,合力最小。故小球处于抛出点上方刚抛出时合力最大;在整个过程中,小球所受的合力一直在减小。故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
12.如图甲所示,小车在水平方向受到两个拉力F1和F2的作用,拉力F1和F2的大小随时间变化的图象如图乙和丙所示,小车的运动状态随时间变化的图象如图丁所示,下列分析正确的是( )
A.t=1s时,小车受到的摩擦力大小是3N,摩擦力的方向水平向右
B.t=3s时,小车受到的摩擦力大小是7N,摩擦力方向水平向右
C.t=7s时,小车受到的合力大小是5N,合力方向水平向右
D.在4-6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将做匀速直线运动
【答案】C
【解析】A.由图丁可知,t=1s时小车的速度为0,处于静止状态,受到的合力为0,水平方向上受到向左的拉力F1和向右的拉力F2、静摩擦力的共同作用,这三个力的合力为0;由图可知,此时的F1=3N,F2=1N,则静摩擦力为2N,方向与F2的方向相同,水平向右,故A错误;B.由丁图可知,4s-6s小车做匀速直线运动,水平方向上受到的合力为0;由图可知,此时的F'1=6N,F'2=3N,则可得摩擦力方向与F2的方向相同,水平向右,大小为3N;t=3s时,F1大于F2,小车向左运动,小车对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力不变,为3N,摩擦力方向水平向右,故B错误;C.在4-6s这个时间段,F1大于F2,可知小车向左运动,因此t=7s时,F''1=0N,F''2=2N,小车仍向左运动,小车对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力不变,为3N,方向向右,此时的合力为5N,合力的方向水平向右,故C正确;D.在4~6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,则小车不会受到摩擦力的作用,由于此时的两个拉力不同,则小车做变速运动,故D错误。故选C。
(二)填空题
13.2026年AI智能体推动静止小车,小车由静变动,说明力能改变物体的___;小车受向前6N、向后2N的力,合力为___N,方向向___。
【答案】:运动状态;4;前
【解析】:运动状态包含静止与运动;反向共线合成:6N−2N=4N,方向与较大力相同。
14.体育课上踢足球,脚对球的力改变球的___和___;球在空中受重力与空气阻力共线反向,合力大小等于两力的___。
【答案】:形状;运动状态;大小之差
【解析】:力的两大作用效果;反向二力用减法求合力大小。
15.举重运动员正在赛场上激烈角逐最后一块举重金牌,只见某运动员拼尽全力,用力抓住杠铃,使劲向上拉,但杠铃纹丝未动。若杠铃重1000N,运动员向上拉杠铃的力是800N,则这两个力的合力是 N,方向 ;此时杠铃受到的合力为 N。
【答案】200 竖直向下 0
【解析】杠铃重力G=1000N,方向竖直向下,对杠铃的拉力F拉=800N,方向竖直向上,杠铃所受二力的合力F=G-F拉=1000N-800N=200N,杠铃受竖直向下的重力及向上的拉力,二力方向相反,合力的方向与较大的力的方向相同,即合力的方向竖直向下。此时杠铃处于静止状态,受平衡力的作用,所以杠铃所受合力大小为0N。
16.2026盐城大丰海上风电运维船匀速靠岸,水平方向海水阻力已知1800N,测得水平向前合力200N。船舶牵引拉力大小______N,二力方向______,合力方向与______一致。
【答案】2000;相反;拉力
【解析】:水平反向共线受力,拉力更大,F拉=F合+f=200+1800=2000N;牵引力与海水阻力方向相反;反向二力合力始终沿较大分力拉力方向。
17.2026解放军海防装甲车野外驻训,水平向前两组动力同向分别为3000N、2000N,地面向后滑动阻力4000N。整车水平合力______N,方向______,运算顺序为先合同向力再______反向力。
【答案】1000;向前;相减
【解析】:先合成两个同向动力:3000+2000=5000N,再与反向阻力相减5000-4000=1000N;合力向前;多条共线力先同向相加,再与反向力求差。
18.2026盐城航天配套飞行器竖直降落,向下重力8000N,竖直向上空气缓冲力,已知落地前合力2000N竖直向下。空气缓冲力大小______N,两分力属于______共线力,合力大小等于______。
【答案】6000;反向;大力减小力
【解析】:重力与缓冲力反向共线,F缓=G-F合=8000-2000=6000N;竖直方向方向相反;反向共线二力用大力减小力计算合力。
19.2026盐城高铁轨道巡检机器人水平作业,向前电机牵引力F,向后摩擦阻力250N,检测得到水平合力150N向前。牵引力F数值______N,二力作用在______直线上,合力可以______两个分力作用效果。
【答案】400;同一;替代
【解析】:反向共线受力,牵引力F=250+150=400N;牵引力、摩擦力在同一直线上;二力合成遵循等效替代,一个合力可替代两个分力共同作用效果。
20.如图甲所示,用水平拉力F拉着物块在粗糙程度相同的水平面上做直线运动。在0~45s内,其速度v与时间t、拉力F与时间t的关系图像如图乙、丙所示。由图像可知,在前10s内,物块在水平方向受 (填“平衡力”或“非平衡力”);在第5s时,物块受到的摩擦力大小为 N。第45s若突然重力消失,物块将 (填“做匀速直线运动”“静止”或“做加速直线运动”)。
【答案】 非平衡力 1000 做加速直线运动
【解析】根据图乙可知,在前10s 内,物块做加速直线运动。因为物体做加速直线运动时,处于非平衡状态,所以物块在水平方向受非平衡力。由图丙可知,在内,拉力时,物块做匀速直线运动,此时物块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力由于物块与水平面的粗糙程度相同,所以在第5s 时,物块受到的摩擦力大小也为1000N。第45s 时,物块在做匀速直线运动,若突然重力消失,物块对水平面的压力消失,摩擦力也消失。物块只受拉力作用,将做加速直线运动。
(三)解答题
21.(1)小明用水平推力F 把木块向前推动,此过程中,推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图甲、乙所示。当t=2s时,木块所受的摩擦力f= ;请在丙中,将0~6秒内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线补充完整 ;
(2)如图甲所示,完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上,GA=GB=15N。在12N的水平拉力F1作用下,A、B一起做匀速直线运动,此时木块B所受的摩擦力为 N;若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平力F2推A使它们一起匀速运动(如图乙所示),则推力F2= N。
【答案】(1) 200N (2) 0 12
【解析】(1)由图乙可知,当t=2s时,木块做加速运动,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,且摩擦力不等于水平推力。3s-5s的过程中,木块做匀速直线运动,木块此时受到的摩擦力为滑动摩擦力,且处于平衡状态,滑动摩擦力等于推力,由图甲可知,3s-5s的过程中,木块受到的推力为200N,则该过程中木块受到的摩擦力为200N,1s-3s过程中以及3s-5s的过程中木块受到的摩擦力均为滑动摩擦力,且压力大小以及接触面的粗糙程度均没有变化,摩擦力大小不变,即当t=2s时,木块所受的摩擦力f=200N。由图乙可知,0-1s过程中,木块处于静止状态,此时木块所受摩擦力等于推力,由图甲可知,0-1s过程中,木块所受推力为100N,即0-1s过程中木块所受摩擦力为100N,1-6s过程中,木块均处于运动状态,受到的摩擦力均为滑动摩擦力,大小保持200N不变,则0-6秒内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线如图。(2)在甲图中,物体A、B在12N的水平拉力F1作用下,一起做匀速直线运动,因此,A、B都受到平衡力作用,而物体B在物体A上,一起做匀速直线运动,物体A、B之间没有发生相对运动或相对运动的趋势,所以物体B不受摩擦力,即摩擦力为0N。在乙图中,若将A、B紧靠着放在水平桌面上,此时A、B与水平桌面接触的粗糙程度不变,压力也不变,因此摩擦力也不变,使它们一起匀速运动,因此推力与此时的摩擦力为一对平衡力,推力的大小也为12N。
22.如图,实验先把白纸用图钉固定在水平木板上,再用图钉将带有两个细绳套的橡皮筋的一端也固定在木板上。
(1)用两个弹簧测力计分别钩住橡皮筋上的两个细绳套,用适当的力朝同一个方向将橡皮筋拉到某一位置O,在白纸上记下O的位置并记录两个力的大小和,换用一个弹簧测力计将橡皮筋朝同一个方向也拉到O点,记录下弹簧测力计的拉力大小为F,通过实验可知:F ,合力的方向跟这两个力的方向 。
(2)实验中两个拉动橡皮筋的力的方向不要产生夹角,应保持在 直线上,并且保持测力计拉杆与木板平行。
(3)完成试验后,同学们交流讨论如果把一个重为2N的苹果竖直向上抛出,苹果在空中受到重力和空气阻力的作用,若苹果在上升和下降过程中所受合力的大小分别为、,则 ________。(选填“一定大于”“一定小于”或“一定等于”)
【答案】(1) = 相同 (2)同一 (3)一定大于
【解析】(1)通过实验和力的合成知识可知,两次拉的位置相同,两次力的作用效果相同,说明两次力的大小相同,即F=,合力的方向跟这两个力的方向相同。(2)根据力的三要素知识,若要使力的作用效果相同,则力的作用点、大小和方向都要相同,故实验中两个拉动橡皮筋的力的方向不要产生夹角,应保持在同一直线上,并且保持测力计拉杆与木板平行。(3)苹果在上升时受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力,合力的大小为两个力之和,方向向下;在下降过程中受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力,合力的大小为两个力之差,方向向下,因此一定大于。
23.如图所示,探究同一直线上二力的合成,请回答下列问题:
(1)通过 两幅图可得出:同一直线上,方向相同的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之和。
(2)通过 两幅图可得出:同一直线上,方向相反的两个力的合力,大小等于这两个力的大小之差。
(3)实验中三次橡皮筋伸长的长度相同,这种实验方法是 。
【答案】(1)a、c (2)b、c (3)等效替代法
【解析】(1)图 a 中展示了两个在同一直线上、方向相同的力F1和F2共同作用于橡皮筋;图 c 中是一个单独的力作用在橡皮筋上,且使橡皮筋伸长到与 a 图中两个力共同作用时相同的位置 。这表明一个力的作用效果和两个同方向力的作用效果相同,可得出同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于两力大小之和,所以是 a、c 两幅图。(2)图 b 中两个力F1、F2方向相反,图 c 中用一个力等效替代 b中两个力的共同作用效果,且橡皮筋伸长长度相同,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,所以通过b、c 两幅图可得出该结论 。(3)在这个实验中,用一个力作用在橡皮筋上,使橡皮筋伸长的长度与两个力共同作用在橡皮筋上时伸长的长度相同,即一个力的作用效果和两个力的作用效果相同,这种实验方法就是等效替代法。
24.一个重为3牛的物体被竖直向上抛出,运动过程中它所受的空气阻力大小不变,若物体上升过程中所受重力和阻力的合力为4牛。求:
(1)物体上升过程中受到阻力的大小及方向;
(2)物体下降过程中所受合力的大小及方向。
解:(1)已知物体受到重力为3N,当物体上升时,受力情况如下图。阻力与重力的方向都竖直向下。因为F=G+f,所以f=F﹣G=4N﹣3N=1N,方向竖直向下。
(2)当物体下降时,受力情况如下图,受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力,物体受到这两个力的方向相反,合力F=G﹣f=3N﹣1N=2N,方向竖直向下。
答:(1)物体在上升时所受的阻力大小为1N,方向竖直向下;
(2)物体在下降过程中受到的合力大小为2N,方向竖直向下。
25.一辆汽车本身的重力为1.5×104N,现载有重为2.5×104N的货物在平直公路上匀速前进,若它受到的阻力是车重的0.05倍。求:
(1)路面对汽车的支持力;
(2)汽车的牵引力;
(3)当小汽车在平直路面上加速行驶时,发动机的牵引力变为4×103N,此时它受到的合力。
解:(1)汽车和货物的总重力G总=G车+G货=1.5×104N+2.5×104N=4×104N汽车和货物在竖直方向上受到的重力和支持力是一对平衡力,因此F支=G总=4×104N
(2)由于汽车在平直公路上匀速行驶,处于平衡状态,其受到的牵引力和阻力是一对平衡力,所以F牵=f=0.05G总=0.05×4×104N=2×103N
(3)当小汽车在平直地面上加速行驶时,汽车在水平方向运动,竖直方向合力为0,汽车受到的阻力不变,发动机的牵引力变为4×103N,此时它受到的合力为
F合=F'-f=4×103N-2×103N=2×103N
26.阅读文段,回答问题
盐城海上风电电梯运维装置
盐城滨海港是江苏沿海千万千瓦级海上风电核心基地,海上风机塔筒运维电梯依靠对重滑轮系统稳定升降,完成风机叶片、机舱设备的日常检修运维,是盐城新能源产业发展的关键配套装备。
如图甲电梯轿厢结构,轿厢与对重通过定滑轮钢丝绳相连,电动机牵引钢丝绳控制轿厢竖直上下运动。轿厢竖直升降时,竖直方向受到钢丝绳向上的拉力、自身总重力两个同一直线上的力。风机运维电梯启动阶段速度逐渐变大,匀速上升阶段受力平稳,制动减速阶段速度缓慢减小,完整升降过程速度图像如图乙所示。
海上风电运维电梯严格遵循八年级同一直线上二力平衡、力的合成物理规律设计:匀速竖直运行时,轿厢向上拉力与向下重力为一对平衡力,合力大小为0;加速上升时拉力大于重力,二力同向合成;减速上升时拉力小于重力,竖直方向两个力反向合成,保障海上恶劣风浪环境下电梯平稳升降,为盐城海上新能源清洁能源发电保驾护航。
(1)轿厢竖直匀速上升时,钢丝绳拉力与轿厢重力属于______(选填“平衡力”“相互作用力”),这两个力的合力大小为______N。
(2)轿厢竖直加速向上运动时,钢丝绳拉力F_拉、轿厢重力G两个反向共线力的合力方向、大小关系正确的是( )
A. 合力竖直向下,F合=F拉+G B. 合力竖直向上,F合=F拉-G
C. 合力竖直向下,F合=G-F拉 D. 合力竖直向上,F合=F拉+G
(3)轿厢竖直减速上升过程中,拉力与重力在同一直线上反向作用,合力方向竖直______,此时拉力______重力(选填“大于”“小于”“等于”)。
(4)下列场景中,物体所受同一直线上二力合力为0的是()
A. 刚启动向上加速的运维电梯轿厢
B. 海上匀速直线航行的风电运维船
C. 正在刹车减速靠岸的新能源作业车
D. 下落速度越来越快的塔筒维修零件
(5)(填空2空)若轿厢受到向上拉力8000N、向下总重力6000N,两个力在同一直线上反向作用,则合力大小为______N,合力方向竖直______。
【答案】(1)平衡力;0 (2)B (3)向下;小于 (4)B (5)2000;向上
【解析】(1)匀速直线运动的物体受力平衡,同一直线上大小相等、方向相反、作用在同一物体的拉力与重力是平衡力;一对平衡力大小相等、方向相反,反向共线二力合力F合=F大-F小=0。(2)加速向上运动,运动状态改变,向上的拉力大于向下的重力;同一直线反向二力,合力方向与较大力方向一致,合力大小等于两力差值,即F合=F拉-G,方向竖直向上,故选B。(3)减速上升,速度向上、运动状态向下改变,合力竖直向下;反向共线二力合力向下,说明向下的重力更大,即拉力小于重力。(4)合力为0的物体处于静止/匀速直线运动平衡状态:只有匀速直线航行的运维船受力平衡、合力为0;其余选项均为变速运动,合力不为0,故选B。(5)反向共线二力合力:F合=8000N-6000N=2000N;合力方向与较大拉力方向一致,竖直向上。
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