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

**基本信息** 以A、B两层分级设计，A层夯实二力合成基础概念与计算，B层深化综合应用与科学思维，形成从单一到复杂的知识巩固路径。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A层|同一直线上二力合成基本规律、合力概念及简单计算|选择题结合排球运动情境考查合力大小方向，实验题强化等效替代法的科学探究，夯实运动和相互作用观念| |B层|二力合成与运动状态、摩擦力综合应用，复杂情境分析|图像分析题结合v-t/F-t图像考查动态合力，计算题以雨滴下落模型深化科学思维中的模型建构，提升问题解决能力|

8.4同一直线上二力的合成 分层作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ A层 1．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，那么关于排球此时所受合力的大小和方向，下列说法中正确的是（  ） A．合力为0.5N，方向竖直向上 B．合力为2.2N，方向竖直向下 C．合力为2.7N，方向竖直向上 D．合力为3.2N，方向竖直向下 2．如图所示，小丽练习排球垫球的场景。若排球的重力约为2.8 N、所受空气阻力约为0.5 N，则排球在空中竖直加速下落的过程中，所受合力的大小和方向为（　　） A．2.3N；竖直向上 B．3.3N；竖直向上 C．2.3N；竖直向下 D．3.3N；竖直向下 3．如图，弹簧测力计放于水平桌面上，分别受到水平向左的F1和水平向右的F2的拉力作用，F1=5N，F2=4N，弹簧测力计静止时如图所示。问，F1、F2是否为一对平衡力；此时弹簧测力计的示数（　　） A．是平衡力、9N B．不是平衡力、5N C．是平衡力、5N D．不是平衡力、4N 4．如图，某同学练习排球垫球，排球离开胳膊后竖直上升，竖直下落，排球重力大小为3N，受到的空气阻力大小始终为0.5N，下列说法中正确的是（　　） A．竖直上升时，F合=3.5N，合力方向竖直向下 B．竖直上升时，F合=2.5N，合力方向竖直向上 C．竖直下落时，F合=2.5N，合力方向竖直向下 D．竖直下落时，F合=3.5N，合力方向竖直向上 5．一个物体受到同一直线的两个力作用，分别为和。若两力方向相同，则合力为________；若两力方向相反，则合力为________，合力的方向与________相同。 6．物理是一门以实验研究为基础的学科，在实验研究的过程中涉及很多的物理研究方法。在研究物体受到几个力作用时，引入“合力”概念，用到了_________研究方法。探究滑动摩擦力与哪些因素有关时，用到的研究方法是_________。为了测定滑动摩擦力的大小，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其在水平桌面上做匀速直线运动，可测量滑动摩擦力的大小，如图甲乙所示的实验情景，分析可得滑动摩擦力与_________有关。如图丙是在机械制造工业上广泛应用滚动轴承，是利用了滚动摩擦力________滑动摩擦力（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 7．质量为50kg的小明同学在体育课上练习立定跳远。当他双脚离开地面后，在空中运动过程中（不计空气阻力），求： (1)他受到的重力大小；（g取10N/kg） (2)他在空中运动时，所受合力的大小和方向。 8．在“探究同一直线上二力的合成”实验中，实验装置如图所示，忽略橡皮筋和滑轮自身重力，橡皮筋原长为AE，用三种方式拉伸橡皮筋使其均伸长到AE'位置：甲用方向相同的两个力F1和F2同时拉；乙用方向相反的两个力F1和F2同时拉；丙用一个力F单独拉。 (1)实验中，除了图中的滑轮、钩码、橡皮筋，还需要的测量工具是________； (2)每次拉伸橡皮筋都要使其伸长到AE'位置，这样操作的目的是________； (3)分析实验现象可得结论：作用在同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于________，方向与较大力的方向相同。 B层 9．如图甲，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像如乙和丙，小车的运动状态随时间变化的图像如图丁，根据图像，下列分析正确的是（    ） A．t=1s时，小车受到的合力为1N B．t=3s时，小车受到的摩擦力大小为1.5N，摩擦力方向水平向右 C．在4s到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 D．t=7s时，小车受到的摩擦力方向水平向左 10．下列说法中正确的是（　　） A．手提水桶时手上出现压痕，是由于水桶所受的重力作用在手上 B．用3N的力拉着木块在水平桌面上做匀速直线运动，木块受到的摩擦力一定等于3N C．用大小不变的力竖直拉起静止在水平桌面上质量为的钩码，一定大于 D．书放在桌子上，书所受的支持力是由于书的形变而产生的 11．小明对体育中考项目中所涉及的力学知识进行了分析，其中错误的是（　　） A．垫起的排球竖直上升过程中所受的合力大于下降过程 B．立定跳远时用力蹬地，利用了力的作用是相互的 C．投掷出去的实心球运动到最高点时受的是平衡力 D．篮球和地面撞击发生形变，说明力可以改变物体的形状 12．如图甲所示，水平地面上的物体，受到水平向右的可变推力F的作用，物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。以下说法正确的是（　　） A．内，推力等于摩擦力 B．内，推力等于摩擦力 C．内，推力等于摩擦力 D．内，物体受到的合力不为0 13．如图甲所示，张华用水平力F推水平地面上的木箱，在此过程中，推力F的大小随时间t变化的情况如图乙所示，木箱运动速度v的大小随时间t变化的情况如图丙所示，则第1s内木箱所受的摩擦力为______N。1~3s内木箱所受的摩擦力为______N、所受的合力为______N。 14．(1)利用如图所示实验装置探究“滑动摩擦力与哪些因素有关”，实验中用弹簧测力计沿水平方向拉着木块做匀速直线运动。对比乙、丙所示的实验，可以发现滑动摩擦力的大小与_______有关；若用更大的速度水平拉动图甲的木块做匀速直线运动，则木块所受滑动摩擦力的大小_______（选填“大于”“小于”或“等于”）1.2N； (2)用橡皮筋、定滑轮、钩码、绳子“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，甲、乙、丙三次实验均将橡皮筋伸长到，目的是为了使三次实验中力的作用效果_______（选填“相同”或“不同”）；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和；通过比较图乙、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。 15．体育活动中蕴含丰富的物理知识： (1)体质指数（BMI）是衡量健康的重要指标，其计算方法为体重（kg）除以身高（m）的平方。某同学身高1.5m，其重力为441N，他的BMI为______；其体质健康状况属于______。（参考数据：<18.5偏瘦，18.5-24正常，24-28超重，28-30轻度肥胖） (2)趣味运动会中有一项“推箱子”比赛，重为49牛的箱子在水平拉力F的作用下，在水平地面上水平向右做匀速直线运动，若箱子所受的滑动摩擦力大小为重力的0.05倍，则求： ①箱子的质量m；②箱子所受拉力F的大小； ③若箱子受到拉力F大小在原方向变化了1牛时，它在水平方向所受的合力大小及方向。 16．雨滴下落时不仅受到重力的作用，还受到空气的阻力作用。一雨滴竖直下落初期，雨滴做加速直线运动，空气阻力随下落速度的增大而增大，直到空气阻力与所受重力大小相同时，雨滴做匀速直线运动，此时的速度被称为终端速度。已知雨滴下落过程中受到的空气阻力f与下落速度v的平方成正比，关系为（）。若雨滴的质量为，（不考虑横向风力，g取）求： (1)雨滴所受的重力； (2)当雨滴速度为时，所受的合力； (3)雨滴的终端速度。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案 题号 1 2 3 4 9 10 11 12 答案 D C B AC B C C AC 1．D 【详解】排球在竖直上升过程中，受到竖直向下的重力和与运动方向相反的空气阻力。因排球竖直向上运动，所以空气阻力方向竖直向下。重力和空气阻力方向相同，排球所受的合力大小为 方向竖直向下。故ABC错误，D正确。 故选D。 2．C 【详解】排球向下运动时，受到竖直向下的重力，阻碍运动的空气阻力方向竖直向上。 根据同一直线上方向相反的两个力的合力规律：合力大小等于两个力的大小之差，方向与较大力的方向一致。 计算得合力大小 重力更大，因此合力方向为竖直向下，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．B 【详解】F1、F2大小不相等，二力不是一对平衡力；因弹簧测力计处于静止即平衡状态，合力为零，且，所以，弹簧测力计受到的摩擦力方向与F2的方向相同，弹簧测力计的示数与挂钩处受到的拉力相同，即与F1的大小相等，为5N，故选B 。 4．AC 【详解】排球离开胳膊后竖直上升，竖直下落，只受到重力和空气阻力，当竖直上升时，重力竖直向下为，空气阻力竖直向下为，合力为 方向竖直向下；当竖直下落时，空气阻力竖直向上，则合力为 方向竖直向下，故AC符合题意，BD不符合题意。 故选 AC。 5． 21N 3N F2 【详解】根据同一直线上方向相同的二力合成规律，合力大小等于两个力的大小之和，即 根据同一直线上方向相反的二力合成规律，合力大小等于两个力的大小之差，即 方向相反的二力合成时，合力方向与较大的力的方向一致，因为，所以合力方向与F2相同。 6． 等效替代 控制变量法 接触面的粗糙程度 小于 【详解】[1]在研究物体受到几个力作用时，引入“合力”概念，用到了等效替代法，同一个力代替几个力，且效果相同。 [2]滑动摩擦力的大小与压力大小及接触面的粗糙程度有关，所以在探究滑动摩擦力与哪些因素有关时，用到的研究方法是控制变量法。 [3]由图可知，两图中弹簧测力计示数大小不同，拉力与摩擦力为平衡力，说明摩擦力大小不同，两图中压力大小相等而接触面粗糙程度不同，所以分析可得滑动摩擦力大小与接触面的粗糙程度有关。 [4]为了减小摩擦，在机械制造工业上广泛应用滚动轴承，以滚动代替滑动，即滚动摩擦小于滑动摩擦。 7．(1)500N (2)500N；竖直向下 【详解】（1）他受到的重力为 （2）不计空气阻力时，小明在空中离开地面后，只受到重力作用，因此合力大小等于重力，为；重力方向始终竖直向下，因此合力方向为竖直向下。 8．(1)刻度尺 (2)使力的作用效果相同 (3)两个力的大小之差 【详解】（1）实验中需要确认橡皮筋每次都伸长到同一位置AE'，因此需要测量橡皮筋的长度，还需要刻度尺。 （2）每次将橡皮筋拉伸到AE'位置，是为了保证橡皮筋的形变程度相同，即力的作用效果相同。 （3）由图乙、丙两图可知，同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于两个力的大小之差，方向与较大力的方向相同。 9．B 【详解】A．由图丁可知， 时小车处于静止状态。静止的物体受到的合力为，故A错误； B．由图丁可知小车在运动（向左加速）。此时小车受到的是滑动摩擦力。4∼6s时小车的速度保持不变，做匀速直线运动，处于平衡状态，受到的合力为 。根据乙和丙有此时向左的拉力 ，向右的拉力 ，显然小车正在向左运动，所以受到向右的滑动摩擦力，根据平衡条件，即 即 解得滑动摩擦力 ，由于压力和接触面粗糙程度未变，所以在小车受到的滑动摩擦力大小仍为 ，方向水平向右，故B正确； C．若桌面绝对光滑，则摩擦力，此时 （向左）， （向右），合力为 （向左） 小车受力不平衡，将做匀加速直线运动，而不是匀速直线运动，故C错误； D．由图丁可知小车在做减速运动，速度大小为正，说明小车仍在向左运动，所以受到的滑动摩擦力方向是水平向右的，故D错误。 故选 B。 10．C 【详解】A．水桶所受的重力作用在水桶上，手上的压痕是水桶对手的压力作用的结果，不是水桶的重力直接作用在手上，故A错误； B．只有拉力沿水平方向时，匀速运动的木块所受摩擦力才等于拉力。题目未说明拉力水平，若拉力倾斜，则摩擦力大小不等于3N。故B错误； C．原本静止在桌面的钩码要被拉起，需要向上改变运动状态，合力方向向上，因此拉力F一定大于钩码重力mg；若，钩码合力为零，仍保持静止，无法被拉起。故C正确； D．弹力是施力物体发生弹性形变产生的，书受到的支持力的施力物体是桌子，该支持力是桌子形变产生的，不是书的形变产生的。 故选C 。 11．C 【详解】A．排球在空中运动时，会受到竖直向下的重力与空气阻力的作用，当排球竖直上升时重力方向竖直向下，空气阻力方向与运动方向相反也向下，此时合力，当排球竖直下降时重力方向竖直向下，空气阻力方向与运动方向相反也向上，此时合力，比较可知上升过程中所受的合力大于下降过程，故A正确； B．立定跳远时，人用力向后蹬地，由于力的作用是相互的，地面同时也会对脚施加一个大小相等、方向相反的向前的力，正是这个力使人向前跳起，故B正确； C．实心球运动到最高点时不是静止状态，也不是匀速直线运动状态，所以受到的不是平衡力，故C错误； D．篮球和地面撞击时，受到地面的作用力，导致其形状发生改变，可以直观说明了力可以改变物体的形状，故D正确。 本题选择错误的选项，故选C 。 12．AC 【详解】A． 由图像可知，0~2s内，物体没有推动，速度为0，物体处于平衡状态，根据二力平衡条件可知，此时的推力等于摩擦力，故A正确； B． 由图像可知，物体在2~4s做加速运动，处于非平衡状态，推力大于摩擦力，故B错误； CD． 由图像可知，在4~6s内物体做匀速直线运动，处于平衡状态，此时物体受到的合力为零，推力等于摩擦力，故C正确，D错误。 故选AC。 13． 100 200 100 【详解】[1]由v-t图像可知，0~1s木箱静止，箱子受到的推力与静摩擦力二力平衡，推力为100N，则1s内木箱所受的摩擦力为100N。 [2][3]由v-t图像可知，3~5s木箱做匀速直线运动，滑动摩擦力与推力平衡，由F-t图像可知，3~5s木箱受到的推力为200N，所以木箱受到的摩擦力等于推力，即为200N。1~3s木箱在竖直方向所受重力与支持力二力平衡，水平方向受推力和摩擦力作用，推力为300N，由于接触面的粗糙程度不同，压力大小不变，所以摩擦力大小仍为200N，故木箱所受的合力为 14．(1) 压力大小 等于 (2) 相同 甲、丙 较大 【详解】（1）[1]乙：木块放在粗糙木板上，无砝码，弹簧测力计示数1.6N。丙：木块放在粗糙木板上，有砝码，弹簧测力计示数2.0N。 两次实验的接触面粗糙程度相同，压力大小不同，滑动摩擦力不同（根据二力平衡，滑动摩擦力大小与拉力大小相等）。 所以滑动摩擦力的大小与压力大小有关。 [2]滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关，与运动速度无关。 甲图中木块以某一速度匀速直线运动时，滑动摩擦力等于弹簧测力计示数 1.2N； 即使增大速度，压力和接触面粗糙程度不变，所以滑动摩擦力大小等于1.2N。 （2）[1]橡皮筋原长AE，甲、乙、丙三次实验均将橡皮筋拉伸到AE'，目的是为了使三次实验中力的作用效果相同（这样才能保证合力与分力的作用效果一致）。 [2]甲图中同一直线上方向相同的两个力的合力作用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。 [3]乙图中同一直线上方向相反的两个力的合力作用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这两个力大小之差，方向与较大力方向相同。 15．(1) 正常 (2)①5kg；②2.45N；③若拉力增大1N，合力大小为1N，方向水平向右；若拉力减小 1N，合力大小为 N，方向水平向左。 【分析】根据重力公式变形计算质量；根据体质指数的定义计算；由二力平衡求解拉力大小；根据同一直线上二力的合成方法计算合力的大小以及判断合力的方向。 【详解】（1）该同学的质量 体质指数为 在18.5至24之间，所以其体质健康状况属于正常。 （2）① 箱子的质量 ② 滑动摩擦力 匀速运动时，由二力平衡可知，拉力为 ③ 若拉力增大1牛，则拉力为，方向水平向右，合力 方向与较大的力方向相同，所以是水平向右。 若拉力减小1牛，则拉力为，方向水平向右，合力 方向与较大的力方向相同，所以是水平向左。 16．(1)0.01N (2)0.0084N，方向竖直向下 (3) 【详解】（1）雨滴的重力 （2）空气阻力 雨滴加速下落时，重力大于阻力，合力方向竖直向下，所受的合力 （3）当雨滴达到终端速度时，空气阻力与重力大小相等，即 变形得 则终端速度 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $