8.4 同一直线上二力的合成 知识点归纳思维训练-2025-2026学年人教版物理八年级下册

8.4 同一直线上二力的合成

一、【基础知识】

知识点一：力的合成

1、合力：如果一个力（F）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，组成合力的每一个力（如 F1 和 F2）叫作分力。

2、力的合成：求几个力合力的过程叫作力的合成。

3、合力与分力的关系

（1）同时性：几个分力必须是同时作用在同一个物体上。

（2）非共存性：对物体进行受力分析时，考虑了合力，就不能再考虑分力，考虑了分力，就不能再考虑合力。

（3）等效性：合力的实质为分力的“等效力 ”，但是合力并不是分力的总和，求合力大小不能用分力大小直接相加得到（除非分力在同一直线上且方向相同），而是遵从矢量合成法则（高中的知识）。

知识点二：同一直线上二力的合成

 

知识点二：探究二力合成的实验

1、同一直线上方向相同二力的合成

（1）把橡皮筋 B 端固走好，A 端分别用两根细线和两个测力计相连。

（2）先用两个测力计沿同一方向拉橡皮筋的 A 端，使 A 端到达 O 点，记下 O 点的位置和两个测力计拉力F1，和 F2 的大小和方向。

（3）用一个测力计对橡皮筋的 A 端施加一个力 F，仍将橡皮筋的 A 端拉到 O 点，记下拉力 F 的大小和方向。

2、同一直线上方向相反二力的合成

（1）把橡皮筋 B 端固走好，A 端分别用两根细线和两个测力计相连。

（2）用两个测力计沿相反方向拉橡皮筋的 A 端，使 A 端到达O'点，记下 O'点的位置和两个拉力 F1'和F2 ’的大小和方向。

（3）用一个测力计对橡皮筋的 A 端施加一个力 F'，仍将橡皮筋的 A 端拉到O'点，记下拉力 F’的大小和方向。

3、结论

（1）沿同一直线作用的两个同方向的力，其合力方向不变，大小是这两个力的大小之和，可表示为F=F1+F2。

（2）沿同一直线作用的两个反方向的力，其合力方向与其中较大的力的方向一致，大小是这两个力的差，可表示为 F'=F1 ’-F2'。

4、讨论

（1）只有同一物体所受的力才可合成。     （2）不同性质的力也可以合成。

（3）研究方法：在研究物理问题时，有时为了使问题简化，常用一个物理量来代替其他所有物理量，但不会改变物理效果，比如用合力替代各个分力，这种研究方法叫做等效替代法。

物体受到几个力作用时，其产生的效果与一个力的作用效果相同。所以我们在研究力的时候，既可以用一个力替代几个力，也可以用几个力替代一个力，只要这种替代能保持同样的效果。

二、【典例解析】

题型 1：合力及力的合成

【典例 1-1】关于同一条直线上的两个分力 F1 、F2，以及它们的合力 F，下列说法正确的是(    )

A ．两个分力 F1 、F2 的作用效果一定和合力 F 的作用效果相同

B ．合力和分力可能是实际存在的力

C ．合力和分力同时作用在物体上

D ．合力 F 一定大于任何一个分力

【典例 1-2】如图﹣ 1，两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           （选填“相同”或“不同”），大人的作用力相当于           （填“合力”或“分力”），如图﹣2，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 合力的有         （填序号）。

【变式 1-1】关于合力与分力，下列说法正确的是(    )

A ．合力与分力是物体同时受到的力   B ．合力是对各分力共同作用时产生效果的等效替代

C ．合力和分力都是实际存在的力      D ．将几个分力合成为一个合力，此方法属于类比法

【变式 1-2】如图所示，用一台拖拉机将陷入泥潭的汽车拉了出来，另一幅图中一群中学生齐心合力也可以把汽车从泥潭中推出，此时我们说拖拉机对汽车的拉力是同学们对汽车推力的           ，其主要的依据是                        。

 

题型 2：探究二力合成的实验

【典例 2-1】如图所示，某同学在水平方向上“探究同一直线二力合成”，每次实验时都将弹簧由 A 拉伸到B 位置，不计装置的重力，下列说法正确的是(    )

A ．三次实验，力的作用效果相同                B ．（a）实验，只增大某一个分力可以使合力变小

C ．（b）实验，F3 、F4 的合力为 6N，方向向右      D ．（c）实验，F 能替代 F1 、F2 但不能替代 F3 、F4

【典例 2-2】物体形状变化是力学实验中常用到的重要现象。例如在图甲所示的“探究同一直线上二力的合成”实验中，用同一根橡皮筋每次都从 E 点拉动到 O 点，这样做为了使每次             相同，实验可得出结论：同一直线上同方向两个力 F1 与 F2 合力大小 F ＝             ；又如在图乙所示的“探究压力的作用效果”实验中，用海绵             来比较每次压力作用效果。

【变式 2-1】如图是探究同一直线上的两个力的合成实验情景，钩码静止时，图甲与图乙中橡皮筋下端到达同一位置，下列说法不正确的是(    )

A ．力 F 的作用效果与力 F1 、F2 的共同作用效果相同

B ．去掉力 F2 后，橡皮筋会缩短

C ．力 F 的大小等于 F1 与 F2 的大小之差

D ．滑轮的作用是改变施力的方向

【变式 2-2】小华想探究同一条直线上的力的合成是怎样的？于是进行了如下操作，请补充完成他的实验报告。将一根橡皮筋的左端固定在墙上，用弹簧测力计拉其右端来探究两个分力与合力的关系。

（1）如图甲所示，当使用弹簧测力计拉动橡皮筋之前，应该在           方向对弹簧测力计进行调零；

（2）如图乙所示，两次实验中，都将弹簧拉伸到 A 点，目的是                        ，可得出的结论是：在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小为 F 合 ＝              （用公式表示）；

（3）接下来，小华将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上拉到 B 点，记下两弹簧测力计的示数分别为 F3 ＝3.0N 、F4 ＝4.0N；然后只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也拉到 B 点，如图丙所示，读出弹簧测力计的示数 F' ＝5N。根据你对合力的理解，判断 F'                （选填“是”或“不是”）F3 、F4  的合力。此实验中存在的问题是                        ；

（4）这种探究物理规律的方法是             （选填“转换”或“等效替代”）法。