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

**基本信息** 聚焦同一直线上二力的合成，通过基础辨析、实验探究、综合应用三层设计，实现从概念理解到实际问题解决的进阶，适配新授课知识巩固与能力培养。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础辨析|单一概念（合力计算、二力平衡条件）|选择题1-7结合烟花运动、六桨船等生活情境，强化运动和相互作用观念| |实验探究|实验操作与规律探究（二力合成、摩擦力影响因素）|实验题11-14用控制变量法、等效替代法，培养科学探究与科学思维能力| |综合应用|多知识点综合（运动状态分析、受力计算）|综合题15-21如冰壶受力分析、雨滴收尾速度计算，提升实际问题解决能力|

同一直线上二力的合成 同步练习 好 题 冲 关 一、选择题 1．除夕夜，亮亮放烟花庆祝新年。烟花竖直向上射出，到达最高点后爆炸，碎片向四周散开。下列说法正确的是（　　） A．烟花上升时，合力向上 B．烟花上升时，速度减小，惯性也减小 C．烟花在最高点时，若所受外力全部消失，将保持静止 D．碎片落回地面，说明物体的运动需要力来维持 2．作用在同一个物体上的两个力的大小分别为，。如果这两个力作用在同一条直线上，则它们的合力大小（   ） A．可能是0N B．可能是4N C．一定是5N D．可能是5N或1N 3．如图是《天工开物》中记录的 “六桨客船”，下列说法正确的是（    ） A．船加速前进时，运动状态不变 B．以船为参照物，坐在船上的乘客是运动的 C．桨划水时船前进，说明力是维持物体运动的原因 D．六桨同时沿同一方向划水，是为了产生更大的合力 4．如图所示，甲物体重15N，乙物体重5N，弹簧测力计的示数为8N，不计绳重和轴与滑轮的摩擦，则静止的甲物体受到的摩擦力的大小和方向是（　　） A．3N，水平向左 B．5N，水平向左 C．8N，水平向右 D．3N，水平向右 5．如图所示，踢毽子作为一种古老的传统民俗体育活动，由于其娱乐性和灵活性深受大家喜爱。当毽子离开腿后在空中运动时，下列说法正确的是（　　） A．毽子在空中上升到最高点时，所受的合力为0 B．毽子在空中上升时，处于匀速直线运动状态 C．毽子在空中上升时，受到方向向下的合力 D．踢出的毽子能上升，是由于它所受的惯性大于自身重力 6．小球在水平拉力作用下沿水平面向右运动，每隔相等时间曝光一次，得到闪光照片如图所示。从A运动到F的过程中，下列说法不正确的是（　　） A．小球做加速直线运动 B．小球的运动状态不断改变 C．小球受力不平衡 D．小球所受的合力与运动方向相反 7．关于力和运动的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体不受力的作用时一定处于静止状态 B．物体运动速度越大其惯性越大 C．物体受到力的作用，运动状态不一定改变 D．匀速转弯的汽车所受合力为零 8．如图，汽车在水平地面上匀速直线运动。物块下表面光滑，两根完全相同的轻质弹簧（弹簧的弹力与弹簧的形变程度成正比）连接到压力传感器、上，两弹簧都处于压缩状态，此时传感器的示数均为。当传感器的示数变为时，两弹簧仍处于压缩状态，下列说法正确的是（　　） A．汽车一定向右加速 B．汽车可能向左加速 C．传感器的示数为 D．物块受到的合力为 9．小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力）：让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5.0m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示，其中为曲线的最高点，已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短0.5cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。（　　） A．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球所受的合力大小一直在增大 B．当小球的速度再次恰好为5.0m/s时，弹簧产生的弹力等于小球的重力 C．当弹簧的压缩量最大时，小球速度为零且处于平衡态 D．实验中所用小球的质量为0.4kg，全过程中，弹簧弹力的最大值为12.2N 10．如图所示，物块A和B放在水平地面上，它们之间用一根轻质弹簧连接，当用的水平拉力F使物块A和B一起向右做匀速直线运动时，它们受到地面的摩擦力，且整个过程中，弹簧一直在弹性限度内，则（    ） A．若把物块A和B看作一个整体，所受的摩擦力为 B．弹簧对B的拉力大小为 C．B物块受到的摩擦力水平向左，大小为 D．A物块受到的摩擦力水平向左，大小为 二、实验与探究题 11．小珠利用如图所示的装置“探究二力平衡条件”。 (1)图1装置中小车相比木块的好处是减小_______对实验的影响。图1左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。在左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明使物体保持平衡的两个力大小____。再次使两盘里的砝码质量相等，小车处于静止后，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在_____上。 (2)小海利用如图2所示的装置“探究同一直线上二力的合成”。小海每次都使橡皮筋从点A伸长到点B，是为了使三次实验中力的作用效果______（选填“相同”或“不同”），即F为同一直线上二力的合力，F＝____N；这种探究物理规律的方法是_________（选填“控制变量法”或“等效替代法”）。 12．小红利用木块、长木板、弹簧测力计等器材探究滑动摩擦力与哪些因素有关 (1)小红想探究滑动摩擦力的大小与物体和接触面之间的接触面积是否有关，于是设计并做了图甲和图乙两次实验，实验中使用的木块完全相同，对比图甲和图乙所示的实验及两次弹簧测力计的示数，能否得到滑动摩擦力与接触面积的关系，请给出你的判断并说明理由__________________； (2)小红在实验中发现，拉着木块运动时很难让其做匀速直线运动，所测的摩擦力不够准确。于是她设计了图丙所示的装置，将已校零的弹簧测力计固定，用大小为F的拉力拉动长木板向右做匀速直线运动，若水平拉动长木板的力F=4N，测力计的示数F'=1.5N，则长木板与地面的摩擦力大小为________N。 13．小明利用支架、滑轮、橡皮筋、重力均为的钩码、细线等器材，探究同一直线上两个力的合成。 (1)如图（a）所示，橡皮筋下端系有两根细线，在其中一根细线上挂一个钩码，在另一根细线上挂两个钩码，记录橡皮筋下端到达的位置O，图（a）中探究的是同一直线上方向______的两个力的合力与这两个力的关系； (2)撤去所有钩码，仅在其中一根细线上挂钩码，并记录钩码的个数，此步骤中应使橡皮筋下端______，这样做的目的是______； (3)实验中选用长短不同的两根细线，可避免钩码并排放置导致______； (4)如图（b）所示，橡皮筋下端系有两根细线，在其中一根细线上挂三个钩码，另一根细线向上跨过滑轮后挂一个钩码，记录此时橡皮筋下端到达的位置，然后撤去所有钩码，仅在橡皮筋下端的细线上挂钩码，要使橡皮筋下端仍到达位置，需挂______个钩码。 14．在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，小甜用弹簧测力计拉同一木块做匀速直线运动进行了三次正确的实验操作，实验情景如图甲、乙、丙所示： (1)如图，将长方体木块置于水平木板上，用弹簧测力计在水平方向上___________拉动木块，读出弹簧测力计示数，根据___________知识即可知滑动摩擦力的大小； (2)对比甲、乙的两组实验数据，可以得出的正确结论是___________； (3)在图丙实验中，木块受到的滑动摩擦力是_________N，此时木块上的砝码受到的摩擦力是___________N； (4)小甜接着探究摩擦力的变化规律，设计了如图1所示的实验装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律。将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过水平细绳与一滑块相连，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶（图中定滑轮的作用仅改变拉力的方向，调节滑轮使桌面上部细绳水平），整个装置处于静止状态。已知滑块的重力G滑=12N，实验开始时打开传感器，同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的力随时间变化的图像如图2，请结合该图像，分析下列问题： ①空沙桶的重力G=___________N；小车运动时滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小为___________N； ②第50s后，小车将做___________（选填“加速”、“匀速”或“减速”）直线运动（沙桶未落地）。 三、综合与应用题 15．如图，运动员跳伞时，他和伞在空中会受到重力和空气阻力的作用，在这两个力的作用下，先经历加速下落阶段，最终达到匀速下落状态。已知跳伞运动员（含装备）所受的总重力为800N，在某一加速下落的时刻，他所受的空气阻力为300N，求此时该运动员所受的合力大小为______N，方向________。 16．用弹簧测力计水平拉物体B使A和B一起向右做匀速直线运动，此时弹簧测力计示数为3N，A受到的摩擦力为______N。将拉力增大为4N时，A和B仍相对静止，A______（受/不受）摩擦力，地面对B的摩擦力为______N。 17．小志记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 小志在超市购物时，用15N的水平向前的力推着一辆购物车在水平地面上做匀速直线运动。突然，小志发现前面有一个小孩，马上用40N水平向后的力拉购物车，使其减速。请你计算购物车在减速过程中所受合力的大小。 解：由题意可知购物车运动时所受摩擦力的大小为，购物车在减速过程中所受合力的大小 错误之处： 错因分析： 正确解答： (1)错误之处：________； (2)错因分析：________； (3)正确解答：________。 18．如图两个小朋友合力提起一桶重为150N的水，图中，请你在图中O点画出这两个力的合力的示意图。 19．阅读短文，回答问题。 空气阻力 物体在空气中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做空气阻力。空气阻力的大小与物体的运动速度有关，速度越大，阻力越大；空气阻力的大小还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；此外，空气阻力的大小跟物体的形状也有关，头圆尾尖的物体受到的阻力较小。物体（以雨滴为例）从高空由静止下落，速度会越来越大，它所受的空气阻力也会越来越大；下落一段距离后，雨滴将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。 (1)关于空气阻力，下列说法正确的是______； A．飞机为了减小阻力，应做成尖头尾圆的形状 B．降落伞从空中下落时因横截面积较大，更利于增大空气阻力 C．赛车要赢得比赛，应设法增大空气阻力 (2)人造地球卫星一般不需要设计成头圆尾尖的形状，这是因为______； (3)雨滴在高空形成后从静止开始下落，其速度越来越大是由于它受到的重力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）空气阻力；结合材料分析，若下落过程中雨滴受到的重力突然消失，雨滴将______（填字母）； A．静止不动    B．先下降后静止    C．先下降后上升    D．做匀速直线运动 (4)下落过程中，随着雨滴速度的增大，受到的空气阻力______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；当雨滴受到的阻力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力时，雨滴的速度达到收尾速度； (5)若雨滴下落时受到的空气阻力仅与其速度的平方成正比，即，其中，则一滴质量为0.16g的雨滴下落时的收尾速度为______m/s。（g取10N/kg） 20．如图所示为冬奥会中我国运动员正在进行冰壶项目的比赛。若一只冰壶的质量为20kg，在水平冰面上滑行的过程中，受到的摩擦力是冰壶自重的0.02倍（空气阻力忽略不计），若运动员对冰壶施加水平向右的8N推力推着冰壶在水平地面上向右运动（这个过程手没有离开冰壶），求（g取）： (1)冰壶受到的重力； (2)冰壶受到的摩擦力； (3)手推着冰壶水平向右运动的这个过程中冰壶水平方向受到的合力大小和方向。 21．将一个质量为4kg的铅球放在倾角为30°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球和斜面均处于静止状态，不考虑铅球受到的摩擦力。（计算结果可以带着根号，） (1)请画出铅球受力示意图。 (2)铅球对挡板的压力和对斜面的压力分别是多少？ 学科网（北京）股份有限公司 $ 同一直线上二力的合成 同步练习 好 题 冲 关 一、选择题 1．除夕夜，亮亮放烟花庆祝新年。烟花竖直向上射出，到达最高点后爆炸，碎片向四周散开。下列说法正确的是（　　） A．烟花上升时，合力向上 B．烟花上升时，速度减小，惯性也减小 C．烟花在最高点时，若所受外力全部消失，将保持静止 D．碎片落回地面，说明物体的运动需要力来维持 【答案】C 【详解】A．烟花竖直向上射出，如果已经离开发射装置，只受到重力和空气阻力，上升过程中速度减小，合力方向应向下（因为重力向下，阻力也向下），故A错误； B．惯性大小只跟物体的质量大小有关，跟物体是否受力、是否运动、运动速度等都没有关系，因此烟花上升时，速度减小，惯性不变，故B错误； C．最高点时速度为零，如果所有外力消失（包括重力），根据牛顿第一定律，物体将保持静止状态。故C正确； D．碎片落回地面，是因为受到重力，力是改变物体运动状态的原因，物体的运动不需要力来维持，故D错误。 故选C。 2．作用在同一个物体上的两个力的大小分别为，。如果这两个力作用在同一条直线上，则它们的合力大小（   ） A．可能是0N B．可能是4N C．一定是5N D．可能是5N或1N 【答案】D 【详解】已知两个力的大小，但题目并未说明两个力的方向，因此同向合成和反向合成都有可能，当与同向时，有 当与反向时，有 故选D。 3．如图是《天工开物》中记录的 “六桨客船”，下列说法正确的是（    ） A．船加速前进时，运动状态不变 B．以船为参照物，坐在船上的乘客是运动的 C．桨划水时船前进，说明力是维持物体运动的原因 D．六桨同时沿同一方向划水，是为了产生更大的合力 【答案】D 【详解】A．船加速前进时，速度大小在变化，所以运动状态是改变的。故A错误。 B．乘客和船之间的相对位置没有发生变化，所以以船为参照物，乘客是静止的。故B错误。 C．桨划水时，桨对水施加向后的力，水对桨施加向前的反作用力，使船前进，这说明力可以改变物体的运动状态，而不是维持运动的原因。故C错误。 D．六把桨同时沿同一方向划水时，水对桨的反作用力方向相同，这些力的合力等于各力之和，从而产生更大的向前的力，推动船更快前进。故D正确。 故选D。 4．如图所示，甲物体重15N，乙物体重5N，弹簧测力计的示数为8N，不计绳重和轴与滑轮的摩擦，则静止的甲物体受到的摩擦力的大小和方向是（　　） A．3N，水平向左 B．5N，水平向左 C．8N，水平向右 D．3N，水平向右 【答案】D 【详解】甲受到弹簧向左的拉力和乙对甲向右的拉力，这两个力的合力为，方向水平向左；由于甲处于静止状态，因此甲受到的摩擦力大小等于，方向与的方向相反，即水平向右。故选D。 5．如图所示，踢毽子作为一种古老的传统民俗体育活动，由于其娱乐性和灵活性深受大家喜爱。当毽子离开腿后在空中运动时，下列说法正确的是（　　） A．毽子在空中上升到最高点时，所受的合力为0 B．毽子在空中上升时，处于匀速直线运动状态 C．毽子在空中上升时，受到方向向下的合力 D．踢出的毽子能上升，是由于它所受的惯性大于自身重力 【答案】C 【详解】A．毽子上升到最高点时，速度为0，此时只受重力作用，合力等于重力，不为0，故A错误； B．毽子上升时，受到向下的重力、与运动方向相反的向下空气阻力，合力方向向下，与运动方向相反，毽子做减速运动，不是匀速直线运动，故B错误； C．毽子上升时，重力方向竖直向下，空气阻力也竖直向下，因此总合力方向向下，故C正确； D．惯性是物体本身的固有属性，不是力，不能和重力比较大小；毽子能上升是因为毽子具有惯性，保持原来的运动状态，故D错误。 故选C。 6．小球在水平拉力作用下沿水平面向右运动，每隔相等时间曝光一次，得到闪光照片如图所示。从A运动到F的过程中，下列说法不正确的是（　　） A．小球做加速直线运动 B．小球的运动状态不断改变 C．小球受力不平衡 D．小球所受的合力与运动方向相反 【答案】D 【详解】A．每隔相等时间曝光一次，说明相邻两个位置的时间间隔 t 相同，从A到F，相邻小球的间距越来越大，根据速度公式 ，可知小球的速度越来越大，即小球做加速直线运动，故A正确； B．小球的速度在不断变化，运动状态（速度大小）不断改变，故B正确； C．物体做加速运动时，受力不平衡，故C正确； D．小球向右加速运动，合力方向与运动方向相同（向右），而不是相反，故D不正确。    本题选择描述错误的，故选D 。 7．关于力和运动的关系，下列说法正确的是（　　） A．物体不受力的作用时一定处于静止状态 B．物体运动速度越大其惯性越大 C．物体受到力的作用，运动状态不一定改变 D．匀速转弯的汽车所受合力为零 【答案】C 【详解】A．由牛顿第一定律可知，物体不受力的作用时处于静止状态或匀速直线运动状态，故A错误； B．物体的惯性只与物体的质量有关，与速度无关，故B错误； C．物体受到力的作用时，若受的是平衡力（合力为零），运动状态不会改变；只有受非平衡力时，运动状态才会改变，故C正确； D．匀速转弯的汽车，运动方向发生了变化，说明运动状态改变，因此所受合力不为零，故D错误。 故选C。 8．如图，汽车在水平地面上匀速直线运动。物块下表面光滑，两根完全相同的轻质弹簧（弹簧的弹力与弹簧的形变程度成正比）连接到压力传感器、上，两弹簧都处于压缩状态，此时传感器的示数均为。当传感器的示数变为时，两弹簧仍处于压缩状态，下列说法正确的是（　　） A．汽车一定向右加速 B．汽车可能向左加速 C．传感器的示数为 D．物块受到的合力为 【答案】D 【分析】弹簧弹力的影响因素分析，C的受力分析以及运动与力的关系。 【详解】汽车原本匀速运动，物块C受力平衡：左弹簧对C的弹力向右，大小20N；右弹簧对C的弹力向左，大小20N；合力为0。 当B的示数变为15N，说明右弹簧弹力减少了5N，形变程度减小，说明物块C相对小车向左移动；对应左弹簧形变程度增加相同的距离，因为弹簧弹力与形变程度成正比，所以弹力增加5N，因此传感器A的示数变为 物块C下表面光滑，不受摩擦力，合力为两个弹簧的弹力差 左弹簧对C的弹力大于右弹簧对C的弹力，C的合力向右，说明汽车有可能向右加速或向左减速。 故选D。 9．小明在老师的指导下用小球和弹簧等器材进行了如下实验与探究（不考虑空气阻力）：让小球从某高度处由静止开始下落到竖直放置的轻弹簧上（如图甲），在刚接触轻弹簧的瞬间（如图乙），小球速度为5.0m/s。从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短（如图丙）的整个过程中，得到小球的速度和弹簧缩短的长度之间的关系如图丁所示，其中为曲线的最高点，已知该轻弹簧每受到0.1N的压力就缩短0.5cm，并且轻弹簧在全过程中始终发生弹性形变。（　　） A．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球所受的合力大小一直在增大 B．当小球的速度再次恰好为5.0m/s时，弹簧产生的弹力等于小球的重力 C．当弹簧的压缩量最大时，小球速度为零且处于平衡态 D．实验中所用小球的质量为0.4kg，全过程中，弹簧弹力的最大值为12.2N 【答案】D 【详解】A．从小球接触弹簧到压缩至最短的过程中：开始阶段重力大于弹力，合力，随弹簧压缩量增大，增大，合力逐渐减小；当时，合力为0，小球速度达到最大；之后，合力，随压缩量继续增大，继续增大，合力逐渐增大，因此合力大小是先减小后增大，不是一直增大，故A错误； B．只有速度最大的位置满足弹力等于重力；刚接触弹簧时，弹力为0，速度为；小球速度先增大后减小，当速度再次减小到时，小球已经经过速度最大点，此时弹力，故B错误； C．当弹簧压缩量最大时，小球速度为0，但此时弹力大于重力，合力不为0，因此小球处于非平衡状态，故C错误； D．由图丁可知，速度最大的A点处，弹簧压缩量，此时弹力等于重力；已知弹簧每受的压力缩短，因此小球重力 小球质量 弹簧最大压缩量，最大弹力，故D正确。 故选D。 10．如图所示，物块A和B放在水平地面上，它们之间用一根轻质弹簧连接，当用的水平拉力F使物块A和B一起向右做匀速直线运动时，它们受到地面的摩擦力，且整个过程中，弹簧一直在弹性限度内，则（    ） A．若把物块A和B看作一个整体，所受的摩擦力为 B．弹簧对B的拉力大小为 C．B物块受到的摩擦力水平向左，大小为 D．A物块受到的摩擦力水平向左，大小为 【答案】C 【详解】A．A、B连接在一起做匀速直线运动，把物块A和B看作一个整体，水平方向受力分析如图 可得 故A错误； B．分析B的受力情况，以B为研究对象，水平方向受力分析，如图 根据力的平衡条件可知 所以弹簧对B的拉力 故B错误； CD．已知它们受到地面的摩擦力 则 且这两个摩擦力的方向都是水平向左的，故C正确，D错误；故选C。 二、实验与探究题 11．小珠利用如图所示的装置“探究二力平衡条件”。 (1)图1装置中小车相比木块的好处是减小_______对实验的影响。图1左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止。在左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明使物体保持平衡的两个力大小____。再次使两盘里的砝码质量相等，小车处于静止后，把小车在水平桌面上扭转一个角度后释放，小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在_____上。 (2)小海利用如图2所示的装置“探究同一直线上二力的合成”。小海每次都使橡皮筋从点A伸长到点B，是为了使三次实验中力的作用效果______（选填“相同”或“不同”），即F为同一直线上二力的合力，F＝____N；这种探究物理规律的方法是_________（选填“控制变量法”或“等效替代法”）。 【答案】(1) 摩擦力 相等 同一直线 (2) 相同 3 等效替代法 【详解】（1）在探究二力平衡条件时，用带有轮子的小车代替平底的木块，可以将滑动摩擦转变为滚动摩擦，其好处是减小摩擦力对实验结果的干扰。 当左右两盘砝码质量相等时小车处于静止状态，若在左盘再添加一个砝码，小车受力不平衡而开始运动，这说明使物体保持平衡的两个力大小必须相等。 把静止的小车在水平桌面上扭转一个角度释放后，小车受到的两个拉力不在同一条直线上，小车将发生转动而无法保持静止，这说明彼此平衡的两个力必须作用在同一直线上。 （2）每次实验都使橡皮筋从点A伸长到特定的点B，目的是保证橡皮筋的形变程度完全一致，从而使每次实验中力的作用效果相同。 根据图2中第二次实验的装置可知，向右拉的两个力分别为和，根据同一直线上同方向二力的合成规律，合力大小等于两分力之和，即 实验中利用一个拉力F产生的作用效果来完全替代另外两个拉力共同产生的作用效果，这种探究物理规律的方法被称为等效替代法。 12．小红利用木块、长木板、弹簧测力计等器材探究滑动摩擦力与哪些因素有关 (1)小红想探究滑动摩擦力的大小与物体和接触面之间的接触面积是否有关，于是设计并做了图甲和图乙两次实验，实验中使用的木块完全相同，对比图甲和图乙所示的实验及两次弹簧测力计的示数，能否得到滑动摩擦力与接触面积的关系，请给出你的判断并说明理由__________________； (2)小红在实验中发现，拉着木块运动时很难让其做匀速直线运动，所测的摩擦力不够准确。于是她设计了图丙所示的装置，将已校零的弹簧测力计固定，用大小为F的拉力拉动长木板向右做匀速直线运动，若水平拉动长木板的力F=4N，测力计的示数F'=1.5N，则长木板与地面的摩擦力大小为________N。 【答案】(1)不能，因为没有控制压力大小相同 (2)2.5 【详解】（1）探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系时，需要控制压力大小和接触面粗糙程度相同，只改变接触面积；对比甲、乙实验，乙图中对接触面的压力比甲图更大，没有控制压力大小相同，因此不能得到滑动摩擦力与接触面积的关系。 （2）木块静止，受力平衡，因此木块受到长木板的滑动摩擦力大小等于弹簧测力计示数，即 根据力的作用是相互的，长木板受到木块向左的摩擦力大小相等，即 而长木板向右做匀速直线运动，处于平衡状态，其所受的合力为0，它在水平方向上受到木块对其向左的摩擦力、地面对其向左的摩擦力、水平向右的拉力，它们的关系是 所以长木板与地面的摩擦力 13．小明利用支架、滑轮、橡皮筋、重力均为的钩码、细线等器材，探究同一直线上两个力的合成。 (1)如图（a）所示，橡皮筋下端系有两根细线，在其中一根细线上挂一个钩码，在另一根细线上挂两个钩码，记录橡皮筋下端到达的位置O，图（a）中探究的是同一直线上方向______的两个力的合力与这两个力的关系； (2)撤去所有钩码，仅在其中一根细线上挂钩码，并记录钩码的个数，此步骤中应使橡皮筋下端______，这样做的目的是______； (3)实验中选用长短不同的两根细线，可避免钩码并排放置导致______； (4)如图（b）所示，橡皮筋下端系有两根细线，在其中一根细线上挂三个钩码，另一根细线向上跨过滑轮后挂一个钩码，记录此时橡皮筋下端到达的位置，然后撤去所有钩码，仅在橡皮筋下端的细线上挂钩码，要使橡皮筋下端仍到达位置，需挂______个钩码。 【答案】(1)相同 (2) 仍到达位置O 使这个力的作用效果与两个力的共同作用效果相同 (3)两个力不在同一条直线上 (4)2 【详解】（1）图（a）中，一根细线挂钩码向下拉，另一根细线也挂钩码向下拉，两个力的方向相同，所以探究的是同一直线上方向相同的两个力的合力与这两个力的关系。 （2）撤去所有钩码后，仅在其中一根细线上挂钩码时，需要使橡皮筋下端仍到达位置O，这样做的目的是使这个力的作用效果与两个力的共同作用效果相同。 （3）使用长短不同的细线可以避免并排放置时两个拉力方向产生夹角，不在同一直线上，导致合力测量不准确。 （4）在图（b）中，三个钩码向下的拉力为1.5N，通过滑轮的一个钩码产生向上的拉力为0.5N，所以橡皮筋受到的合力为1.0N。要使橡皮筋下端仍到达位置，需要在细线上挂2个钩码（1.0N），这样才能产生相同的效果。 14．在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，小甜用弹簧测力计拉同一木块做匀速直线运动进行了三次正确的实验操作，实验情景如图甲、乙、丙所示： (1)如图，将长方体木块置于水平木板上，用弹簧测力计在水平方向上___________拉动木块，读出弹簧测力计示数，根据___________知识即可知滑动摩擦力的大小； (2)对比甲、乙的两组实验数据，可以得出的正确结论是___________； (3)在图丙实验中，木块受到的滑动摩擦力是_________N，此时木块上的砝码受到的摩擦力是___________N； (4)小甜接着探究摩擦力的变化规律，设计了如图1所示的实验装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律。将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过水平细绳与一滑块相连，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶（图中定滑轮的作用仅改变拉力的方向，调节滑轮使桌面上部细绳水平），整个装置处于静止状态。已知滑块的重力G滑=12N，实验开始时打开传感器，同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的力随时间变化的图像如图2，请结合该图像，分析下列问题： ①空沙桶的重力G=___________N；小车运动时滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小为___________N； ②第50s后，小车将做___________（选填“加速”、“匀速”或“减速”）直线运动（沙桶未落地）。 【答案】(1) 匀速直线 二力平衡 (2)压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大 (3) 7.6 0 (4) 2 3 加速 【详解】（1）[1][2]为了使弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力，必须让木块做匀速直线运动。此时木块受力平衡，根据二力平衡可知，摩擦力等于弹簧测力计的拉力。 （2）由图甲、乙可知，都是木块所以压力相同，甲是木板面，乙中是毛巾，更粗糙，同时乙的弹簧测力计示数更大，即摩擦力更大，所以可得出结论，当压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。 （3）[1]由图可知，弹簧测力计示数为7.6N，即木块受到的滑动摩擦力是7.6N。 [2]砝码与木块之间没有相对运动，也没有相对运动趋势，因为一起匀速运动，所以砝码与木块之间无摩擦力。 （4）[1]由图2可知，只有空桶时力传感器示数为2N，此时滑块处于静止状态，所以根据二力平衡可知，空桶的重力也为2N。 [2]由图2可知，50s以后传感器示数稳定，保持在3N不变，由于滑动摩擦力只与压力和粗糙程度有关，小车滑行的过程中都没有变化，滑块始终相对于地面处于静止状态，所以滑块受到的滑动摩擦力为3N。 [3]由图2可知，50s时车正好开始运动，此时滑块小车整体保持一瞬间的静止，即处于平衡状态，所以此时的力传感器示数即为小车受到的拉力大小，为3.5N，50s后小车受到的滑动摩擦力为3N，由力的相互性可知，小车受到滑块给它的摩擦力大小也为3N，方向水平向左，小车与地面的摩擦力为滚动摩擦，比较小可以忽略，所以小车受到向右的合力，即向右做加速直线运动（沙桶未落地）。 三、综合与应用题 15．如图，运动员跳伞时，他和伞在空中会受到重力和空气阻力的作用，在这两个力的作用下，先经历加速下落阶段，最终达到匀速下落状态。已知跳伞运动员（含装备）所受的总重力为800N，在某一加速下落的时刻，他所受的空气阻力为300N，求此时该运动员所受的合力大小为______N，方向________。 【答案】 500 竖直向下 【详解】跳伞运动员下落过程中，重力方向竖直向下，大小为800N，空气阻力方向竖直向上，大小为300N。两个力作用在同一直线上、方向相反，则合力大小为 合力方向与较大的重力方向一致，为竖直向下。 16．用弹簧测力计水平拉物体B使A和B一起向右做匀速直线运动，此时弹簧测力计示数为3N，A受到的摩擦力为______N。将拉力增大为4N时，A和B仍相对静止，A______（受/不受）摩擦力，地面对B的摩擦力为______N。 【答案】 0 受 3 【详解】[1]A和B一起向右做匀速直线运动时，A和B之间没有相对运动或相对运动趋势，所以A受到的摩擦力为0； [2]拉力增大为后，A、B仍相对静止，但整体做加速运动，A的运动状态发生改变，因此A受摩擦力。 [3]把A、B看作整体，匀速运动时整体受力平衡，拉力等于地面对B的滑动摩擦力，大小为3N；滑动摩擦力只和接触面粗糙程度、压力大小有关，拉力增大后，这两个条件都不变，因此地面对B的摩擦力仍为。 17．小志记录了如下错题，请你帮助他找出错误之处、分析错因并写出正确解答过程。 错题记录 错题改正 小志在超市购物时，用15N的水平向前的力推着一辆购物车在水平地面上做匀速直线运动。突然，小志发现前面有一个小孩，马上用40N水平向后的力拉购物车，使其减速。请你计算购物车在减速过程中所受合力的大小。 解：由题意可知购物车运动时所受摩擦力的大小为，购物车在减速过程中所受合力的大小 错误之处： 错因分析： 正确解答： (1)错误之处：________； (2)错因分析：________； (3)正确解答：________。 【答案】(1)购物车在减速过程中所受合力的大小 (2)摩擦力的方向判断错误 (3)由题意可知购物车运动时所受摩擦力的大小，购物车在减速过程中向前运动，摩擦力向后，因此所受合力的大小为 【详解】（1）略 （2）购物车减速过程中，仍向前运动，滑动摩擦力方向与运动方向相反，即水平向后，拉力方向也水平向后，两个力方向相同，题中解答误认为摩擦力向前。 （3）根据同一直线上方向相同的二力合成规律，合力大小等于二力之和，故 18．如图两个小朋友合力提起一桶重为150N的水，图中，请你在图中O点画出这两个力的合力的示意图。 【答案】 【详解】水桶保持静止，受力平衡，两个拉力的合力与水桶的重力是一对平衡力：大小等于重力，即，方向与重力相反，因此合力方向竖直向上。已知，两个力对称分布在竖直中轴线两侧，合力沿竖直方向，作用点在O点。据此作图。 19．阅读短文，回答问题。 空气阻力 物体在空气中运动时，会受到阻力作用，该阻力叫做空气阻力。空气阻力的大小与物体的运动速度有关，速度越大，阻力越大；空气阻力的大小还跟物体的横截面积有关，横截面积越大，阻力越大；此外，空气阻力的大小跟物体的形状也有关，头圆尾尖的物体受到的阻力较小。物体（以雨滴为例）从高空由静止下落，速度会越来越大，它所受的空气阻力也会越来越大；下落一段距离后，雨滴将以某一速度做匀速直线运动，这个速度通常被称为收尾速度。 (1)关于空气阻力，下列说法正确的是______； A．飞机为了减小阻力，应做成尖头尾圆的形状 B．降落伞从空中下落时因横截面积较大，更利于增大空气阻力 C．赛车要赢得比赛，应设法增大空气阻力 (2)人造地球卫星一般不需要设计成头圆尾尖的形状，这是因为______； (3)雨滴在高空形成后从静止开始下落，其速度越来越大是由于它受到的重力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）空气阻力；结合材料分析，若下落过程中雨滴受到的重力突然消失，雨滴将______（填字母）； A．静止不动    B．先下降后静止    C．先下降后上升    D．做匀速直线运动 (4)下落过程中，随着雨滴速度的增大，受到的空气阻力______（选填“增大”、“减小”或“不变”）；当雨滴受到的阻力______（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力时，雨滴的速度达到收尾速度； (5)若雨滴下落时受到的空气阻力仅与其速度的平方成正比，即，其中，则一滴质量为0.16g的雨滴下落时的收尾速度为______m/s。（g取10N/kg） 【答案】(1)B (2)太空没有空气阻力 (3) 大于 B (4) 增大 等于 (5)4 【详解】（1）A．根据材料，头圆尾尖的物体受空气阻力更小，飞机要减小阻力应做成头圆尾尖，A错误； B．材料明确横截面积越大，空气阻力越大，降落伞横截面积大，利于增大空气阻力，B正确； C．赛车要提升速度，需减小空气阻力，C错误。 故选B。 （2）人造地球卫星在太空中运行，太空中没有空气，不存在空气阻力，无需通过头圆尾尖的形状来减小阻力，所以不需要设计成该形状。 （3）雨滴下落时速度越来越大，说明合力方向向下，因此重力大于空气阻力； 若重力突然消失，雨滴此时有向下的运动速度，受到向上的空气阻力，会做减速运动，当速度减为0时，空气阻力也变为0，雨滴将保持静止，所以运动状态是先下降后静止。 故选B。 （4）由材料可知，空气阻力随物体运动速度增大而增大，所以雨滴速度增大时，空气阻力增大； 雨滴达到收尾速度时做匀速直线运动，受力平衡，此时阻力等于重力。 （5）当雨滴达到收尾速度时，阻力等于重力。雨滴重力 可得 20．如图所示为冬奥会中我国运动员正在进行冰壶项目的比赛。若一只冰壶的质量为20kg，在水平冰面上滑行的过程中，受到的摩擦力是冰壶自重的0.02倍（空气阻力忽略不计），若运动员对冰壶施加水平向右的8N推力推着冰壶在水平地面上向右运动（这个过程手没有离开冰壶），求（g取）： (1)冰壶受到的重力； (2)冰壶受到的摩擦力； (3)手推着冰壶水平向右运动的这个过程中冰壶水平方向受到的合力大小和方向。 【答案】(1)200N (2)4N (3)合力大小为4N，方向水平向右 【详解】（1）冰壶受到的重力 （2）冰壶受到的摩擦力 （3）冰壶向右运动，摩擦力方向水平向左，推力方向水平向右，两个力作用在同一直线、方向相反，合力大小为二力之差，方向与较大的力的方向一致。因此合力 因推力大于摩擦力，故合力方向与推力方向一致，为水平向右。 21．将一个质量为4kg的铅球放在倾角为30°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球和斜面均处于静止状态，不考虑铅球受到的摩擦力。（计算结果可以带着根号，） (1)请画出铅球受力示意图。 (2)铅球对挡板的压力和对斜面的压力分别是多少？ 【答案】(1) (2)铅球对挡板的压力为，对斜面的压力为 【详解】（1）铅球处于静止状态，受力平衡，铅球受到竖直向下的重力G，挡板对它水平向右的支持力F1；斜面对它垂直于斜面向上的支持力F2，三个力都作用在铅球的重心，过重心分别沿三个力的方向做有向线段，标上力的名称，即为铅球的受力示意图，如图所示： （2）铅球所受的重力 由于铅球处于静止状态，其所受合力为零；将挡板对铅球的支持力F1和竖直向下的重力G进行合成，二力的合力F与斜面对铅球的支持力F2是一对平衡力，大小相等、方向相反，如图所示： 根据几何关系，斜面倾角为30°，则合力F斜与竖直方向的夹角也为30°；铅球受力平衡，则有 代入数据解得F1和G的合力为 挡板对铅球的支持力 代入数据，解得 铅球对挡板的压力F挡和挡板对铅球的支持力F1是一对相互作用力，铅球对挡板的压力F挡的大小等于挡板对铅球的支持力F1的大小，即 铅球对斜面的压力F斜和斜面对铅球的支持力F2是一对相互作用力，铅球对斜面的压力F斜的大小等于斜面对铅球的支持力F2的大小，即 学科网（北京）股份有限公司 $