期末专项（实验题）同一直线上二力的合成 2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 聚焦同一直线上二力合成实验，以等效替代法为核心，系统构建“操作-方法-结论”探究体系，强化科学探究与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础操作|1-4题|控制作用效果相同（拉至同一点）|从实验现象到科学方法（等效替代）的生成| |结论推导|5-9题|同向合力F=F₁+F₂，反向合力F=|F₁-F₂|（方向与较大力同）|从具体数据到普遍规律的归纳| |应用拓展|10-13题|结合实际场景（雨滴受力）分析合力|从规律到实际问题的迁移应用|

期末专项（实验题）同一直线上二力的合成 1．小华在研究“同一直线上二力合成”的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用细线固定在弹簧测力计的挂钩上，每次实验时，都将弹簧由A拉伸到B点。研究过程及实验数据如图a、b、c所示。 (1)在a、b和c三次实验中，都将弹簧由A拉伸到B点，目的是使每次实验中力的作用效果________（选填“相同”或“不相同”）； (2)比较a、b两次实验得出：同一直线上的两个力，如果方向相同，其合力大小F=________（用图中字母表示）； (3)比较a、c两次实验得出：同一直线上的两个力，如果方向相反，其合力大小F=________（用图中字母表示），合力的方向与________（选填“F3”或“F4”）的方向相同。 2．小明在光滑的水平板上探究同一直线上二力合成的规律。如图甲所示的装置为探究过程的俯视图，实验时首先将皮筋的B端固定，再用两个测力计沿相同方向拉A端，使A端到达某一点O并记录下该点的位置。 （1）实验中用一个测力计拉皮筋时，仍要将皮筋A端拉伸到O点再读数，这样做的目的是使___________的作用效果与和共同作用的效果相同，这里利用的科学方法是___________； （2）通过该实验可知F与、的大小关系是___________；（用字母表示） （3）小凤做实验时，用第一个弹簧测力计钩住皮筋的A端，第二个弹簧测力计钩住第一个弹簧测力计的挂环，如图乙所示，拉动第二个弹簧测力计，使A端到达某一点并记录下该点的位置，然后在表格中记录下两个拉力、的大小与方向，再用一个测力计拉皮筋A端，仍将A端拉伸到点，记录下此时拉力的大小与方向。根据你的推断，___________N。 3．小明做“探究同一直线上二力合成”实验如图：橡皮筋下端B固定在铁架台上，上端A系有两根细线，一根细线挂在弹簧测力计（量程0~5N）挂钩上，另一根细线挂重为1N的钩码。 (1)用弹簧测力计竖直向上将A端拉到O点，标记O点位置，记录弹簧测力计的示数F1、挂钩码的细线对A端的拉力F2，F1与F2___________（选填“是”或“不是”）一对平衡力； (2)撤去钩码，仅用弹簧测力计将A端仍拉到O点，记录此时弹簧测力计的示数F，若，则F=___________N。 要顺利完成实验，所能挂钩码的最大质量为___________g。 4．实验小组的同学在探究同一直线上的二力合成，实验过程如图所示。 (1)小明研究两个力方向相同时的二力合成问题，实验过程如图甲所示。两个力F1和F2同时拉弹簧与一个力F单独拉弹簧，都要将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B。这样做的目的是为了保证力___________ （选填“作用效果相同”或者“相互平衡”）。 (2)仿照图甲所示的实验情景进行多次实验，可以得出的力F与力F1、F2的关系式为：__________ 。 (3)小华和小强研究两个力方向相反时的二力合成问题，实验方案分别如图乙、丙所示。图乙中，小华用两个测力计同时对弹簧右端的C处施加力F3、F4；图丙中，小强用两个测力计分别对弹簧两端的D、E处施加力F3、F4。图_____ 所示的实验方案符合此实验探究要求（选填“乙”或“丙”）。 5．某实验中学的同学在完成“探究同一直线上二力的合成”的实验，如图甲所示的是小明组的实验装置，图中AE表示橡皮筋原来的长度，EE＇表示橡皮筋伸长的长度。 (1)在a、b、c三次实验中，都将橡皮筋拉伸到E'点，目的是使每次实验中力产生的_________相同。a和c两次实验是为了探究同一直线上方向_________的两个力F1、F2与合力F的关系； (2)在b实验中，若每个钩码均重0.5N，则力F1、F2的合力大小为_________N，合力的方向跟力_________（选填“F1”或“F2”）的方向相同； (3)图乙是小华实验小组完成探究后改进的实验装置，她们将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。先将两个弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上，将橡皮筋拉到B点，记下两个弹簧测力计的示数分别为F1=3.0N、F2=4.0N；然后只用一个弹簧测力计把该橡皮筋也拉到B点，读出弹簧测力计的示数F3=5.0N，根据你对合力与分力的理解，判断F3 _________（选填“是”或“不是”）F1、F2的合力； (4)实验结束后小明和小华分别用两个弹簧测力计沿水平方向拉放在水平桌面的物体，如图丙所示，若F1=5N，F2=2N，物体仍处于静止状态，此时桌面对此物体的摩擦力大小为_________N，物体受到的合力为_________ N。 6．某中学八年级同学在探究同一直线上二力合成的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在点，另一端用尼龙细线固定在弹簧测力计的挂钩上，每次实验时，他们都将弹簧由点拉伸到点。探究过程及实验数据如图甲、乙、丙所示，请仔细观察图中的装置、操作及现象，然后归纳得出初步结论。 （1）在甲、乙、丙三次实验中，都将弹簧测力计拉伸到点，目的是使每次实验中力产生的__________相同，这里利用的科学方法是__________。 （2）分析比较图甲、乙中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是：在同一直线上，方向__________的两个力的合力大小等于__________，合力的方向与__________的方向相同。 （3）分析比较图甲、丙中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是：在同一直线上，方向__________的两个力的合力大小等于__________，合力的方向与__________的方向相同。 7．物理老师利用橡皮筋、定滑轮、钩码、细绳和同学们一起探究同一直线上的二力合成，实验装置如图所示，橡皮筋原长AE，在力、的共同作用下伸长到。 (1)实验中，老师每次都将橡皮筋右端拉至点，这样做的目的是___________。 (2)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___，方向跟这两个力的方向相同。 (3)通过比较图乙和图丙两种情况，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。 8．图为小文同学做“探究同一直线上二力合成”实验。 (1)在甲、乙、丙三次实验中，都将弹簧测力计拉伸到B点，目的是使每次实验中力产生的________相同，这里利用的科学方法是________。 (2)分析比较图甲、乙中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是：在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于这两个力之________，合力的方向与两个力的方向相同。 (3)图丙中，分析比较图甲、丙中拉力的方向可得出的结论是：在同一直线上，方向相反的两个力的合力方向与________（选填“较大”或“较小”）力的方向相同。 (4)图乙和图丙中，________（选填“>”“<”或“=”）。 9．小芳用橡皮筋、定滑轮、钩码、细绳探究同一直线上二力的合成，橡皮筋的原长为AE。小芳先用同一直线上两个水平力作用在橡皮筋的E端，静止后，橡皮筋伸长至点，如甲图所示；小芳再用一个力F作用在橡皮筋的E端，静止后，使橡皮筋伸长至点，如乙图所示。请完成下列填空： (1)实验中每次将橡皮筋拉伸到同一点的目的是使________相同。 (2)通过比较图甲、乙两种情况，可知本次实验中同一直线上方向相反的两个力的合力大小________，方向与________方向相同。 10．按照如图所示的方法研究同一直线上二力的合成。 （1）把一根轻质弹簧的左端固定，用两个测力计同时水平向右拉弹簧，记下弹簧右端的位置M，并记录两个测力计的示数和。 （2）只用一个测力计水平向右拉弹簧，仍要将弹簧右端拉伸到M点再读数，这样做的目的是保证一个力单独作用和两个力共同作用的_________相同。 （3）改变拉力和的大小，多做几次实验。 ①第2次实验_________（选填“需要”或“不需要”）将弹簧拉伸到和第1次实验相同的位置。 ②收集的数据如表： 次数 /N /N /N 1 2 3 5 2 2 2 4 3 4 2 6 数据表明：在同一直线上的两个力，如果方向相同，合力大小等于________，合力的方向_______； （4）研究同一直线上，方向相反两个力的合力与这两个力之间的关系时，用两个测力计同时拉弹簧。其中一个拉力作用在弹簧的右端，向右拉弹簧，另一个拉力应该作用在弹簧的________端，向__________拉弹簧。 11．老师利用橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子和同学们一起探究同一直线上二力的合成，实验装置如图和图所示： （A）同一直线上方向相同的二力合成： （1）如图甲所示，橡皮筋原长AE，它在同方向力F1 和F2的共同作用下伸长到 记录下此时F1、F2的大小和方向。 （2）如图乙所示撤去力F1、F2后，用F作用在橡皮筋上，使橡皮筋也伸长到AE' ，记录下此时F的大小和方向。 （B）同一直线上方向相反的二力合成： （1）如图甲所示，橡皮筋原长AE，它在两个方向相反的F1、F2作用下伸长到 记录下此时F1、F2 的大小和方向。 （2）如图乙所示，撤去力 F1、F2后，用F作用在橡皮筋上，使橡皮筋也伸长到AE'，记录下此时F的大小和方向。 （C）实验数据： 实验 F1 F2 合力F F1 和F2同向 大小： 2N 大小： 1N 大小3N 方向：向右，与F1、F2同向 方向向右 方向向右 F1 和F2 反向 大小4N 大小：1N 大小3N 方向：向右，与F1同向 方向向右 方向向左 实验结论： ①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_________，方向与这两个力的方向_________。 ②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_________，方向与的那个力的方向相同_________。 ③有两个力，一个是10N，一个是7N，这两个力的合力的最大值是_________，最小值是_________。 12．小华利用橡皮筋、定滑轮、几个相同的钩码、细线来“探究同一直线上两个力的合成”，实验装置如图所示。图甲橡皮筋原长，在端系有两根细线，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；图乙，只在其中一根细线上挂三个钩码，橡皮筋右端均伸长到。 (1)实验中，使用定滑轮的作用是___________。每次实验，橡皮筋伸长的长度相同，目的是为了___________。 (2)比较甲、乙两图得出的结论是：同一直线上方向相同的两个力，合力的大小等于___________，合力的方向与___________。 (3)如图丙，橡皮筋右端也伸长到了，但两个滑轮分居在两侧，则此时左侧细线下方悬挂___________个钩码。 13．如图，是“研究同一直线上二力的合成”的实验。把一根轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用细线系在弹簧测力计的挂钩上，当水平拉力为0时，弹簧另一端位于A点（该状态图中未画出）。实验时，都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图（a）、（b）、（c）所示，观察图中的装置、操作及现象，然后归纳得出初步结论。 (1)在（a）、（b）实验中，都将弹簧拉伸到B点，目的是使________的作用效果与和共同作用的效果相同，这里利用的科学方法是________法（选填“控制变量”“转换”“等效替代”），通过实验可得出的结论是：在同一直线上的两个力，如果方向相同，合力大小等于这两个力________； (2)分析比较图中（a）与（c）中拉力的方向及弹簧测力计的示数可得出的结论是：在同一直线上，方向相反的两个力的合力大小为：________（用图中字母表示），合力的方向与________（选填“”或“”）的方向相同； (3)联系生活实际，雨滴在竖直下落的过程中会受到重力和阻力的作用，如果一滴雨滴所受的重力为，所受的阻力为，此时雨滴所受力的合力为________N。 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 1．(1)相同 (2) (3) F3 【详解】（1）都将弹簧由A拉伸到B点，弹簧的伸长量相同，则力的作用效果相同。 （2）分析比较图中a与b中的拉力，b图中两个力的合力与a图中的力大小相等，都为4N，b图中两个力分别为1N和3N，方向相同，从数量关系上分析，两个力的合力等于这两个分力的大小之和，即 （3）c图中，两个力的方向相反，F3、F4的合力大小 与图a中拉力的大小相同，合力的方向与F3的方向相同，即合力方向与较大的力F3的方向相同。 2． F 等效替代法 F=F1+F2 1.2 【详解】（1）[1][2]实验中用一个测力计拉皮筋时，仍要将皮筋A端拉伸到O点再读数，这样做的目的是使F的作用效果与F1和F2共同作用的效果相同，这里利用的科学方法是等效替代法。 （2）[3]通过实验数据可知，F1=1N，F2=1.2N，F=2.2N，所以即F=F1+F2。 （3）[4]由乙图可知，第二个图中右侧弹簧测力计受到手对其向右的拉力和左侧弹簧测力计对其向左的拉力，因弹簧测力计静止，所以这两个力是一对平衡力，大小相等为1.2N；左侧弹簧测力计对右侧弹簧测力计的拉力与右侧弹簧测力计对左侧弹簧测力计的拉力是一对相互作用力，大小相等，为1.2N；左侧弹簧测力计受到右侧弹簧测力计对其向右的拉力和A端对其向左的拉力，因弹簧测力计静止，这两个力是一对平衡力，大小相等为1.2N；A端受到的拉力与弹簧测力计对A端的拉力是一对相互作用力，大小相等，即A端受到的拉力等于弹簧测力计的示数1.2N；第三个图用一个测力计拉皮筋仍到点，作用效果相同，此时拉力的大小也等于1.2N。 3．(1)不是 (2) 1.5 350 【详解】（1）将A点看作受力点，此时A点受到弹簧测力计向上的拉力F1、挂钩码的细线对A端向下的拉力F2、橡皮筋对A端的拉力F3，三个力作用下，A端静止，三个力构成平衡力，F1与F2不是平衡力。 （2）[1][2]撤去钩码，仅用弹簧测力计将A端仍拉到O点，此时弹簧测力计的拉力F与F1和F2的共同作用效果相同，即F是F 1与F2的合力，其中 若 ，则由 要顺利完成实验，F的最大值为5N，则F2的最大值为 所能挂钩码的最大质量 4．(1)作用效果相同 (2) (3)乙 【详解】（1）本实验利用等效替代法，让两个力共同拉弹簧、和一个力单独拉弹簧都将弹簧右端拉到同一位置，目的是保证两种情况下力的作用效果相同 （2）同一直线上方向相同的两个力，合力的大小等于两个力的大小之和，因此力的关系式为。 （3）[1]探究同一直线上反向二力合成时，需要和甲实验一致，两个力都作用在弹簧的同一作用端，再通过对比作用效果得到合力；乙方案中两个力都作用在弹簧右端同一位置，符合探究要求，丙方案两个力分别作用在弹簧两端，不符合要求，因此选乙。 5．(1) 作用效果 相同 (2) 1.5 F1 (3)是 (4) 3 0 【详解】（1）[1]根据控制变量法，在a、b、c三次实验中，都将橡皮筋拉伸到E'点，目的是使每次实验中力产生的作用效果相同。 [2]a和c两次实验，力的方向都是相同的，是为了探究同一直线上方向相同的两个力F1、F2与合力F的关系。 （2）[1]在b实验中，每个钩码均重0.5N，两个力的大小不同，方向相反，方向相反的两个力的合力等于两个力之差，方向与较大的那个力的方向相同。则力F1、F2的合力大小为 [2]由于较大的力的方向向右，所以合力的方向跟力F1的方向相同。 （3）图乙所示，F3 是F1、F2的合力，因为F1、F2共同作用的作用效果与F3 单独作用的作用效果相同（弹簧被拉长到同样位置）。 （4）[1]如图丙所示，F1=5N，F2=2N，物体仍处于静止状态，则，所以此时桌面对此物体的摩擦力大小为 [2]物体受到的合力为 6． 作用效果 等效替代法 相同 这两个分力之和 分力 相反 两个力大小之差的绝对值 较大的分力 【详解】（1）[1][2]力可以使物体发生形变，实验过程通过弹簧发现相同的形变表示受到相同的拉力，故甲、乙、丙三次实验中，都将弹簧测力计拉伸到B点，目的是使每次实验中力产生的作用效果相同，这里利用的科学方法是等效替代法。 （2）[3][4][5]分析比较图甲、乙中拉力的方向及弹簧测力计的示数可以发现，弹簧在方向向右、大小分别为3N和1N的两个拉力的共同作用下，向右伸长到B点，同样的弹簧在一个方向向右、大小为4N的拉力作用下也能伸长至B点，即两次实验拉力的作用效果是相同的，由此可知：同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于这两个分力之和，合力的方向与分力的方向相同。 （3）[6][7]分析比较图甲、丙中拉力的方向及弹簧测力计的示数可以发现，弹簧在方向向右、大小为5N的拉力和方向向左、大小为1N的拉力的共同作用下，向右伸长至B点，同样的弹簧在一个大小为4N，方向向右的拉力作用下，也能伸长至B点，即两次实验拉力的作用效果是相同的，由此可知：在同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于两个力大小之差，合力的方向与较大的力的方向相同。 7．(1)控制力的作用效果相同 (2) 甲、丙 和 (3)较大 【详解】（1）将橡皮筋拉到同一个点，意味着橡皮筋的形变程度相同，在弹性限度内，橡皮筋的形变量与所受拉力成正比，因此无论是一次拉还是两次拉，只要拉到，说明作用效果相同。这样就可以用一个力（如丙图中的F）去等效替代两个力（如乙图中的、）的共同作用。 （2）[1][2]由图可知，要研究“同向合力”，应比较图甲（两个同向力）与图丙（一个力），如果两者都能把橡皮筋拉到点，则说明单个力F的作用效果与两个力共同作用的效果相同，即F是、的合力。所以，比较图甲和图丙可以发现用效果是相同的，因此可得出结论，合力大小等于两力之和，合力的方向与这两个力方向相同。 （3）由图乙，由四个钩码提供拉力，方向向右，则是一个钩码，方向向左，丙中由三个钩码，方向向右，都将橡皮筋拉到了，即力的作用效果相同，因此可得出结论，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，方向跟较大的力的方向相同。 8．(1) 作用效果 等效替代法 (2)和 (3)较大 (4)= 【详解】（1）本实验中，三次都将弹簧拉伸到B点，目的是让每次力对弹簧的作用效果相同，用一个力等效替代两个力的共同作用，这种科学方法是等效替代法。 （2）由甲、乙可得实验结论 即同一直线上方向相同的两个力，合力大小等于两个力大小之和，合力方向与两个力方向相同，因此此处填“和”。 （3）由甲、丙可得，同一直线上方向相反的两个力，合力方向与较大的力方向一致，大小等于两个力的大小之差，由题给出，实验中合力方向和方向一致，因此填“较大”。 （4）乙中两个力的共同效果、丙中两个力的共同效果，都和甲中单个力F的效果相同，即、 因此 9．(1)拉力的作用效果 (2) 较大力 【详解】（1）实验中每次将橡皮筋拉伸到同一点的目的是使力的作用效果相同。在力的合成实验中，采用的是等效替代法，即合力与分力的作用效果相同，这里通过将橡皮筋拉伸到同一位置来体现这种等效性。 （2）[1][2]通过比较图甲、乙两种情况，可知本次实验中同一直线上方向相反的两个力的合力大小 方向与较大力的方向相同。当两个力方向相反时，合力等于二力之差，方向和较大力的方向一致。 10． 作用效果 不需要 这两个力大小之和 与这两个力方向相同 左 左 【详解】（2）[1]只用一个测力计水平向右拉弹簧，仍要将弹簧右端拉伸到M点再读数，这样做的目的是使F的作用效果，与F1和F2共同作用的效果相同，运用了等效替代法。 （3）[2]多次实验是为了得出普遍规律，第2次实验不需要将弹簧拉伸到和第1次实验相同的位置，但每次实验时要保证一个力和另外两个力共同作用时的作用效果相同。 [3][4]由表格数据可知，每次实验的合力大小都等于两个力的大小之和，可得出结论在同一直线上的两个力，如果方向相同，合力大小等于两个力的大小之和，合力的方向不变。 （4）[5][6]研究同一直线上，方向相反两个力的合力与这两个力之间的关系时，力的方向要相反，故另一个拉力F2应该作用在弹簧的左边，向左边拉。 11． 之和 相同 之差 较大 17N 3N 【详解】[1][2]F1和F2同向时，甲图中同一直线上方向相同的两个力的合力作用效果与乙图中力的作用效果相同，根据实验数据可知，合力大小等于F1和F2两个力大小的和，方向与F1、F2同向；所以可以得到结论，同一直线上，方向相同的两个力的合力，合力大小等于这两个力的大小之和，方向与这两个力的方向相同。 [3][4]F1和F2反向时，甲图中同一直线上方向相反的两个力的合力作用效果与乙图中力的作用效果相同，根据实验数据可知，合力大小等于较大力和较小力的差，方向与F1、F2中较大力方向相同；所以可以得到结论，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，方向与较大的那个力的方向相同。 [5][6]有两个力，一个是10N，一个是7N，当两个力的方向相同时，这两个力的合力的最大值是F最大=F1+F2=10N+7N=17N 当两个力方向相反时，这两个力的合力的最小值是F最小=F1-F2=10N-7N=3N 12．(1) 改变力的方向 使力的作用效果相同 (2) 二力之和 二力方向相同 (3)2 【详解】（1）[1]定滑轮的作用是改变力的方向，实验中利用了钩码的重力来拉橡皮筋，定滑轮将向下的拉力变成了水平方向的拉力。 [2]橡皮筋的形变程度体现了力的作用效果，每次实验橡皮筋AE伸长的长度EE′ 相同，目的是为了使力的作用效果相同。 （2）[1][2]甲图中橡皮筋受到的两个拉力分别等于1个钩码和2个钩码的重力，乙图中橡皮筋受到的拉力等于3个钩码的重力，且橡皮筋伸长相同（作用效果相同 ），可得：同一直线上方向相同的两个力，合力的大小等于二力之和，合力的方向与二力方向相同。 （3）图丙中两个滑轮分居E′ 两侧，两个力方向相反，合力大小等于二力之差，且作用效果与乙图相同（3 个钩码的力 ），右侧是5个钩码，则左侧钩码个数为。 13．(1) 等效替代 大小之和 (2) (3) 【详解】（1）在实验(a)和(b)中，都将弹簧从A点拉伸到B点，这意味着弹簧的形变程度相同，即力的作用效果相同。实验(a)中是力单独作用，实验(b)中是力和共同作用。因此，目的是使的作用效果与和共同作用的效果相同； 用一个力来替代两个力所产生的效果，这种科学研究方法是等效替代法； 从图(a)和(b)的数据可以看出，， ，。由于的作用效果与和共同作用的效果相同，所以是和的合力。因为，所以可以得出结论：在同一直线上的两个力，如果方向相同，合力大小等于这两个力大小之和。 （2）比较图(a)和(c)，力的作用效果与和共同作用的效果相同，所以是和的合力。合力的大小为。而，。可以看出，合力的大小等于两个分力的大小之差，即 。因此，在同一直线上，方向相反的两个力的合力大小为 ； 合力的方向是向右的，这与较大的力的方向相同。因此，合力的方向与的方向相同。 （3）雨滴在竖直下落时，受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力 。这两个力在同一直线上，方向相反。根据第(2)问的结论，合力的大小等于两个力的大小之差。所以雨滴所受力的合力 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 $