期末物理专题复习：同一直线上二力的合成实验探究 2025-2026学年人教版物理八年级下册

**基本信息** 以实验探究为主线，通过等效替代法系统构建同一直线上二力合成规律，融合科学探究与科学思维，实现从操作到原理的逻辑闭环。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础操作|3题|控制橡皮筋形变相同（作用效果等效）|从力的作用效果切入，建立合力与分力等效关系| |同向合成|4题|合力=分力之和（方向相同）|通过多组实验数据归纳同向二力合成规律| |反向合成|3题|合力=分力之差（方向与较大力同）|对比同向探究，推导反向二力合成规律| |方法应用|2题|等效替代法、控制变量法|综合应用合成规律解决实际实验问题|

期末物理专题复习：同一直线上二力的合成实验探究 1．某同学探究同一直线上二力的合成。如图甲所示，将皮筋的A端固定在墙壁上，皮筋的B端挂上一个轻质小圆环，皮筋自由伸长时小圆环位置如图甲所示。图乙中，用两个弹簧测力计水平向右拉，将小圆环拉到O点；图丙中，用一个弹簧测力计将小圆环再次拉到O点。C、D为两个弹簧测力计的挂环。 (1)由甲、丙两图可知，力可以改变物体的_______； (2)图乙中，与第二个弹簧测力计相连的细线的左端，应系在了_______上（选填“A点”“小圆环”或“C点”）； (3)通过如图的实验，可得出：同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于两个力的大小_______，方向与两个力的方向相同。 2．在“探究同一直线上二力的合成”的实验中，每个测力计直接或通过细绳作用在弹簧的右端出现的情景，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每次都从A点拉伸到同一点B，这是为了使三次实验中力的 _________ 相同； (2)根据图b可以推断，图a中的测力计拉力F＝ _____ N； (3)如果实验中F3示数为4N，F4向左拉动与F3在同一条直线上，则F4＝ _____ N。 3．小坤将一根橡皮筋左端固定在墙上，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，小坤用两个弹簧测力计一起沿相同方向作用于橡皮筋上拉到A点，此时两个弹簧测力计的示数分别为F1=3.0N、F2=4.0N；小坤只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到A点，弹簧测力计的示数F=__________N。F的作用效果F1、F2共同作用的效果相同，即F为F1和F2的合力，这种探究物理规律的方法是_________________； (2)小坤在实验中突发奇想，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橡皮筋也拉到B点，如上图乙所示，读出弹簧测力计的示数F′=________N。根据你对合力与分力的理解，判断F′_______（选填“是”或“不是”）F3、F4的合力。 4．小明利用如图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时，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，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O点，记录下此时拉力F的大小与方向。 （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，这样做的目的是使两次_________相同。 （2）通过该实验可知F与、的大小关系是_________。（用字母表示） 5．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”）。 6．小华利用橡皮筋、定滑轮、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。图甲中橡皮筋原长AE，在力、的共同作用下，橡皮筋右端伸长到： (1)图乙中，小华只在其中一根细线上挂钩码（所挂钩码未画出），在不断增加钩码的过程中，应使橡皮筋右端伸长到何处时再记录所挂钩码的个数？_______； (2)通过比较图甲、乙的操作可知：同一直线上的两个力，方向相同时，合力大小等于这两个力的大小之_____，方向跟这两个力的方向_________； (3)图丙中橡皮筋右端也伸长到了，但滑轮分居在两侧，请在图丙的虚框中画出一种符合条件的钩码数情况______。 7．如图所示为小韦同学在“探究同一直线上两个力的合力”的实验中出现的情景，请根据该情景，回答下列问题。 (1)在实验a、b、c中，该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到B点，是为了使三次实验中力的_____相同，这种研究方法叫_____法。 (2)根据实验b、c可以推断，实验a中的测力计拉力_____N。 8．小明在探究同一直线二力合成的实验中，把一根轻质弹簧的一端固定在O点，另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上，每次实验时，他们都将弹簧由A拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图（a）（b）、（c）所示，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)此探究实验采用的科学方法的是_________； (2)由图（a）、（b）、（c） 表明：力F的作用效果和力F1、F2（或F3、F4）的作用效果是_________；（选填“相同”或“不同”） (3)分析（a）与（b）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_________（用文字表述），合力的方向与_________； (4)分析（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，方向相反的两个力合力大小等于_________（用公式表示），合力的方向与_________（选填“F3”或“F4”）的方向相同。 9．同学们利用橡皮筋、定滑轮、钩码、绳子探究同一直线上二力的合成，如图所示，橡皮筋原长AE，在力F或、的共同作用下伸长到。 (1)实验中，每次均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_________，方向跟_________（选填“较大”或“较小”）的那个力的方向相同。 10．物理老师利用橡皮筋、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，实验装置如图所示，橡皮筋原长AE，在力F1、F2的共同作用下伸长到AE'。 (1)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。 (2)通过比较图乙和图丙两种情况，可知同一直线上方向_______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。 11．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“=”）。 12．研究同一直线上二力合成，同学们采用如下步骤（配合如图所示）。 甲：将橡皮筋一端固定，另一端有一个小环； 乙：用一支弹簧测力计拉橡皮筋，将小环拉到O点，记下此时测力计的示数。 丙：两支弹簧测力计分别用细绳拉住橡皮筋的小环，也将小环拉到O点，记下两支测力计的示数和。 (1)通过以上实验步骤可知，_____是_____的合力（选填：、、）。 (2)做步骤丙时，橡皮筋的小环是否一定要再次拉到O点：_____（选填“一定”“不一定”），其目的是_____。 (3)某小组做步骤丙时，与题干的步骤丙手法不一样：他们把一支测力计钩住橡皮筋小环，第二支测力计钩住前一支测力计的铁圈，然后向外拉第二支测力计，也把橡皮筋小环拉到O点。他们的做法里，两支测力计的示数（相当于和）是否一定相等：_____（选填“一定”“不一定”），他们这个做法是否能研究出二力合成的原理：_____（选填“能”“不能”）。 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)形状 (2)小圆环 (3)之和 【详解】（1）从图甲到图丙，皮筋在力的作用下被拉长，说明力可以改变物体的形状。 （2）在图乙中，需要用两个弹簧测力计共同作用使小圆环到O点，所以第二个弹簧测力计相连的细线的左端应系在小圆环上，这样才能与另一个弹簧测力计一起对小圆环施加力，使其到达指定位置。 （3）图乙中皮筋在拉力方向相同的两测力计的作用下伸长量与图丙中测力计对皮筋作用后的伸长量相等，由此可得：同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于两个力的大小之和，方向与两个力的方向相同。 2．(1)作用效果 (2)3 (3)1 【详解】（1）该实验中，力的作用效果是使弹簧伸长，所以实验是根据弹簧的伸长量来判断各个力的作用效果的，因此使弹簧都从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。 （2）根据图b中F1、F2共同作用与图a中的拉力F作用，效果相同，都是把弹簧拉伸到同一点，则力F是F1、F2的合力，故可以得出 （3）由图a和图c可知力F3、F4共同作用效果与力F的作用效果相同，F3与F4在同一直线上、方向相反，则有 所以 3．(1) 7.0 等效替代法 (2) 5.0 是 【详解】（1）[1]实验中，小坤只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到A点，说明F的作用效果F1、F2共同作用的效果相同，同时三个力的方向、作用点相同，所以F= F1+ F2=3.0N+4.0N=7.0 N [2]实验中用一个力F替代两个力F₁和F₂，使它们的作用效果相同，该实验方法为等效替代法。 （2）[1]由图可知，弹簧测力计分度值为0.2N，示数为5.0N。 [2]由图可知，F3、F4的合力的作用效果与F′的力的作用效果相同，所以F′是F3、F4的合力。 4． 作用效果 F=F1+F2 【详解】（1）[1]实验时，用两个测力计沿相同方向拉A端，使皮筋A端拉伸到O点读数，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。 （2）[2]通过该实验可知，F的作用效果与F1和F2共同作用的效果相同，则 F=F1+F2 5．(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。 6．(1)E′ (2) 和 相同 (3) 【详解】（1）在探究同一直线上两个力的合成实验中，要保证力的作用效果相同。图甲中力、共同作用使橡皮筋右端伸长到，那么图乙中用一个力作用时，也应使橡皮筋右端伸长到，这样才能保证这个力的作用效果与图甲中两个力的共同作用效果相同。 （2）[1][2]甲图中两个力分别为1个钩码和2个钩码的力，乙图中是3个钩码的力，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）图甲中两个力、方向相同，合力使橡皮筋右端伸长到，合力为3个钩码。图丙中滑轮分居在E'两侧，要使橡皮筋右端也伸长到，即合力效果相同，因为同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于较大力减去较小力，方向与较大力方向相同，所以只要保证两个力方向相反且满足一定的大小关系即可。比如左边挂1个钩码，右边挂4个钩码，如图所示： 7．(1) 作用效果 等效替代 (2)3 【详解】（1）[1][2]在实验a、b、c中，该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到B点，是为了使三次实验中力的作用效果相同，这种研究方法叫等效替代法。因为弹簧的伸长量相同，代表力对弹簧产生的拉伸效果相同，通过一个力（如实验a中的力F）的作用效果与两个力（如实验b、c 中的两个力）的共同作用效果相同，来研究合力与分力的关系。 （2）因为实验a中一个力的作用效果与实验b、c 中两个力的作用效果相同，所以实验a中的测力计拉力F=2N+1N=4N-1N=3N。 8．(1)等效替代法 (2)相同 (3) 相同 两个力之和 与这两个力的方向相同 (4) F合=F3-F4 F3 【详解】（1）实验中是通过弹簧相同的形变来表示受到相同的拉力，利用了a图中测力计的示数来代换b、c两图中两个力的合力，这种方法叫等效替代法。 （2）图a中力F的作用效果为4N，图B中F1、F2两个力的合力为4N，图c中F3、F4两个力的合力为4N，因此由图（a）、（b）、（c）表明：力F的作用效果和力F1、F2（或F3、F4）的作用效果是相同的。 （3）[1][2][3]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，并且方向跟两个力的方向相同。 （4）[1][2]c图中，两个力的方向相反，F3、F4的合力大小为F合=F3-F4=5N-1N=4N 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的方向相同。 9．(1)控制橡皮筋形变程度相同 (2) 甲和丙 和 (3) 之差 较大 【详解】（1）为了探究合力与分力的关系，要控制力的作用效果相同，因此实验中，老师每次均将橡皮筋右端拉至E'点，这样做的目的是控制橡皮筋形变程度相同。 （2）[1]合力方向跟这两个力的方向相同，由此可知是为了探究同一直线上方向相同的两个力的合成，因此选择图甲和图丙。 [2]图甲中F1挂了2个钩码，F2挂了1个钩码，图丙中F挂了3个钩码，在力F或F1、F2的共同作用下伸长到，所以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。 （3）[1][2]图乙F1挂了4个钩码方向向右，F2挂了1个钩码方向向左，图丙F方向向右，在力F或F1、F2的共同作用下伸长到，所以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，合力方向与较大的方向相同。 10．(1) 甲、丙 和 (2) 相反 较大 【详解】（1）[1][2]甲图中，在同一直线上方向相同的两个力共同作用下，使橡皮筋右端拉至E´点，丙图中，在一个力的作用下也有同样的效果，结合图甲、丙中钩码的个数，故通过比较图甲、丙两种情况，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，方向跟这两个力的方向相同。 （2）[1][2]乙图中，橡皮筋在两个方向相反的力的作用下伸长到E´点，丙图中在一个力的作用下，橡皮筋右端拉至E´点，故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，方向跟较大的那个力的方向相同。 11．(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 12．(1) 和 (2) 一定 保证两次实验的力作用效果相同 (3) 一定 不能 【详解】（1）[1][2]从橡皮筋的形变效果来看，的作用效果与和共同作用的效果相同，根据合力的定义可知是和的合力。 （2）[1]要研究合力与分力的大小关系，必须保证橡皮筋的形变效果相同，因此一定要再次拉到O点。 [2]只有在保证两次实验力的作用效果相同的前提下，才能得出正确的合力与分力的大小关系。 （3）[1]当第二支测力计钩住第一支测力计的铁圈向外拉时，第一支测力计受到橡皮筋的拉力和第二支测力计的拉力是一对平衡力，大小相等；第二支测力计对第一支测力计的拉力与第一支测力计对第二支测力计的拉力是一对相互作用的力，大小相等，因此两支测力计的示数一定相等。 [2]要研究出二力合成的原理，必须让两个力作用在同一物体上，第一支测力计的拉力作用在橡皮筋上，而第二支测力计的拉力作用在第一支测力计上，两个测力计的拉力不是作用在同一物体上，无法合成，所以也不能研究出二力合成的原理。 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 $