期末专题复习：同一直线上二力的合成实验探究 2025-2026学年物理八年级下册人教版（2024）

**基本信息** 初中物理期末专项训练，聚焦同一直线上二力的合成实验探究，以等效替代法为核心，系统构建实验操作、规律推导与结论应用的完整认知体系。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础操作|题1、3、7|弹簧测力计调零、橡皮筋拉伸控制|从力的作用效果（形变）引入实验原理| |同向合成|题2、4、9|等效替代法、合力=分力之和|通过相同作用效果推导同向二力合成规律| |反向合成|题5、8、13|控制变量法、合力=分力之差|对比同向实验，探究反向二力合成规律|

期末专题复习：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．探究同一直线上的二力合成 实验装置如图所示。橡皮筋原长为AE，用下列三种方式拉橡皮筋，使其都伸长到，记录拉力的大小和方向。 1．用方向相同的二力F1和F2同时拉伸橡皮筋至（图a）； 2．用方向相反的二力F1和F2同时拉伸橡皮筋至（图b）； 3．用一个力F拉伸橡皮筋至（图c）。 请分析实验中获得的信息，能得出什么结论? 3．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。 4．小明同学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，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)由图a、b、c中，每次都将弹簧由A拉伸到B 位置，目的是___________， 用 到的实验方法是__________  法； (2)分析比 较图a与图b中拉力的方向及弹簧测力计的示数F1、F2可得出结论：在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小F= _____________ （ 用 含F1、F2表达式作答） (3)图c验证了在同一直线上，方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差，并且方向与较大力的方向相同的规律，则F3=____________ 5．李老师利用橡皮筋、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。 （1）该实验应用了力能使物体______的道理，图中AE表示橡皮筋______的长度，EE′表示橡皮筋______的长度； （2）通过比较______和______（选填“甲”“乙”或“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的大小______，方向跟这两个力的方向相同； （3）通过比较______和______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的大小______，方向跟较大的那个力的方向相同。 6．如图为探究同一直线上二力合成的实验装置，每个钩码重均为0.5N。 (1)甲、乙实验中，均将橡皮筋下端O拉至同一位置，目的是使 ________ 相同； (2)丁图实验中，所挂钩码为 _____ 个时，与 _____ 图实验比较可知，同一直线上两个方向相反的力的合力等于这两个力之差。 7．在“探究同一直线上二力的合成”实验中，小明把一根橡皮筋的一端固定在O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，他都将橡皮筋由A点（A点为橡皮筋原长）水平拉伸到B点。研究过程及实验数据如图所示。 (1)实验前应将弹簧测力计在______（选填“水平”或“竖直”）方向调零； (2)在a、b、c三次实验中，小明都将橡皮筋从A点拉伸到同一点B，是为了使三次实验中力的______相同，这里用到了物理上的研究方法是______（选填“等效替代法”或“转换法”）； (3)由实验可得到结论：作用在同一物体同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于______，合力方向与这两个力的方向相同；如果两个力的方向相反，合力大小等于两个力大小之差，合力的方向与较______（选填“大”或“小”）的力方向一致。 8．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。 9．如图所示是某实验小组在探究同一直线上的两个力的合成的实验装置． (1)如图（a）所示，橡皮筋下端系两根细线，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，拉力的大小分别为和，此时橡皮筋下端被拉伸到O位置。如图（b）所示，在橡皮筋下端细线上挂三个钩码，拉力的大小为，橡皮筋下端也被拉伸到O位置。由此可得：同一直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力_______，方向跟这两个力的方向_______。合力大小的表达式为_______。 (2)如图（c）所示，橡皮筋下端系两根细线，在其中一根细线上挂三个钩码，另一根细线跨过滑轮后挂一个钩码，拉力的大小分别为和，此时橡皮筋下端被拉伸到位置。如图（d）所示，橡皮筋下端细线上挂两个钩码，拉力的大小为，橡皮筋下端也被拉伸到位置。由此可得：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_______，方向跟_______相同．合力大小的表达式为_______。 10．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。 11．图是“探究同一直线上二力的合成”的实验装置，图中表示橡皮筋原来的长度，表示橡皮筋伸长的长度。 (1)在（a）（b）和（c）三次实验中，都将橡皮筋拉伸到，目的是使每次实验中力产生的作用___________相同； (2)（a）和（c）两次实验，是在探究同一直线上方向___________的两个力、与合力的关系； (3)在（b）实验中，若每个钩码重均为，则力、的合力大小为___________，合力的方向跟力___________的方向相同。 12．如图所示，探究同一直线上二力的合成，请回答下列问题： (1)通过_______两幅图可得出：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之和。 (2)通过_______两幅图可得出：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。 (3)实验中三次橡皮筋伸长的长度相同，这种实验方法是_______。 13．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”）。 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．在三次实验中，橡皮筋都被拉伸到，每次的作用效果是相同的，因此，力F就是力和的合力。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之和；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。 【详解】在三次实验中，橡皮筋都被拉伸到，每次的作用效果是相同的，因此，力F就是力和的合力。实验中获得的信息，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之和，即 且方向与这两个力的方向相同；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，即 且方向与较大的那个力的方向相同。 3．(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 4．(1) 使每次实验中力产生的作用效果相同 等效替代法 (2)F1+ F2 (3)5N 【详解】（1）[1]力可以改变物体的形状，在a、b和c三次实验中，都将弹簧由A拉伸到B 位置，弹簧的形变程度相同，则力的作用效果相同，故将弹簧拉伸到B点，目的是使每次实验中力产生的作用效果相同。 [2]实验中通过弹簧相同的形变来表示受到相同的拉力，利用a图中测力计的示数来代换b、c两图中两个力的合力，这种方法叫做等效替代法。 （2）分析比较图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，用表达式表示为。 （3）同理c图中两个力的合力与a图中的力大小相等，都为4N，同一直线上，方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差，所以F合=F3-F4=4N 由图知F4=1N，所以解得F3=5N。 5． 发生形变 原来 伸长 甲 丙 之和 乙 丙 之差 【详解】（1）[1][2][3]根据图示知道，橡皮筋在力的作用下伸长了，因此该实验应用了力能使物体发生形变；并且图中AE表示橡皮筋原来的长度，EE′表示橡皮筋伸长的长度。 （2）[4][5][6]由甲丙两图所示实验知道，同一直线上，方向相同的两个力的合力大小等于两力之和，方向与这两个力方向相同。 （3）[7] [8][9]由乙丙两图所示实验知道，同一直线上，方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差，方向与较大力方向相同。 6．(1)作用在同一条直线上，方向相同的两个力的合力与图乙中一个力的作用效果 (2) 2 丙 【详解】（1）为了探究合力与分力的关系，甲、乙实验中，每次均将橡皮筋下端拉至O点，使橡皮筋形变程度相同，目的是使力的作用效果相同。 （2）[1][2]由丙图可知，橡皮筋受到向上的拉力为0.5N，向下的拉力为1.5N，橡皮筋下端伸长至O点；如图丁，细绳上所挂钩码为2个时，橡皮筋受到向下的拉力为1N，橡皮筋下端也伸长至O点，丙、丁两图力的作用效果相同；与丙图实验比较可知，同一直线上两个方向相反的力的合力等于这两个力之差。 7．(1)水平 (2) 作用效果 等效替代法 (3) 两个力的大小之和 大 【详解】（1）实验中在水平方向使用弹簧测力计，所以实验前应将弹簧测力计在水平方向调零。 （2）[1][2]在a、b、c三次实验中，小明都将橡皮筋从A点拉伸到同一点B，弹簧伸长的长度相同，这样做的目的是控制力的作用效果相同。根据等效替代法，三次实验中合力相同。 （3）[1]比较（a）和（b）两次实验可知，（b）中两个力的作用效果与（a）中一个力的作用效果相同，说明F相当于F1、F2的合力，则，故可得出结论：作用在同一物体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，方向跟这两个力方向相同。 [2]比较（a）和（c）两次实验可知，（c）中两个力的作用效果与（a）中一个力的作用效果相同，说明F相当于F4、F3的合力，则，故可得出结论：同一直线上方向相反两个力的合力等于这两个力大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同。 8． 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。 9．(1) 之和 相同 (2) 之差 较大的那个力的方向 【详解】（1）[1][2][3]由（a）（b）两图可知，方向相同的两个力F1=0.5N、F2=1N共同拉橡皮筋，与只用一个力F=1.5N单独拉橡皮筋，最后橡皮筋下端都被拉伸到O位置，即橡皮筋的伸长量相同，且0.5N+1N=1.5N，所以可得：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和，方向跟这两个力的方向相同。合力大小的表达式为。 （2）[1][2][3]由（c）（d）两图可知，方向相反的两个力F1'=1.5N、F2'=0.5N共同拉橡皮筋，与只用一个力F'=1N单独拉橡皮筋，最后橡皮筋下端都被拉伸到O'位置，即橡皮筋的伸长量相同，且1.5N-0.5N=1N，所以可得：同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小等于这两个力之差，方向跟较大的那个力的方向相同。合力大小的表达式为。 10．(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。 11．(1)效果 (2)相同 (3) 1.5 F1 【详解】（1）同一橡皮筋伸长的长度相同时，力的作用效果相同。每次均将橡皮筋右端拉至E'点，橡皮筋伸长的长度相同，这样做的目的是控制力的作用效果相同。 （2）由（a）和（c）两次实验知，两个分力的方向相同，所以是在探究同一直线上方向相同的两个力F1、F2与合力F的关系。 （3）[1]在（b）实验中，若每个钩码重均为0.5N，则力F1=4×0.5N=2N F2=0.5N，两个分力方向相反，所以合力大小为F=F1-F2=2N-0.5N=1.5N [2]同一直线上两个相反的力的合力方向与较大的力方向一致，即与F1的方向相同。 12．(1)a、c (2)b、c (3)等效替代法 【详解】（1）图 a 中展示了两个在同一直线上、方向相同的力F1​和F2​共同作用于橡皮筋；图 c 中是一个单独的力作用在橡皮筋上，且使橡皮筋伸长到与 a 图中两个力共同作用时相同的位置 。这表明一个力的作用效果和两个同方向力的作用效果相同，可得出同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于两力大小之和，所以是 a、c 两幅图。 （2）图 b 中两个力F1​、F2方向相反，图 c 中用一个力等效替代 b中两个力的共同作用效果，且橡皮筋伸长长度相同，说明同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于两力大小之差，所以通过b、c 两幅图可得出该结论 。 （3）在这个实验中，用一个力作用在橡皮筋上，使橡皮筋伸长的长度与两个力共同作用在橡皮筋上时伸长的长度相同，即一个力的作用效果和两个力的作用效果相同，这种实验方法就是等效替代法。 13．(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。 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 $