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** 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“实验操作-规律探究-结论应用”的方法体系，强化科学探究与科学思维素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |实验基础|3题（如第3、6、9题）|控制变量法（橡皮筋拉伸至同一点）、等效替代法|通过控制橡皮筋形变相同建立“合力与分力作用效果等效”概念| |同向合成|5题（如第1、4、7题）|合力大小=分力之和，方向与分力同向|从钩码数量叠加推导同向二力合成规律| |反向合成|5题（如第2、5、10题）|合力大小=分力之差，方向与较大力同向|通过滑轮反向拉橡皮筋验证反向二力合成规律|

期末专题复习：同一直线上二力的合成实验探究 1．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。 2．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。 3．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。 4．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_______。 5．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______。 6．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=____________ 7．如图所示，是探究同一直线上二力合成的实验。 (1)该实验每次都需将橡皮筋EE′拉长至相同长度，是为了使力的作用效果相同，应用了力能使物体 _________ 的作用效果。 (2)比较甲、乙两图可知：同一直线上，方向相同的两个力F1、F2的合力大小F合＝ __________ （用F1、F2表示），方向和这两个力的方向相同。 8．如图所示，是探究同一直线上二力的合成的实验，请回答下列问题： （1）通过________（选填a、b、c）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）实验中三次橡皮筋伸长的长度相同，这种实验方法是________； （3）实验中用到了滑轮，它的作用是________。 9．为了“研究同一直线上两个力的共同作用效果”，某同学利用一根橡皮筋、细线、弹簧测力计等器材进行实验。实验中，他先将橡皮筋的一端固定，然后在另一端系上细线，并用弹簧测力计沿同一方向拉伸橡皮筋，每一次实验橡皮筋拉伸的长度L相等，请仔细观察和比较图中的操作和弹簧测力计的示数，然后归纳得出初步结论： (1)实验中，每次都将橡皮筋拉伸的长度相等的目的是让每次实验的力的_______相同； (2)比较图（a）和（b）或（a）和（c）可知：如果一个力的作用效果与跟这个力同一直线上同方向另外两个力共同作用的效果_______时，则这个力的大小就是另外那两个力大小的_______。 10．如图所示是小韦同学在“探究同一直线上同方向两个力的合力”的实验中出现的情景，请根据该情景，回答下列问题： (1)在图a、b、c中，该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B，是为了使三次实验中力的作用效果_________（选填“相同”或“不同”），这里用到了物理上_________的研究方法。 (2)分析比较图中（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，方向相同的两个力的合力大小与这两个力大小的关系_________（用公式表示）。 (3)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与这两个力大小的关系_________（用公式表示），合力的方向与_________（选填“”或“”）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．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。 13．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。 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)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。 2．(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。 3．(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。 4．(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。 5．(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： 6．(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。 7．(1)发生形变 (2)F1+F2 【详解】（1）力能改变物体的形状，作用在橡皮筋上的力，使橡皮筋拉长。 （2）设每一个钩码的重力为G，甲中作用在同一直线上的两个力F1＝2G，F2＝G，它们对橡皮筋的作用效果，和乙图中一个力的作用效果相同，所以F合＝F1+F2 8． ac 等效法 改变施力方向 【详解】（1）[1]由a、c两图所示实验可知，a图中两个力的大小分别为一个钩码和两个钩码产生的拉力，两个力的方向相同，c图中力的大小等于a图中两个力的大小之和，可以得到同一直线上，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）[2]实验中三次橡皮筋伸长的长度相同，力的作用效果相同，用到等效替代法。 （3）[3]实验中用到了滑轮是定滑轮，它可以改变力的方向。 9．(1)作用效果 (2) 相同 和 【详解】（1）由于橡皮筋受到的力与橡皮筋的伸长量成正比，所以每次都将橡皮筋拉伸的长度相等，是为了使每次实验中力的作用效果相同。 （2）[1][2]比较图（a）和（b），橡皮筋的伸长量相等，力的作用效果相同，图（b）中两弹簧测力计的拉力之和与图（a）弹簧测力计拉力的大小相等，由此可知：同一直线上方向相同两个力的共同作用效果与一个力的作用效果相同，则这个力的大小等于另外两个力大小之和。 10．(1) 相同 等效替代 (2) (3) 【详解】（1）[1]使弹簧都从 A 点拉伸到同一点 B，弹簧的形变程度相同，也就意味着三次实验中力的作用效果相同。 [2]这里将力的作用效果用弹簧的伸长量来体现，用到了物理学中等效替代的研究方法。 （2）观察图（a）与（b），在图（b）中两个力 F1=1N ， F2=3N ，它们方向相同，其合力作用效果与图（a）中 F=4N 的力作用效果相同，可得 F=F1+F2。 （3）[1]观察图（a）与（c），在图（c）中两个力 F3 =5N ， F4=1N ，方向相反，其合力作用效果与图（a）中 F=4N 的力作用效果相同，可得合力大小关系为 F=F3 −F4 [2]因为F3>F4，合力的方向与较大力F3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． 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。 13．(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。 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 $