人教版（新课标）8.4 同一直线上二力的合成（含解析）

第=page11页，共=sectionpages1818页人教版（新课标）8.4同一直线上二力的合成一、选择题：本大题共3小题，共6分。1.同学们在体育课垫排球时，对排球受力分析说法正确的是(

)A.竖直上升过程中合力方向向上 B.竖直上升过程中合力方向向下

C.下落过程中合力越来越大 D.最高点时处于静止状态，合力为零2.下列情境中，物体所受合力为0的是(

)A.减速着陆的战斗机 B.正在拐弯的汽车 C.加速冲刺的运动员 D.静止不动的路人3.有两位同学抬着一桶水，在水平路面上匀速走向教室的过程中，其中女同学施力F1=100N，男同学施力F2=160N，以下说法中A.F1与F2的合力是260N

B.水桶受到的重力和拉力F1、F2的合力是平衡力

二、填空题：本大题共7小题，共14分。4.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，如图a、b，该同学在实验中使弹簧都从A点拉伸到同一点B，是为了使两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；图a中的测力计拉力F=

N。

5.如图甲所示，小强在水平地面上用力向右插木箱，推力随时间变化的图像如图乙所示，木箱速度随时间变化的图像如图丙所示，1s∼2s内木箱受摩擦力大小为

N，受到的合力为

N。6.如图甲所示，水平桌面上有物体A、B，A在F1的作用下向左做匀速直线运动。如图乙所示，A、B用轻绳水平连接，在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动，水平拉力F1=6N，F2=20N。则图乙中物体A所受合力为

N，物体7.(1)小丽同学在超市购物时，用水平向右的推力F推着一辆小车。F的大小与时间t的关系和车的速度v与时间t的关系如图所示，0∼2秒时小车受到的摩擦力为___(2)第6秒末时，突然，小丽发现前面有一老人，她马上用10N的水平力向后拉小车，使小车减速，在减速运动的过程中，小车在水平方向上所受的合力为_____N，合力的方向是____。8.竖直向上抛出一重力为6.3N的篮球，篮球在上升和下降过程中受到空气的阻力都是1N，小球在下降时合力的方向为

，上升时受到的合力的大小为

。9.连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连，细绳恰好水平，如图所示。当A重3N，B重5N时，M恰好水平向右做匀速直线运动，若滑轮摩擦忽略不计，则此时M受到的合力大小为

N；当B刚触地时，且A、M都不会与滑轮相碰，则M在水平方向受到的合力大小为

N。

10.如图甲所示，小强用水平向右的拉力拉木块，拉力随时间变化的图像如图乙所示，木块的速度随时间变化的图像如图丙所示，则木块在0s∼2s时间段内，物体处于

状态(填“平衡”或“非平衡”)；4s∼5s时间段内，受到的合力大小为

N；木块在第7s时受到的摩擦力大小为

三、作图题：本大题共3小题，共6分。11.如图甲所示，小球从离地面足够高的O点以速度v0竖直向上抛出，上升h后到达最高位置A点，随即竖直下落到地面B点，它运动的总路程为H，已知小球受到的空气阻力随速度的增大而增大，且抛出时受到空气阻力和重力的大小相等。请在图乙中画出小球，从O点抛出到刚接触地面B点的过程中，其速度的大小随路程s变化的大致关系。

12.如图所示，竖直放置的轻弹簧下端固定在水平地面上，在轻弹簧正上方h处有一个点O，重为1N的小球从O点由静止下落，同时受到一个竖直向上大小恒定为0.1N的风力。请在答题卡的坐标中画出小球从开始运动到速度最大时，所受合力F合的大小随下落高度x变化的关系图像。

13.如图甲所示物体竖直方向受F1、F2两个力的作用，F1=10N，F2=13N。将物体看成一个有质量的点，如图乙所示。请在图乙中画出物体所受的合力四、实验探究题：本大题共3小题，共18分。14.小明用如图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时，把橡皮筋的下端B用细线固定在铁架台的横杆上，上端A通过细绳挂在弹簧测力计的挂钩上；将一个重为2N的钩码通过细绳挂在橡皮筋的A端，用弹簧测力计竖直向上将橡皮筋的A端拉到O点，并在竖直放置的白板上标记O点的位置，记录此时弹簧测力计的示数F1和挂钩码的细绳对A端的拉力F2；摘掉钩码，用弹簧测力计将橡皮筋的A端仍拉到O点，记录此时弹簧测力计的示数(1)实验先后两次将橡皮筋A端拉伸到O点，是为了让F与F1和F2的(2)如果以上实验中弹簧测力计的示数F1=4.6N，则F=15.利用如图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律，首先将弹簧的B端固定，再用两个弹簧测力计沿相反方向拉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。再用一个弹簧测力计拉弹簧A端，仍将A端拉伸到O点，记录下此时拉力的大小与方向。施力情况大小方向用两个弹簧测力计F向右F向左用一个弹簧测力计F向右(1)从上表的记录中你能得到的关于同一直线上合力与分力的大小关系是：_________。(用字母表示)(2)实验中用一个弹簧测力计拉弹簧时，为什么仍要将弹簧A端拉伸到O点再读数？______________。(3)若要得到完整的同一直线上二力合成的规律，你的建议是：_________。16.某同学为探究作用在同一物体同一直线上两个力的合力与这两个力之间的关系，利用橡皮筋(原长为AB)、弹簧测力计等器材进行实验，实验时先将橡皮筋A点固定，再用两个弹簧测力计同时作用在B点，按图(a)所示的方式将橡皮筋从B点拉伸到C点，记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2，接着用一个弹簧测力计作用在B点，依然将橡皮筋拉伸到C点，如图实验序号拉力F拉力F拉力F13.01.04.022.61.44.031.82.24.0(1)实验前，应将弹簧测力计沿水平方向________；(2)实验中，该同学“…重复三次实验”的目的是：________；(3)根据表中的实验数据及相关条件，可归纳得出的初步结论是：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________，合力方向为________；(4)实验过程中运用的科学方法为________；(5)若要研究作用在同一物体、同一直线、方向相反两个力的合力与这两个力的大小关系，该如何进行实验操作，请写出主要步骤：____________。五、计算题：本大题共1小题，共8分。17.有一物体在大小为11牛的水平拉力F作用下，以2米/秒的速度在水平地面上做匀速直线运动，其s-t(1)该物体在A、B间通过的路程s；(2)当物体受到的拉力方向不变、大小减小为8牛时，物体所受合力的大小。

六、综合题：本大题共5小题，共50分。18.阅读短文，回答问题。失重在一次太空知识讲座中，老师让同学们做一个实验：用弹簧测力计竖直悬挂一个重物，分别使重物静止和匀速下降，再让其加速下降，同学们发现，重物在静止和匀速下降时，弹簧测力计的示数相同，都等于物体所受的重力；而加速下降时，却看到弹簧测力计的示数明显减小，好像物体的重力突然间减小了。老师解释说：“这在物理学上称为失重现象，失重就是物体对支持物的压力或悬挂物的拉力小于物体实际所受重力的现象。如当人们乘电梯加速下降时，人对电梯地面的压力就小于人受到的重力。”小勇在老师的指导下到电梯内做失重实验，他将一个体重秤放在电梯的水平地面上，然后站上秤台，如图甲所示，在电梯向下运动的过程中，他记录下体重秤在不同时间段的示数及对应的时间，描绘出了体重秤的示数m随时间t的变化图象，如图乙所示。已知小勇的实际质量为60kg。(g(1)电梯静止时，小勇对秤台的压力为_____N。此时小勇受到的重力与_____力是一对平衡力，小勇所受合力为零；(说明：若二力方向相同时，合力等于二力之和：若二力方向相反时，合力等于二力之差)(2)根据图乙分析，小勇在_____(选填“0∼t1”“t1∼t2”或“t2∼(3)分析图乙可知，在t2∼10s时间段内小勇对秤台的压力_____(选填“大于”“小于”或“(4)若下降过程中，体重秤的示数为零，即说明他对体重秤的压力F为零，我们称这种现象为完全失重。如果物体所受合力的大小与物体的质量关系为F合=mα，其中a为加速度，单位为N/kg，F合=G-F19.牛顿第一定律告诉我们：一切物体没有受到力的作用时，总保持静止状态或者匀速直线运动状态。(1)小明同学想：现实生活中物体不受力是不可能的，而且物体受到的力不止一个。学习了二力平衡之后，她明白了一对平衡力的合力为0；一对平衡力的大小是相等的、方向是相反的。但是一个物体受力时有可能两个力的方向是相同，假如这两个方向相同的力的大小均为10N，则这两个力的合力大小为_____(2)小明同学接着想：现实生活中，一个物体受到的两个力的方向并不一定相反的，也不一定是相同的，两个力有时是互成角度的，那么互成角度的两个力的合力的大小是多少呢？物理老师告诉他，互成角度的两个力的合力遵循力的平行四边形定则，即：求两个互成角度的共点力的合力，可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形，合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来。物理老师并画图进行了说明。小明同学在某次实验中测量出两个力的大小分别为30N和40N，两个力互成90°，请你和他一起算算这两个力的合力大小为20.阅读以下信息，回答问题2021年5月15日，“天问一号”探测器成功着陆火星表面。该探测器是由一架轨道飞行器和一辆火星车(如图)组成，探测器的成功发射、持续飞行、环绕、着陆和巡视，是我国综合国力和创新能力提升的重要标志。在探测器着陆火星的过程中，着陆平台打开发动机，通过向下喷燃气实现减速，在距离火星地面100m高度处速度减为零，进入悬停状态。此时着陆平台开启雷达和光学相机等进行探测，寻找着陆点，在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在距离火星地面高度20m时开始以恒定速度下降，平稳着陆。火星是太阳系八大行星之一，火星表面g约为3.7 N/kg，火星表面的大气密度大约只有地球的(1)“天问一号”探测器在匀速绕火星飞行时，此时它__________(选填“是”或“不是”)处于平衡状态；在探测器通过发动机向下喷燃气实现减速过程中，减速时探测器受到向上推力，该施力物体是__________。(2)从悬停到成功降落至火星地面前，火星车的速度变化情况是(

)A.增大→不变→减小

B.增大→减小→C.不变→增大→减小

D.减小→增大→(3)在火星表面水的沸点__________(选填“<”“>”或“=”)地球表面水的沸点，这是火星上没有液态水的原因之一。(4)假如同一物体分别在地球和火星表面以相同的初始速度在相同的水平面上滑行，在火星上滑行的距离会比地球上__________(选填“长”或“短”)，原因是__________。21.阅读短文，回答问题：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5m/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v和弹簧缩短的长度Δx之间的关系如图丁所示，其中A为曲线的最高点，已知该轻弹簧每受到0.1(1)从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球下落速度的变化情况是(

)A.一直变大

B.一直变小

C.不变

(2)实验过程中，当小球的速度达到5.1m/s，时，弹簧产生的弹力F与小球的重力G的关系为：F____G(小于/等于/大于)，当弹簧的压缩量最大时，小球的速度为______m/s，此时，小球处于______(3)实验中所用小球的重力为_______N。全过程中，弹簧弹力的最大值为________N；(4)小明要探究小球下落压缩弹簧时，弹簧的最大压缩量与小球的质量的关系时，需用质量_____的小球，分别让小球从_______的高度自由下落，压缩_______(相同/不同)的弹簧，测出弹簧的最大压缩量。22.阅读短文，回答问题：6月17日，长征二号运载火箭发射成功，将神舟十二号载人飞船送入预定轨道。随后，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接，3名航天员顺利进驻天和核心舱。据悉，按照原计划，航天员将驻留约3个月后，搭乘飞船返回舱返回地面。(1)运载火箭发射时，会向下喷出高温高压燃气(如图)，这样火箭才能升空，说明物体间力的作用是________，生活中与此原理类似的现象有________(举一例)。火箭加速升空的过程中，受到的牵引力________(选填“大于”“小于”或“等于”)重力和空气阻力。(2)在使用火箭把飞船送上太空时，为了使火箭获得更快的速度，又要节省燃料，火箭升空后应向________(选填“偏东”“偏西”或“任意”)方向飞行。(3)航天员从地球进入太空后，其质量将________(选填“变大”“变小或“不变”)；航天员在空间站中________(选填“受到”或“不受”)重力作用。(4)三位航天员在太空中需要进行体能锻炼，下述活动可采用的是________。A.举哑铃

B.引体向上

C.在跑步机上跑步

(5)航天员在空间站中饮食起居与地球上是不同的，航天员在太空中是如何喝水的，请你设计一个合理的方案：__________。

答案和解析1.【答案】B

【解析】AB.排球上升过程中受到竖直向下的重力和竖直向下的空气阻力，合力方向向下，故A错误，BC.下落过程中受到竖直向上的空气阻力和竖直向下的重力，合力等于重力与空气阻力之差。下落时排球的速度越来越大，空气阻力变大，重力不变，则合力变小，故C错误；D.上升到最高点时，排球的速度瞬间变为0，此时只受到重力作用，合力不为0，故D错误。故选B。2.【答案】D

【解析】物体受合力为0，即受到平衡力时，处于静止或匀速直线运动状态。ABC.减速着陆的战斗机、加速冲刺的运动员运动速度大小发生了变化，正在拐弯的汽车运动的方向发生了变化，所以合力不为0，故ABCD.静止不动的路人处于静止状态，合力为0，故D符合题意。故选D。3.【答案】A

【解析】A.当两个拉力在同一直线上时，它们的合力F合=由图示可知，两个拉力不在同一直线上，它们的合力小于260N，故AB.水桶在重力、两个同学的拉力F1、F2的作用下，处于平衡状态，合力为零，水桶受到的重力和拉力F1、FC.物体间力的作用是相互的，男同学对地面的压力和地面对男同学的支持力是相互作用力，故C正确，不符合题意；D.男同学和女同学能走向教室，因为人的脚相对于地面向后运动，地面给人向前的摩擦力，摩擦力给人提供动力，故D正确，不符合题意。故选A。4.【答案】相同

等效替代法3

【解析】[1][2]该实验中，力的作用效果是使弹簧伸长，即根据弹簧的伸长量来判断各个力的作用效果，因此探究同一直线上同方向两个力的合力时，需要使弹簧都从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，而研究力F的作用效果与力F1、F2共同作用效果或力F3[3]图a、b、c中弹簧被拉伸到同一点，说明力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同，即力F是F1、F2的合力，且F5.【答案】4

1

【解析】[1][2]由图丙可知，0∼1s内木箱没有动，处于静止状态；1s∼2s内，木箱做加速运动，处于非平衡状态；2s∼3s内木箱做匀速直线运动，木箱做匀速直线运动时，木箱受平衡力的作用。根据图乙可知F6.【答案】0

8

【解析】[1][2]图甲中，A在F1的作用下向左做匀速直线运动；受力平衡，此时Af如图乙所示，A、B用轻绳水平连接，在F1和F2共同作用下一起向右做匀速直线运动，A受力平衡，合力为0N；整体受力平衡；由于摩擦力的方向与物体的相对运动方向或相对运动趋势相反，AB向右运动，摩擦力都是向左的，整体受到F1和F2F6解得f7.【答案】(1)2(2)

14

；

水平向左

【解析】(1)由图像可知，0∼2秒时，小车受到的推力为2N(2)[1][2]由图像可知，4∼6s时，小车做匀速直线运动，此时，小车受到的摩擦力和推力是一对平衡力，大小相等，方向相反；此时，小车受到的推力为4N，所以，小车受到的摩擦力大小为4N，方向水平向左。F合力方向与两力方向相同，水平向左。8.【答案】竖直向下7.3

【解析】[1]下降时，小球受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力，重力大于阻力，合力方向为竖直向下。[2]上升时，小球受到竖直向下的重力和阻力，合力大小为F9.【答案】0

5

【解析】[1][2]当A重3N，B重5N时，M恰好做匀速直线运动，则M在水平方向上受到三个力的作用：绳子对M水平向左3N的拉力、绳子对M水平向右5N的拉力、桌面对M的摩擦力的作用，这三个力平衡，所以此时受到的合力为f当B刚触地时，M由于惯性，仍然会向右运动，则此时M受到的摩擦力方向是水平向左的，由于M与桌面之间的压力不变、接触面的粗糙程度不变，所以受到的滑动摩擦力大小不变；此时M在水平方向受到水平向左的A对M的拉力、M受到的摩擦力，所以合力大小为F10.【答案】非平衡031

【解析】[1]如图丙所示，木块在0s[2]如图丙所示，木块在4s∼5[3][4]根据二力平衡可知，当物体匀速直线运动时，物体受到的摩擦力大小等于受到的拉力大小；如图乙所示，木块在2s∼6s时间段内匀速直线运动时，物体受到的摩擦力大小等于受到的拉力大小为3N；因为物体受到滑动摩擦力的大小只跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，所以木块在第7s时受到的摩擦力大小为F11.【答案】

【解析】分析可知，O→A段：小球离开手后受到竖直向下的重力和空气阻力作用，小球重力不变，空气阻力不断减小，合力减小，合力向下，小球进行减速运动，小球运动距离为A点：小球在A点的瞬间速度为零。A→C：小球受到竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力作用，小球重力不变，空气阻力不断增大，合力减小，合力向下，小球进行加速运动，小球运动的距离为大于C点：小球在C点时竖直向下的重力和竖直向上的空气阻力是平衡力，C点低于O点。C→B：小球进行匀速直线运动，运动到最低点建立坐标系，横坐标为小球运动距离s，纵坐标为速度v，小球运动h后速度为零，这段时间内小球进行减速运动，运动到大于2h时即C点速度最大，这段时间小球进行加速运动，在C12.【答案】

【解析】小球接触弹簧前，它受竖直向下的重力和竖直向上的风力，合力为F合=G-当小球接触弹簧后，受到弹簧向上的弹力，合力开始减小，当弹力加风力与重力相等时，合力为0，此时小球的速度最大。如图所示：13.【答案】

【解析】物体竖直方向受F1、F2两个力的作用，F1F方向与较大的F2方向相同，竖直向下，合力F

14.【答案】作用效果；2.6

【解析】(1)[1]橡皮筋的伸长反应了拉力的作用效果，实验中两次将橡皮筋从A点拉伸到O点是为了让F与F1和F(2)[2]同一直线反方向二力的合力等于二力之差，则F方向竖直向上。15.【答案】(1)(2)保证一个弹簧测力计施加的力的作用效果和两个弹簧测力计施加的力的作用效果相同(3)探究同一直线上同方向上的两个力的合成规律

【解析】(1)由表中数据可知，当力的作用效果相同时，一个弹簧测力计施加的力等于同一直线上相反方向上的两个力之差，即F=(2)实验中用一个弹簧测力计拉弹簧时，为了保证一个弹簧测力计施加的力的作用效果和两个弹簧测力计施加的力的作用效果相同，所以仍要将弹簧A端拉伸到O点再读数。(3)同一直线上二力的合成既有反方向上两个力的合成，也有同方向两个力的合成，所以要得到完整的同一直线上二力合成的规律，还需探究同一直线上同方向上的两个力的合成规律。16.【答案】(1)调零；(2)使实验结论具有普遍性，避免偶然性；(3)两分力大小之和；与两个分力方向相同；(4)等效替代法；(5)用两个弹簧测力计同时作用在橡皮筋的B点，沿直线相反方向拉伸到C点，记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2；接着用一个弹簧测力计作用在B点，依然将橡皮筯拉伸到C点，记下此时弹簧测力计示数F【解析】(1)[1]弹簧测力计沿水平方向使用前，将弹簧测力计沿水平方向调零(校零)。(2)[2]为了使实验结论具有普遍性，避免偶然性，实验中，该同学“…重复三次实验”。(3)[3][4]根据表中的实验数据，比较F和F1、F(4)[5]实验过程中，合力的作用效果与两个分力的作用效果相同，这里应用的科学方法为等效替代法。(5)[6]用两个弹簧测力计同时作用在橡皮筋的B点，沿直线相反方向拉伸到C点，记下此时两个弹簧测力计的示数F1和F2；接着用一个弹簧测力计作用在B点，依然将橡皮筯拉伸到C点，记下此时弹簧测力计示数17.【答案】解：(1)根据图像知道，物体在A、B间运动的时间为t由v=st知道，物体在As(2)物体匀速直线运动，受到的摩擦力f因为滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，所以拉力减小为8N时，物体受到的摩擦力仍为11F答：(1)该物体在A、B间通过的路程为6m(2)当物体受到的拉力方向不变、大小减小为8牛时，物体所受合力的大小为3N

【解析】(1)根据图像知道，可知物体在A、B间运动的时间t，由s=vt可求出物体在A、B间通过的路程；

(2)物体匀速直线运动，受到的摩擦力大小等于拉力；因为滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，所以拉力减小为8N时，物体受到的摩擦力仍为1118.【答案】(1) 600；支持；

(2) 0∼t1

；450

；

150；【解析】(1)[1]小勇的实际质量为60kgF[2][3]此时小勇处于平衡状态，在竖直方向上受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，且这两个力是一对平衡力，大小相等，方向相反，此时小勇所受合力为0。(2)[1][2][3]已知小勇的实际质量为60kg，由图像可知，在0∼t1阶段，体重秤上显示小勇的质量为F小勇所受的合力为F(3)分析图丙可知，在t2∼10s时间段内，体重秤的示数大于他的实际质量(4)小勇完全失重时，他对体重秤的压力为F=0F小勇完全失重时加速度a19.【答案】20N；50【解析】(1)[1]根据题意可知，这两个方向相同的力的大小均为10N10(2)[2]根据题意可知，两个力的大小分别为30N和40N，两个力互成90°20.【答案】(1)不是；燃气；(2)B；(3)<；(4)长；在火星表面，物体对水平面的压力较小，导致摩擦力较小，速度减小得慢，所以滑行的距离更长。【解析】(1)[1]由题意可知，“天问一号”探测器在匀速绕火星飞行时，说明“天问一号”的运动方向不断发生改变，所以它不是处于平衡状态。[2]由题意可知，探测器通过发动机向下喷燃气，给燃气一个向下的力，根据力的作用是相互的可知，燃气给探测器一个向上的推力，即该推力的施力物体是燃气。(2)[3]由题意可知，探测器在找准着陆点后继续下降，其速度先增大后减小，在距离火星地面高度20m时开始以恒定速度下降，即火星车的速度