考点6 力的合成典型题专练（解析版）

【期末直通车】考点6力的合成典型题专练（解析版）一、单选题1．（2021·上海同济大学附属存志学校八年级期末）如图甲所示，物体A始终只受同一直线上的两个力F1、F2的作用，F1、F2的大小随时间的变化如图乙所示，则下列分析正确的是（）A．在0~t1时间内，物体所受的合力先变大后变小，合力的方向始终与F2相同B．在0~t1时间内，物体所受的合力先变小后变大，合力的方向始终与F2相同C．在0~t1时间内，物体所受的合力先变大后变小，合力的方向始终与F2相反D．在0~t1时间内，物体所受的合力先变小后变大，合力的方向始终与F2相反【标答】C【分析】根据图乙在0~t1时间内F1=F0F2≤F0初始时刻F2等于F0，然后先变小后变大；则两个力中较大的力为F1；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，合力的方向跟较大的那个力方向相同；则物体所受的合力的方向始终与F1相同，即合力的方向始终与F2相反；0时刻时F1=F0，F2=F0F合=F1-F2=0F1=F0F2＜F0且变小时，即F合=F1-F2＞0合力变大；当F1=F0F2＜F0且变大时，即F合=F1-F2＞0合力变小；即在0~t1时间内，物体所受的合力先变大后变小，合力的方向始终与F2相反。故选C。2．（2021·上海松江·八年级期末）以下实验过程中所用实验方法相同的是（）①探究影响滑动摩擦力大小的因素②探究同一直线上力的合成③伽利略的“理想斜面实验”④探究不同物质的吸热本领A．①和③ B．②和④ C．①和④ D．②和③【标答】C【分析】①滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力的大小有关，探究影响滑动摩擦力大小的因素的实验方法是控制变量法；②探究同一直线上力的合成，利用的是等效替代法；③伽利略的“理想斜面实验”，利用的是理想实验法；④影响物质吸收热量多少的因素很多，如物质的种类、物质的质量、物质升高的温度，探究不同物质的吸热本领实验中，需要应用控制变量法。实验方法相同的是①和④，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。3．（2020·上海松江·二模）重为G的物体在水平向右拉力F的作用下，在水平桌面上向右做匀速直线运动，现突然使拉力F变为原来的一半，物体在静止前水平方向受到合力的大小为（）A．G+ B．G- C． D．0【标答】C【分析】物体在向右做匀速运动，由平衡条件得f＝F当拉力变为原来的一半为时，因为压力的大小和接触面的粗糙程度不变，所以物体受到的摩擦力不变，拉力方向与摩擦力方向相反，物体受到的合力F合=f−＝F−＝故选C。4．（2021·上海复旦五浦汇实验学校八年级期末）把一个苹果竖直向上抛出，苹果在空中受到重力和空气阻力的作用，若苹果在上升和下降过程中所受合力的大小分别为F1、F2，则（）A．Fl可能小于F2 B．Fl可能等于F2C．Fl一定等于F2 D．F1一定大于F2【标答】D【分析】根据力的合成计算合力的大小，即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和；同一直线反方向二力的合力等于二力之差。【分析】因为苹果在上升过程中，受到竖直向下的重力和阻力，所以合力F1等于二力之和；因为苹果在下降的过程中，受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力，所以合力F2等于二力之差．而重力和阻力不变，所以F1一定大于F2。故选D。5．（2021·上海复旦五浦汇实验学校八年级期末）如图所示,在弹簧测力计两端分别用10N的水平拉力F向相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计的自重不计),则下列说法中正确的是()A．弹簧测力计示数为10N,它受到的合力是10NB．弹簧测力计示数为0N,它受到的合力是0C．弹簧测力计示数为20N,它受到的合力是0D．弹簧测力计示数为10N,它受到的合力是0【标答】D【分析】因为弹簧是在10N的拉力下被拉长的，故示数为10N，又因为弹簧测力计处于静止状态，因此弹簧测力计所受的合力为0。故选D。6．（2021·上海闵行·八年级期末）将重为5牛的篮球竖直上抛，若篮球在空中所受的阻力大小始终不变且小于5牛，则篮球在竖直上升过程中所受合力大小（）A．0牛 B．小于5牛 C．等于5牛 D．大于5牛【标答】D【分析】在篮球向上运动的过程中，篮球受竖直向下的重力G，竖直向下的空气阻力f，则篮球受的合力F=G+f>G，故合力大于5N，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。7．（2021·上海市罗星中学八年级期末）如图所示，小李把篮球竖直向上抛出，篮球先上升后下落，且运动越快受到空气阻力越大，但阻力始终小于球的重力。则篮球在整个运动过程中所受合力大小（）A．始终减小 B．始终增大 C．先减小后增大 D．先增大后减小【标答】A【分析】篮球抛出时受到两个力，竖直向下的重力和竖直向下的阻力，一开始抛出后篮球的速度最大，所以此时合力最大，合力大于重力；当篮球上升过程中，阻力减小合力也逐渐减小，到最高点时，篮球仅受竖直向下的重力作用，合力等于重力；下降过程中，篮球受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力，重力大于阻力，合力小于重力并逐渐减小，篮球所受合力逐渐减小；由以上分析知，整个过程中，始终减小，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。8．（2021·上海同济大学附属存志学校八年级期末）如图所示，弹簧测力计下挂着铁块P，其正下方的水平地面上放着一块条形磁铁Q，P和Q均处于静止状态。已知P和Q的重力分别为G和3G，若弹簧测力计的示数为2G，则下列说法正确的是（）A．P对弹簧测力计的拉力大小为GB．P对Q的吸引力和Q对P的吸引力是一对平衡力，大小均为GC．P对Q的吸引力和地面对Q的支持力大小分别为G和2GD．弹簧测力计对P的拉力和Q对P的吸引力是一对平衡力，大小均为2G【标答】C【分析】A．处于静止状态，因此P受到弹簧测力计的拉力和P受到的Q向下的吸引力和自身的重力是一对平衡力，弹簧测力计的示数是2G，P对弹簧测力计的拉力为2G，A错；B．P对Q的吸引力和Q对P的吸引力不是一对平衡力，而是一对相互作用力，大小均为G，B错；C．形磁铁Q受到竖直向下的重力3G，P和Q向上的吸引力G，则地面对Q的支持力为2G，C是正确的；D．弹簧测力计对P的拉力2G，Q对P的吸引力G不是一对平衡力，D错。故选C。二、填空题9．（2020·上海市静安区实验中学八年级期中）重为100N的小车，在大小为30N的水平向右的拉力作用下，沿水平地面做匀速直线运动。地面对小车摩擦阻力为____N。若将小车所受水平向右的拉力减小为10N，则小车在水平方向上所受到的合力大小为____N，方向_____。【标答】3020水平向左【分析】[1]对小车在水平方向进行受力分析，小车受到摩擦力和拉力，因为小车做匀速直线运动，所以在水平方向处于二力平衡状态，摩擦力和拉力大小相等，因拉力是30N，所以摩擦力也是30N。[2]将小车所受水平向右的拉力减小为10N时，因为小车对地面的压力等于小车的重力不变，接触面的粗糙程度不变，而且小车相对于地面向右运动，所以小车仍然受到水平向左的滑动摩擦力，而且滑动摩擦力大小不变仍然为30N，则此时所受的合力为则小车在水平方向上所受到的合力大小为20N。[3]因为摩擦力比拉力大，则合力方向和摩擦力方向一致，故合力方向水平向左。10．（2021·上海松江·八年级期末）把一个重为2牛的苹果竖直向上抛出，苹果在空中受到重力和空气阻力的作用。若空气阻力大小恒为0.8牛，且方向总是与运动方向相反，则苹果在上升过程中所受重力的方向为______，合力的大小为________牛，合力的方向为______。【标答】竖直向下2.8竖直向下【分析】[1]苹果竖直向上抛出后，上升的过程中，受到的重力的方向是竖直向下。[2][3]重力竖直向下，阻力是竖直向下，所以此时苹果受到的合力为2N+0.8N=2.8N合力的方向竖直向下。11．（2020·上海市卢湾中学八年级期末）如图，人用200牛的力沿水平方向推着重为800牛的箱子在水平面地板上作匀速直线运动,此时箱子受到的重力方向为_____________，地板与箱子之间的摩擦属于___摩擦，此时箱子受到的摩擦力大小为____牛。若此人突然将推力增大到300牛，则箱子在水平方向上受到的合力为_______牛【标答】竖直向下滑动200100【分析】[1]重力的方向总是竖直向下的；[2]地板与箱子之间发生了相对运动，因此是滑动摩擦；[3]因为箱子在水平面地板上作匀速直线运动，因此水平方向上受力平衡，摩擦力等于推力为200N；[4]若此人突然将推力增大到300N，因为接触面粗糙程度不变，压力不变，故摩擦力不变仍为200N，摩擦力与推力方向相反，因此箱子在水平方向上受到的合力为300N-200N=100N。12．（2021·上海市廊下中学八年级期末）如图，人用300牛的力沿水平方向推着重为800牛的箱子在水平面地板上作匀速直线运动，地板与箱子之间的摩擦属于______摩擦，此时箱子受到的摩擦力大小为______牛。若此人突然将推力增大400牛，则箱子在水平方向上受到的合力为______牛。【标答】滑动300100【分析】[1]因为箱子和地面间有相对运动，所以是滑动摩擦力。[2][3]根据二力平衡可知，匀速运动时推力和摩擦力相等，均为300N，若此人突然将推力增大400牛，因为压力和粗糙程度一定，所以摩擦力仍然是300N，所以水平方向合力为13．（2021·上海市廊下中学八年级期末）在初中物理探究实验中，我们运用过多种科学研究方法。下列四个探究实验中，所运用的研究方法相同的是______和______（选填序号）。①探究摆动的周期与什么因素有关②探究凸透镜成像的规律③探究音调与发声体结构的关系④探究同一直线上两个力的合成【标答】①③【分析】[1][2]摆的周期可能与多个因素有关，探究摆动周期与什么因素有关时，只改变一个因素，其他因素都相同，采用的是控制变量法，探究凸透镜成像的规律使用的是实验法，探究音调与发声体结构的关系要控制其他变量一定，只改变发声体结构，是控制变量法，两个力共同作用产生的效果与一个力相同，探究同一直线上两个力的合成时，采用的是等效替代法，故①和③运用的研究方法相同。三、实验题14．（2021·上海同济大学附属存志学校八年级期末）甲、乙两组同学合作探究“一直线上两个力的合力与两个力的大小关系”。他们将一根粗橡皮条的一端固定，另一端系两个细绳套[如图(a)]。接着用两把测力计钩住绳套，甲组同学沿同方向、乙组同学沿反方向拉橡皮条至O点[如图(b)、(c)]，记录F1、F2的大小。然后用一把测力计拉橡皮条也至O点[如图(d)]，记录F的大小。他们改变O点的位置多次实验，记录的数据如表一、表二所示。表一甲组序号F1（牛）F2（牛）F（牛）11.50.52.022.01.03.032.51.54.0表二乙组序号F1（牛）F2（牛）F（牛）45.03.02.057.04.03.069.05.04.0(1)分析比较表一的数据及相关条件可初步得出：一直线上方向相同的两个力，____；(2)分析比较表二的数据及相关条件可初步得出：____________________；(3)两组同学交流了表中数据后发现：甲：一直线上方向相同的两个力的合力大于其中较大的力。乙：一直线上方向相反的两个力的合力小于其中较小的力。(a)就上述数据而言，以上发现______正确(选填“只有甲”、“只有乙”、“都”或“都不”)；(b)基于得出的初步结论进行推理，其中一个发现不具普适性。请拟定一组F1、F2的值，以支持该推理：F1=_________牛，F2=______牛。【标答】合力的大小等于两个力之和一直线上方向相反的两个力，合力的大小等于两个力之差都103【分析】(1)[1]分析比较表一中的三组数据，全部满足：F1+F2=F，根据相关条件可初步得出：作用在一直线上方向相同的两个力的合力，大小等于两力之和。(2)[2]分析比较表二中的三组数据，全部满足：F1-F2=F，根据相关条件可初步得出：作用在一直线上方向相反的两个力的合力，大小等于两力之差。(3)(a)[3]分析比较表一中的三组数据，全部满足：F1F2，且FF1，即作用在一直线上、方向相同的两个力的合力总大于两个力中较大的力，所以甲的发现是正确的；分析比较表二中的三组数据，全部满足：F2F1，且FF2，即作用在一直线上、方向相反的两个力的合力总小于两个力中较小的力，所以乙的发现也是正确的；故就上述数据而言，以上发现都正确。(b)[4][5]基于已得到的初步结论，作用在一直线上、方向相同的两个力的合力满足：F1+F2=F，则必定有F大于其中任何一个分力，则甲的发现具有普遍性，同理，作用在一直线上、方向相反的两个力的合力满足：F1-F2=F，而F和F2没有必然的大小关系，比如F1=10N，F2=3N，而F=10N-3N=7N此时FF2，则乙的发现不具有普遍性。15．（2020·上海·八年级期末）为了研究同一直线上方向相同的两个力的共同作用效果，小王将橡皮筋的左端固定于P点，用弹簧测力计通过细线将橡皮筋的右端拉至O点，如图（a）所示，然后他分别用两个弹簧测力计沿相同方向将橡皮筋右端拉至O点，如图（b）、（c）所示。(1)在图（a）中，弹簧测力计的量程为______，其最小分度值为______牛，指针所指的示数为______牛；(2)实验中，小王同学每次均将橡皮筋右端拉至O点，这样做的目的是______；(3)由实验可得出的结论是：______，方向相同的两个力的合力，大小等于______。【标答】0-10牛14使一个力的作用效果与两个力的作用效果相同在同一直线上这两个力大小之和【分析】(1)[1][2][3]由图可知，弹簧测力计量程为0-10N，共10个小刻度，故分度值为1N；则指针的示数为4N。(2)[4]为了使两个力作用时与一个力作用时的作用效果相同，需要每次将橡皮盘的右端拉到O点。(3)[5][6]由图(b)可知，两个弹簧测力计的示数之和为F1+F2=1N+3N=4N由图(c)可知，两个弹簧测力计的示数之和为F1′+F2′=2N+2N=4N图(a)中弹簧测力计的示数F=4N可以得到F=F1+F2说明在同一直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于二力大小之和。16．（2021·上海浦东新·八年级期末）利用图所示实验装置探究同一直线上二力合成的规律时，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，记录此时拉力的大小和方向。(1)从下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端拉到O点再读数？___________________施力情况大小方向两个力F1=2.5N向右F2=1N向左一个力F=1.5N向右【标答】使两次力的作用等效【分析】(1)[1]从表中记录的数据，可以得到的结论为：同一直线上方向相反的两个力，合力大小等于这两个力的大小之差，方向跟较大的力的方向相同，即。(2)[2]力的作用效果与F1和F2共同作用的效果相同时，这个力F才叫做F1、F2的合力，所以，用一个测力计拉弹簧时，仍将弹簧A端拉到O点再读数，是为了保证力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同，即使两次力的作用等效。四、计算题17．（2021·上海松江·八年级期末）重为600牛的跳伞运动员跳伞后，在降落伞完全打开前，运动员受到降落伞竖直向上的拉力大小为350牛。求：(1)此时运动员所受重力和拉力的合力的大小及方向；(2)当降落伞全部打开后，运动员受到竖直向上的拉力大小变为750牛，求此时运动员所受重力和拉力的合力的大小及方向。【标答】(1)250N方向竖直向下；(2)150N方向竖直向上【分析】解：(1)此时运动员受到重力为600N，受到降落伞竖直向上的拉力大小为350N，的合力F合1的大小为F合1=GF=600N350N=250N合力的方向竖直向下。(2)当降落全部打开后，运动员的重力大小不变仍为600N，运动员受到竖直向上的拉力大小变为=750N，此时F合2的大小为F合2=G=750N合力的方向竖直向上。答：(1)此时运动员所受重力和拉力的合力的大小为250N，方向竖直向下；(2)当降落伞全部打开后，运动员受到竖直向上的拉力大小变为750N，求此时运动员所受重力和拉力的合力的大小为150N，方向竖直向上。18．（2021·上海市廊下中学八年级期末）一个重为8牛的物体被竖直抛出，在运动过程中物体始终受到与运动方向相反的大小恒定不变的阻力。若物体在竖直运动过程中的某一时刻所受重力和阻力的合力为7.8牛。求：(1)此刻，物体运动的方向；（无需分析过程，直接写物体运动方向）(2)物体受到的阻力f的大小和方向。【标答】(1)竖直向下；(2)0.2N，方向竖直向上【分析】解：(1)物体的重力为8N，若物体在竖直运动过程中的某一时刻所受重力和阻力的合力为7.8N，小于重力，说明阻力与重力的方向相反，即阻力的方向竖直向上，而在运动过程中物体始终受到与运动方向相反的大小恒定不变的阻力，由此可知，物体运动的方向竖直向下。(2))当物体