人教版八年级物理下册《同一直线上二力的合成》专项测试卷（带答案解析）

第页答案第=page11页，共=sectionpages22页人教版八年级物理下册《同一直线上二力的合成》专项测试卷（带答案解析）1．小红探究同一直线上两个力的合成，选用了橡皮筋、定滑轮、钩码、小绳子等器材，实验装置如图所示：(1)该实验应用了力能使物体发生形变的道理，图中AE表示橡皮筋原来的长度，每次都要将E拉到的目的是_____；(2)通过比较______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______，方向跟这两个力的方向相同；(3)通过比较乙和丙两种情况，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______的那个力的方向相同。2．利用下图所示的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。实验中两次将弹簧A端都拉伸到同一点O的目的是使两次力的________相同，这种研究方法叫________法。（选填“等效替代”“转换”或“控制变量”）3．在“探究同一直线上二力的合成”实验中，实验装置如图所示，忽略橡皮筋和滑轮自身重力，橡皮筋原长为AE，用三种方式拉伸橡皮筋使其均伸长到AE'位置：甲用方向相同的两个力F1和F2同时拉；乙用方向相反的两个力F1和F2同时拉；丙用一个力F单独拉。(1)实验中，除了图中的滑轮、钩码、橡皮筋，还需要的测量工具是________；(2)每次拉伸橡皮筋都要使其伸长到AE'位置，这样操作的目的是________；(3)分析实验现象可得结论：作用在同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于________，方向与较大力的方向相同。4．生活中一个人提一桶水很费力，两个人一起提就轻松多了，一个力的作用效果，可以跟两个力共同作用的效果相同。想到这个现象小明用橡皮筋、滑轮、钩码（每个重1N）和同学一起探究同一直线上二力的合成，实验步骤如下：（不计绳重及摩擦）(1)①如图甲所示，橡皮筋原长为AE，在向右的力和向右的力的共同作用下伸长到；②如图乙所示，橡皮筋在向右的力和向______的力的共同作用下伸长到；③如图丙所示，撤去和后，用向右的力F作用在橡皮筋上，使橡皮筋______；(2)通过比较______两次实验，可得出结论：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，方向与这两个力的方向______；(3)通过比较______两次实验，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的大小之差，方向与较______的那个力的方向相同。5．小勇同学利用橡皮筋、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的共同作用下均伸长到AE＇。(1)通过比较_________两图情况，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、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_______，方向跟__________（较大/较小）的那个力的方向相同。6．利用如下装置“探究同一直线上二力的合成”的实验，图中AE表示橡皮筋原来的长度，EE’表示橡皮筋伸长的长度。(1)在（a）图实验中，F1、F2两个力的方向是___________。(2)在（a）、（b）和（c）三次实验中，都将橡皮筋拉伸到AE’，目的是使每次实验中力产生的作用___________相同。(3)（a）和（c）两次实验，F1、F2与合力F的关系是___________。(4)在（b）和（c）实验中，合力F的方向跟力___________的方向相同。7．某小组同学在“探究同一直线上两个力的合成”实验中，把一根轻质弹簧的左端固定在O点，右端系有一长一短两根轻细线，可与弹簧秤的挂钩连接．实验时，用弹簧秤通过细线拉弹簧右端，每次都将弹簧右端由A拉伸到B位置．第一次只用一只弹簧秤拉短细线（如图甲所示）；第二次用两只弹簧秤同时同方向分别拉长、短细线（如图乙所示）；第三次用两只弹簧秤同时反方向分别拉长、短细线（如图丙所示）．实验数据如图所示．(1)图甲、乙表明：力F单独作用时与力、共同作用时的______相同，所以力F叫作力、的______；本实验采用的主要科学方法是______（转换/等效替代/控制变量）法；(2)分析比较图甲与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______，合力的方向与这两个力的方向相同；(3)分析比较图甲与丙中拉力的方向及弹簧秤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大小等于______，合力的方向与______（）的方向相同．8．在物理学中，求几个力合力的过程叫作力的合成．(1)小慧研究同一直线上二力的合成，实验如图所示：橡皮筋原长为，将橡皮筋一端固定，另一端与小圆环相连．把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后，沿水平方向向右拉橡皮筋，将小圆环拉至C点静止不动，记录两个弹簧测力计的示数，此时①和的合力的大小是___________N；②在图的方框中画出小圆环在水平方向上受到的力，并标出所受到的力的大小（用“·”表示小圆环）；_________(2)小慧想知道“如果作用在物体上的二力不在同一直线上，而是互成一定的夹角时，合力F的大小与两个分力的大小关系”．她用两个不在同一直线上的力和，向右拉橡皮筋，将小圆环拉至C点静止不动，如图所示。接下来小慧的合理操作是：第一步___________，第二步___________（选填对应的字母）。A保持和不变，再施加一个力F

B．使橡皮筋伸长至C点C．撤去和以后，单独施加一个力F

D．使橡皮筋伸长至D点9．某同学探究同一直线上二力的合成，合力的大小与二个分力大小、合力的方向与二个分力方向之间的关系。于是，他利用橡皮筋、弹簧测力计进行了实验研究。橡皮筋的原长为AB，在F=4牛的拉力作用下橡皮筋从AB伸长到AC，如图（a）所示；换用二个弹簧测力计，同时作用在橡皮筋的B点，保持二个弹簧测力计用力的方向不变（与拉力F的方向相同），两个拉力的大小分别为F1和F2，这时，也能使橡皮筋伸长同样的长度（BD=BC），如图（b）所示；保持二个弹簧测力计拉力的方向不变，三次改变拉力的大小使橡皮筋伸长同样的长度，测力计的示数记录在表一中。接着，使F1和F2沿相反方向同时拉橡皮筋的B点，三次改变拉力的大小使橡皮筋伸长同样的长度（橡皮筋的长度与前面实验相同），弹簧测力计的示数记录在表二中。表一：实验序号拉力F1（牛）拉力F2（牛）拉力F（牛）（F1＋F2）（牛）131442224431344表二：实验序号拉力F1（牛）拉力F2（牛）拉力F（牛）（F1-F2）（牛）151442624437344(1)实验前，将弹簧测力计沿水平方向___________；(2)根据表一中的实验数据，比较F和F1、F2的大小方向之间的关系，归纳得出：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___________；(3)根据表二中的实验数据，比较F和F1、F2的大小方向之间的关系，归纳得出：___________；(4)实验过程中应用的科学方法为___________。10．按要求完成下列实验题；(1)如图1所示，该实验探究的是压力的作用效果与______是否有关；(2)如图2所示，探究同一直线上二力合成的规律。先用大小分别为和的拉力一同将橡皮筋的右端A拉至O点。撤去和，再只用一个拉力______，读出此时拉力的大小F，经多次实验发现。由此可得结论：沿同一直线作用在一个物体上的两个方向相同的力，其合力大小是这两个力的大小之和。11．下图所示的是小文同学探究“同一直线上方向相同的两个力的合力与分力的关系”的实验，请回答下列问题：(1)实验前，弹簧测力计应调零，使___________与零刻度线重合；(2)如图所示，小文在实验中两次都将橡皮筋拉伸到同一点O，使两次实验中力的作用效果相同，这是运用了___________（选填“控制变量”“等效替代”或“转换”）的研究方法；(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：作用在同一个物体同一直线上且方向相同的两个力的合力大小等于___________，合力方向与两个分力方向相同。1.21.41.61.82.02.20.60.81.01.21.41.61.82.22.63.03.43.812．如图所示，橡皮筋原长AE，在力和的共同作用下伸长到，也可以在力F的作用下伸长到，仔细观察图中实验现象：(1)通过比较图______和丙可知：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______。(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______，方向跟______（选填“较大”或“较小”）的那个力的方向一致。13．甲、乙两个同学合作探究“同一直线上二力的合力”，他们将橡皮筋的一端固定，另一端与小圆环相连。如图所示，把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后，两同学沿反方向拉橡皮筋至O点，记录F1、F2的大小。然后用一个弹簧测力计拉橡皮筋也至O点，记录F合的大小。他们改变O点的位置多次实验，记录的数据如表所示。序号F1/NF2/NF合/N15.03.02.027.04.03.039.05.04.0(1)比较图中__________可知，此实验采用的科学方法是__________；(2)分析比较表中的数据及相关条件可初步得出：同一直线上方向相反的两个力，合力的大小等于__________。参考答案与解析1．(1)使力的作用效果相同(2)甲、丙之和(3)之差较大【详解】（1）实验将E端每次都拉到同一位置，是为了保证分力共同作用和合力单独作用的效果相同，满足实验要求。（2）图甲中两个力沿同一直线同向拉橡皮筋，图丙用一个力拉橡皮筋达到相同的形变效果，比较甲、丙可得：同一直线方向相同的两个力，合力大小等于两个力的大小之和，方向与两个力方向相同。（3）图乙中两个力方向相反，共同拉橡皮筋到，和丙图的单个合力作用效果对比，可知：同一直线上方向相反的两个力，合力大小等于两个力大小之差，方向和较大的力方向相同。2．作用效果等效替代【详解】实验中两次操作均将弹簧A端拉至同一点O，目的是确保两次力的作用效果相同，即两个力共同作用的效果与一个力单独作用的效果相同；通过将两个力共同作用的效果与一个力单独作用的效果进行比较，这种方法称为等效替代法。3．(1)刻度尺(2)使力的作用效果相同(3)两个力的大小之差【详解】（1）实验中需要确认橡皮筋每次都伸长到同一位置AE'，因此需要测量橡皮筋的长度，还需要刻度尺。（2）每次将橡皮筋拉伸到AE'位置，是为了保证橡皮筋的形变程度相同，即力的作用效果相同。（3）由图乙、丙两图可知，同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于两个力的大小之差，方向与较大力的方向相同。4．(1)左伸长到(2)甲、丙相同(3)乙、丙大【详解】（1）图乙中F2是由左侧的钩码提供拉力，滑轮改变了力的方向，F2​对橡皮筋的拉力方向向左；实验中控制力的作用效果相同，需要每次均将橡皮筋右端拉至点，即撤去和后，用向右的力F作用在橡皮筋上，使橡皮筋伸长到。（2）由甲、丙两图所示实验中，甲图中拉力的方向均向右，橡皮筋发生相同的形变，与丙图中拉力的效果相同，故可得同一直线上，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）由乙、丙两图所示实验，在乙图中拉力方向相反，橡皮筋发生相同的形变，拉力效果与丙图中相同，故可得同一直线上，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。5．(1)甲丙和(2)差较大【详解】（1）[1][2]由甲、丙两图所示实验中，甲图中拉力的方向均向右，与丙图中拉力的效果相同，故可得同一直线上，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。（2）[1][2]由乙、丙两图所示实验，在乙图中拉力方向相反，拉力效果与丙图中相同，故可得同一直线上，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)相同(2)效果(3)F=F1+F2(4)F1【详解】（1）根据题图可知，的方向水平向右，的方向也是水平向右，两个力的方向是相同的。（2）每次都将橡皮筋拉至AE’，橡皮筋的形变程度相同，说明每次力产生的作用效果相同，这样可以探究、产生的作用效果与合力F产生的作用效果是否相同。（3）根据题图可知，比较图（a）和图（c）可知，和两个力拉动橡皮筋产生的形变和F拉动橡皮筋产生的形变相同，故这两个力产生的作用效果相同，故（4）比较图（b）和图（c）可知，和两个力拉动橡皮筋产生的形变和F拉动橡皮筋产生的形变相同，而F的方向水平向右，与的方向相同。7．(1)效果合力等效替代(2)这两个力之和(3)这两个力之差【详解】（1）[1]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）的作用效果是相同的。[2]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bc两图中两个力的合力，这种方法叫等效替代法。（2）分析比较图中甲、乙的拉力，乙图中两个力的合力与甲图中的力大小相等，都为4N，乙图中两个力分别为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。（3）[1][2]丙图中，两个力的方向相反，F3、F4的合力效果与甲图效果相同，故合力大小为与图甲中拉力的大小相同，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。8．(1)7.2(2)CB【详解】（1）①[1]已知F1和F2都沿水平方向向右拉橡皮筋，即两个力的方向相同。根据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，可得F1和F2的合力大小为F=F1+F2=3N+4.2N=7.2N②[2]小圆环在水平方向上受到橡皮筋水平向左的拉力以及两个弹簧测力计水平向右的拉力F1和F2，作用点都在小圆环上。因小圆环静止不动，受力平衡，即小圆环受到向左的力和向右力的合力为了，即小圆环受到左右两边的力的大小相等，如图所示：（2）[1][2]要探究不在同一直线上的两个力F3和F4的合力F与这两个分力的大小关系，需要采用等效替代法。先用两个不在同一直线上的力F3和F4将小圆环拉至C点静止不动，然后撤去F3和F4，单独施加一个力F，使橡皮筋仍然伸长至C点，此时力F的作用效果与F3和F4的共同作用效果相同，力F就是F3和F4的合力。所以接下来小慧的合理操作是：第一步选C，撤F3和F4以后，单独施加一个力F；第二步选B，使橡皮筋伸长至C点。9．(1)调零(2)二力之和与二力方向相同(3)同一直线上方向相反的二个力的合力大小等于二力之差，合力的方向与较大的力的方向相同(4)等效替代法、控制变量法【详解】（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。（2）[1][2]据表一中的实验数据，比较F和F1、F2的大小方向之间的关系，归纳得出：同一直线上方向相同的两个力的合力大小等于二力之和，合力方向与二力方向相同。（3）根据表二中的实验数据，比较F和F1、F2的大小方向之间的关系，归纳得出：同一直线上方向相反的二个力的合力大小等于二力之差，合力的方向与较大的力的方向相同。（4）两个分力共同作用可以由一个力代替，这个力就是这两个分力的合力，采用的是等效替代法。10．(1)受力面积(2)仍将橡皮筋的右端A拉至O点【详解】（1）如图1所示，压力相同，而受力面积不同，该实验探究的是压力的作用效果与受力面积是否有关。（2）如图2所示，探究同一直线上二力合成的规律。先用大小分别为和的拉力一同将橡皮筋的右端A拉至O点。撤去和，再只用一个拉力将橡皮筋的右端A拉至O点，这个力的作用效果与和共同作用的效果相同，读出此时拉力的大小F，经多次实验发现11．(1)指