2026年新课程实践与探究丛书八年级物理下册教科版第18页答案
3. 力$F_{1}$和$F_{2}$是同一直线上的两个力,它们的合力大小为40 N,方向向左,已知$F_{1}$的大小为50 N。关于$F_{2}$的大小和方向,下列说法正确的是(
)
A.$F_{2}$的大小一定是90 N
B.$F_{2}$的大小一定是10 N
C.$F_{2}$的方向一定向右
D.若$F_{2}$的大小为90 N,其方向一定向左

答案

D

解析

【分析】
要解决这道题,需先明确同一直线上二力合成的规律:
1. 当两个力方向相同时,合力大小等于两力大小之和,方向与两力方向相同;
2. 当两个力方向相反时,合力大小等于两力大小之差的绝对值,方向与较大的力方向相同。
已知合力大小为40N、方向向左,F₁大小为50N,需分两种情况讨论F₂的可能:
情况1:若F₁方向向左,合力向左且小于F₁,说明F₂方向与F₁相反(向右),可计算出F₂大小为10N;
情况2:若F₁方向向右,合力向左,说明F₂方向向左且大小大于F₁,可计算出F₂大小为90N。
再逐一分析选项,判断每个选项的正误。
【解析】
根据同一直线上二力合成的规则,分两种情况推导F₂的大小和方向:
1. 情况一:F₁方向向左
因为合力向左(40N)且小于F₁(50N),说明F₂方向向右,与F₁反向。
由反向二力合成公式:$ F_{合} = F_1 - F_2 $,可得:
$ F_2 = F_1 - F_{合} = 50N - 40N = 10N $。
2. 情况二:F₁方向向右
因为合力向左,说明F₂方向向左,且F₂的大小大于F₁,由反向二力合成公式($ F_{合} = F_2 - F_1 $),可得:
$ F_2 = F_{合} + F_1 = 40N + 50N = 90N $。
对选项逐一分析:
A选项:F₂大小可能是10N或90N,并非一定为90N,错误;
B选项:F₂大小可能是90N或10N,并非一定为10N,错误;
C选项:F₂方向可能向右(当F₂=10N时)或向左(当F₂=90N时),并非一定向右,错误;
D选项:若F₂大小为90N,对应情况二,其方向一定向左,正确。
【答案】
D
【知识点】
同一直线上二力的合成
【点评】
这道题的关键是要分情况讨论,不能仅默认F₁的某一种方向,否则容易漏解。解题时需牢记同一直线上二力合成的两种规律,结合合力的大小和方向,全面推导另一个力的可能情况。
【难度系数】
0.6
4. 如图所示,小明在弹簧测力计的两端分别用4 N的水平拉力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),则下列说法正确的(
)

A.弹簧测力计的示数为4 N,它受到的合力为4 N
B.弹簧测力计的示数为0 N,它受到的合力为0 N
C.弹簧测力计的示数为8 N,它受到的合力为0 N
D.弹簧测力计的示数为4 N,它受到的合力为0 N

答案

D

解析

【分析】
要解决这道题,可分两步梳理思路:
1. 确定弹簧测力计的示数:弹簧测力计的示数由挂钩端受到的拉力大小决定,并非两端拉力的总和,当两端用大小相等的力反向拉时,挂钩端受到的拉力等于单侧拉力的大小。
2. 判断合力大小:弹簧测力计处于静止状态,水平方向受到的两个拉力是一对平衡力,根据平衡力的合力为0的特点,可确定合力大小。
再结合这两点分析各选项,选出正确答案。
【解析】
1. 弹簧测力计的示数分析:弹簧测力计的工作原理是在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。当在两端分别用4N的水平拉力反向拉时,弹簧测力计的挂钩端受到4N的拉力,因此示数为4N。
2. 合力分析:弹簧测力计在水平方向受到两个大小均为4N、方向相反的拉力,这两个力是一对平衡力。根据二力平衡的规律,平衡力的合力为0N。
综上,弹簧测力计的示数为4N,合力为0N,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
弹簧测力计的示数判断;二力平衡与合力计算
【点评】
本题考查弹簧测力计的工作原理和二力平衡的应用,易混淆点是误将弹簧测力计的示数认为是两端拉力之和,需明确弹簧测力计的示数反映的是单侧挂钩受到的拉力大小,静止物体受平衡力时合力为0。
【难度系数】
0.6
5. 一个排球的重力为$G$、所受阻力为$f$,它在空中运动时受到的空气阻力始终与运动方向相反,则这个排球仅在这两个力的作用下在空中竖直上升的过程中,它所受合力的大小和方向为(
)
A.大小:$G-f$;方向:竖直向上
B.大小:$G+f$;方向:竖直向上
C.大小:$G+f$;方向:竖直向下
D.大小:$G-f$;方向:竖直向下

答案

C

解析

【分析】
要解决这道题,需按以下思路思考:
1. 确定受力方向:重力的方向始终竖直向下,与运动状态无关;排球竖直上升时运动方向向上,空气阻力与运动方向相反,因此阻力方向也竖直向下。
2. 分析合力计算规则:同一直线上方向相同的两个力,合力大小等于两力大小之和,方向与这两个力的方向一致。
3. 推导合力的大小和方向:重力$G$与阻力$f$方向均竖直向下,属于同一直线同方向的力,因此合力大小为$G+f$,方向竖直向下,进而确定正确选项。
【解析】
排球在竖直上升过程中,受到两个力的作用:
1. 重力$G$:方向竖直向下;
2. 空气阻力$f$:由于排球运动方向向上,阻力与运动方向相反,故阻力方向竖直向下。
根据同一直线二力合成的规律,同方向的两个力的合力大小为两力大小之和,即$F_{合}=G+f$;合力方向与两个力的方向一致,为竖直向下。因此符合条件的是选项C。
【答案】
C
【知识点】
同一直线二力合成、重力的方向
【点评】
本题主要考查受力分析和同一直线二力合成的应用,解题的关键是准确判断阻力的方向(与运动方向相反),容易出错的点是误将阻力方向判断为竖直向上,需牢记阻力与运动方向相反的规律。
【难度系数】
0.7
6. 一辆汽车装满货物后的总质量为$5×10^{3}\ \mathrm{kg}$。在平直公路上水平向西行驶过程中,这辆汽车的牵引力为$8×10^{3}\ \mathrm{N}$,汽车受到的阻力为汽车所受总重力的0.1倍,则汽车在水平方向上受到的合力大小为
$\mathrm{N}$,方向向
。($g$取10 N/kg)

答案

$3×10^3$
水平向西

解析

【分析】
要解决这道题,我们需要分步骤思考:
1. 首先明确水平方向的受力:汽车受到向西的牵引力和向东的阻力(阻力阻碍汽车运动,方向与运动方向相反);
2. 先根据总质量计算出汽车的总重力,再根据阻力与总重力的关系求出阻力大小;
3. 由于牵引力和阻力方向相反,合力大小为两个力的大小之差,方向与较大的力(牵引力)的方向一致。
【解析】
1. 计算汽车的总重力:
根据重力公式 $ G = mg $,代入已知数据 $ m = 5×10^{3}\ \mathrm{kg} $,$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $,可得:
$ G = 5×10^{3}\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 5×10^{4}\ \mathrm{N} $
2. 计算汽车受到的阻力:
已知阻力为总重力的0.1倍,即 $ f = 0.1G $,代入 $ G $ 的值:
$ f = 0.1 × 5×10^{4}\ \mathrm{N} = 5×10^{3}\ \mathrm{N} $,阻力方向水平向东(与汽车运动方向相反)
3. 计算水平方向的合力:
汽车水平方向受向西的牵引力 $ F_{\mathrm{牵}} = 8×10^{3}\ \mathrm{N} $ 和向东的阻力 $ f = 5×10^{3}\ \mathrm{N} $,二力方向相反,合力大小为:
$ F_{\mathrm{合}} = F_{\mathrm{牵}} - f = 8×10^{3}\ \mathrm{N} - 5×10^{3}\ \mathrm{N} = 3×10^{3}\ \mathrm{N} $
因为牵引力大于阻力,所以合力方向与牵引力方向一致,即水平向西。
【答案】
$ 3×10^3 $;水平向西
【知识点】
重力的计算、同一直线二力合成
【点评】
本题考查了重力公式的应用以及同一直线上反方向二力的合成规律,解题的关键是准确判断阻力的方向,熟练运用公式进行计算,属于力学基础题型,有助于巩固受力分析和合力计算的相关知识。
【难度系数】
0.7
7. 如图所示,某人用$F=250\ \mathrm{N}$的力竖直提起一个质量$m=20\ \mathrm{kg}$的水桶。求竖直提起水桶的过程中水桶所受的合力,并在图中的$O$点作出合力的示意图。($g$取10 N/kg)

答案


解析

【分析】
要解决这个问题,我们需要先确定水桶受到的力:竖直向上的拉力F和竖直向下的重力G。首先根据重力公式$G=mg$计算出重力的大小,再利用同一直线上方向相反的二力合成规则(合力大小等于二力大小之差,方向与较大力的方向相同)计算合力;最后根据合力的大小和方向,在O点画出合力的示意图。
【解析】
1. 计算水桶所受的重力:
根据重力计算公式 $ G = mg $,代入 $ m=20\ \mathrm{kg} $,$ g=10\ \mathrm{N/kg} $,可得:
$ G = 20\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 200\ \mathrm{N} $,方向竖直向下。
2. 计算水桶所受的合力:
水桶受到竖直向上的拉力 $ F=250\ \mathrm{N} $,竖直向下的重力 $ G=200\ \mathrm{N} $,两个力在同一直线上且方向相反,根据同一直线二力合成规则,合力大小为:
$ F_{\mathrm{合}} = F - G = 250\ \mathrm{N} - 200\ \mathrm{N} = 50\ \mathrm{N} $
合力方向与拉力方向相同,即竖直向上。
3. 绘制合力的示意图:
在图中的O点,画一条竖直向上的带箭头的线段,标注 $ F_{\mathrm{合}}=50\ \mathrm{N} $,箭头指向表示合力的方向(竖直向上)。
【答案】
水桶所受合力大小为$\boldsymbol{50\ \mathrm{N}}$,方向竖直向上;合力示意图为在O点竖直向上画带箭头线段,标注$ F_{\mathrm{合}}=50\ \mathrm{N} $。
【知识点】
同一直线二力合成,重力的计算,力的示意图绘制
【点评】
本题属于力学基础题,考查了重力的计算、同一直线上二力的合成规律以及力的示意图的画法,解题的关键是明确物体受到的力的方向和大小,熟练运用二力合成的规则,同时注意力的示意图的规范绘制。
【难度系数】
0.8
8. 小聪将一根橡皮筋的左端固定在墙上,用弹簧测力计拉其右端来探究两个分力与合力的关系。
(1)实验中,小聪使用的弹簧测力计如图甲所示,其分度值为
$\mathrm{N}$。
(2)小聪用两个弹簧测力计一起沿相同的方向作用于橡皮筋上并将其一端拉到$A$点,此时两个弹簧测力计的示数分别为$F_{1}=3.0\ \mathrm{N}$、$F_{2}=4.0\ \mathrm{N}$;小聪只用一个弹簧测力计把橡皮筋的同一端也拉到$A$点,弹簧测力计的示数$F=7.0\ \mathrm{N}$,如图乙所示。力$F$的作用效果与力$F_{1}$、$F_{2}$共同作用的效果相同,即$F$为$F_{1}$和$F_{2}$的合力,这种探究物理规律的方法是
(选填“控制变量法”或“等效替代法”)。
(3)小聪在实验中突发奇想,将两个弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上并将其一端拉到$B$点,记下两个弹簧测力计的示数分别为$F_{3}=3.0\ \mathrm{N}$、$F_{4}=4.0\ \mathrm{N}$;然后只用一个弹簧测力计把橡皮筋的同一端也拉到$B$点,如图丙所示,读出弹簧测力计的示数$F'=\_\_\_\_\_\mathrm{N}$。根据合力与分力的关系可知,$F'$
(选填“是”或“不是”)$F_{3}$、$F_{4}$的合力。

答案

0.2
等效替
代法
5

解析

【分析】
(1)确定弹簧测力计分度值时,需看刻度盘上相邻两大格间的小格数,用一大格的数值除以小格数即可。图甲中弹簧测力计每1N之间有5个小格,因此每个小格代表0.2N,即分度值为0.2N。
(2)当一个力的作用效果与几个力共同作用的效果相同时,这个力就是那几个力的合力,这种用一个等效的量替代多个量共同作用的方法为等效替代法,本题中F的作用效果和F₁、F₂共同作用效果相同,故采用等效替代法。
(3)两个相互垂直的分力,可根据勾股定理计算合力大小:$F_{合}=\sqrt{F_{3}^{2}+F_{4}^{2}}=\sqrt{3.0^{2}+4.0^{2}}\mathrm{N}=5.0\mathrm{N}$;因为用一个弹簧测力计将橡皮筋拉到B点时,作用效果与F₃、F₄共同作用的效果相同,所以F'是它们的合力。
【解析】
(1)观察图甲弹簧测力计,每1N之间有5个小格,分度值为$\frac{1\mathrm{N}}{5}=0.2\mathrm{N}$。
(2)由于力F的作用效果与F₁、F₂共同作用的效果相同,用F等效替代F₁、F₂的共同作用,这种探究方法是等效替代法。
(3)已知$F_{3}=3.0\mathrm{N}$、$F_{4}=4.0\mathrm{N}$且两力垂直,根据勾股定理计算合力:
$F_{合}=\sqrt{F_{3}^{2}+F_{4}^{2}}=\sqrt{(3.0\mathrm{N})^{2}+(4.0\mathrm{N})^{2}}=5.0\mathrm{N}$
因为两次均将橡皮筋拉到B点,作用效果相同,所以F'是F₃、F₄的合力,弹簧测力计示数$F'=5.0\mathrm{N}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{0.2}$
(2) $\boldsymbol{等效替代法}$
(3) $\boldsymbol{5.0}$(或$\boldsymbol{5}$);$\boldsymbol{是}$
【知识点】
1. 弹簧测力计读数
2. 等效替代法
3. 互成角度的二力合成
【点评】
本题围绕探究分力与合力的关系实验展开,考查了弹簧测力计的读数、实验方法的判断以及互成角度二力的合成计算,核心是理解等效替代法的内涵,且实验中需保证两次拉橡皮筋到同一点,确保作用效果一致。
【难度系数】
0.7