5. 如图所示,物体$A$放在水平桌面上,在水平方向受到同一直线上的两个力$F_1和F_2$的作用,$F_1 = 16N$,$F_2 = 20N$,如果实际上物体在水平方向受到的合力为零,则沿水平方向物体还应受到一个力,这个力的大小和方向是( )


A.$20N$,方向水平向左
B.$16N$,方向水平向右
C.$4N$,方向水平向左
D.$4N$,方向水平向右

C

【解析】
首先计算已知两个力的合力：同一直线上反方向的两个力，合力大小为两力大小之差，方向与较大力方向相同。
$F_{合}=F_2 - F_1=20N - 16N=4N$，方向水平向右。
因为物体实际水平方向合力为零，所以物体还受到的力与该合力是一对平衡力，即大小为4N，方向水平向左。
【答案】
C
【知识点】
同一直线二力合成、二力平衡条件
【点评】
本题考查同一直线上力的合成与二力平衡的应用，解题关键是先求出已知两力的合力，再根据合力为零确定第三个力的大小和方向，需熟练掌握力的合成法则与二力平衡条件。
【难度系数】
0.8

6. 如图所示是“探究同一直线上二力的合成”的实验装置,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) 在甲、乙和丙所示的三次实验中,都将橡皮筋拉伸到$AE'$,目的是使每次实验中力产生的______相同。
(2) 甲和丙两次实验,是在探究同一直线上方向相同的两个力$F_1$、$F_2与合力F$的关系,得出的关系是______。(填写表达式)

作用效果
$F_1+F_2=F$

【解析】
(1) 本实验采用等效替代法，将橡皮筋拉伸到$AE'$，目的是使每次实验中力产生的作用效果相同。
(2) 甲图中$F_1$、$F_2$方向相同，丙图中合力$F$的作用效果与甲图中两个力的作用效果相同，由此可探究得出：同一直线上方向相同的两个力的合力等于这两个力的大小之和，即$F=F_1+F_2$。
【答案】
(1) 作用效果
(2) $F=F_1+F_2$
【知识点】
同一直线上二力合成、等效替代法
【点评】
本题考查“探究同一直线上二力的合成”实验，核心是理解等效替代法的应用，掌握同一直线上同向二力的合力规律。
【难度系数】
0.6

1. 某中学八年级同学在探究同一直线上二力合成的实验中,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测力计的挂钩上,每次实验时,他们都将弹簧由$A拉伸到B$位置。研究过程及实验数据如图甲、乙、丙所示,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) 在甲、乙和丙三次实验中,都将弹簧拉伸到$B$点,目的是使每次实验中力产生的______相同。
(2) 分析比较图中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为$F= $____(用公式表示)。
(3) 分析比较图中甲与丙中拉力的方向及弹簧测力计的示数,可得出的结论是：在同一直线上,方向相反的两个力的合力大小为$F= $____(用公式表示),合力的方向与______(选填“$F_3$”或“$F_4$”)的方向相同。

作用效果
$F_1+F_2$
$F_3-F_4$
$F_3$

【解析】
(1) 实验中都将弹簧由A拉伸到B位置，使弹簧的形变程度相同，目的是使每次实验中力产生的作用效果相同。
(2) 甲图中一个力$F=4\mathrm{N}$，乙图中同一直线上方向相同的两个力$F_1=1\mathrm{N}$、$F_2=3\mathrm{N}$，且$4\mathrm{N}=1\mathrm{N}+3\mathrm{N}$，可得在同一直线上，方向相同的两个力的合力大小为$F=F_1+F_2$。
(3) 甲图中合力为$4\mathrm{N}$，丙图中同一直线上方向相反的两个力$F_3=5\mathrm{N}$、$F_4=1\mathrm{N}$，且$4\mathrm{N}=5\mathrm{N}-1\mathrm{N}$，可得在同一直线上，方向相反的两个力的合力大小为$F=F_3-F_4$；合力的方向与较大的力$F_3$的方向相同。
【答案】
(1) 作用效果
(2) $F_1+F_2$
(3) $F_3-F_4$；$F_3$
【知识点】
同一直线上二力合成；力的作用效果
【点评】
本题通过控制弹簧形变程度相同，探究同一直线上二力合成的规律，需明确合力与分力的大小、方向关系，实验采用了等效替代法。
【难度系数】
0.6

2. 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,按图甲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$F_1和F_2$；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,如图乙所示,记下此时弹簧测力计的示数$F$。按上述操作重复三次实验,实验数据如下表所示。

|实验序号|拉力$F_1/N$|拉力$F_2/N$|拉力$F/N$|
|1|3.0|1.0|4.0|
|2|2.6|1.4|4.0|
|3|1.8|2.2|4.0|

(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______。
(4) 实验过程中运用的科学方法为______。
(5) 从实验目的角度分析,本实验的不足之处是：____。

调零
得到普遍规律，避免偶然性
二力之和
与二力方向相同
等
效替代法
未探究作用在同一物体同一直线上
、方向相反两个力的合力与这两个力之间的关系

【解析】
(1) 弹簧测力计使用前应沿测量方向调零，本实验中弹簧测力计沿水平方向使用，故实验前应将弹簧测力计沿水平方向调零。
(2) 多次重复实验可以避免实验的偶然性，从而得到普遍规律。
(3) 分析表格数据可知，每次实验中$F_1+F_2=F$，且两次实验中橡皮筋的形变效果相同，说明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二力之和，合力方向与二力方向相同。
(4) 用一个弹簧测力计的拉力$F$替代两个弹簧测力计拉力$F_1$、$F_2$的共同作用效果，这种科学方法是等效替代法。
(5) 本实验仅探究了同一直线上方向相同的两个力的合力与分力的关系，未探究方向相反的情况，这是实验的不足之处。
【答案】
(1) 调零
(2) 得到普遍规律，避免偶然性
(3) 二力之和；与二力方向相同
(4) 等效替代法
(5) 未探究作用在同一物体同一直线上、方向相反两个力的合力与这两个力之间的关系
【知识点】
同一直线二力的合成；等效替代法；弹簧测力计的使用
【点评】
本题通过实验探究同一直线上二力的合成规律，考查了弹簧测力计的使用、实验方法、实验结论归纳及实验评价，全面考查了学生的实验探究能力，注重对物理实验核心素养的培养。
【难度系数】
0.8