初中物理同一直线上反方向二力合成实验

观察与思考

1.如图A所示，弹簧的上端固定，弹簧旁同时固定一把刻度尺。

实验要研究反方向同一直线上的二力的合成,作用在弹簧下端的两个力除了竖直方向外还必须满足什么条件?

2.要使弹簧伸长，力F₁和F₂哪一个应该大一些?

3.在记录弹簧秤上显示的力F₁和F₂的大小时，同时在刻度尺上记什么?

4.力F₁与F₂是否必须同时记录?为什么?

5.何时记下弹簧秤的读数F?为什么?

6.比较F与F₁-F₂的大小关系，可得出什么结论? 如果力F₁与F₂不在同一直线上，能得出与上题相同的结论吗?为什么?

实验原理

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相同。

实验结论

作用在同一直线上的两个力，当方向相反时，这两个力的合力等于这两个力的差，方向与较大的力的方向一致。

实验考点

在力学的考试中不会经常出现关于相反方向二力合成的单独的考查，这部分的考查往往会在考查其他知识的同时出现。如作图、填空、探究等题型。

经典考题

1. 物体所受重力是35牛，某人用50牛的力沿竖直向上的方向拉这个物体，则物体所受合力的大小为________。

2、用手提着一个自重是4牛的弹簧秤，在弹簧秤的秤钩上挂上一个5千克的物体后，当物体静止不动时，弹簧秤的示数是（ ）

（A）0牛 （B）4牛 （C）49牛 （D）53牛

3、大小分别为15牛和20牛的两个力，同时作用在一个物体上。对于合力F大小的估计，正确的说法是（ ）

（A）15牛≤F≤20牛 （B）5牛≤F≤35牛

（C）0牛≤F≤35牛 （D）15牛≤F≤35牛

举一反三

沿水平道路直线行驶的汽车，若发动机的牵引力为F，受到的阻力为f，如果F>f，则汽车沿水平方向受到的合力多大?合力的方向怎样?汽车的运动状态将有怎样的变化?如果F=f，则汽车沿水平方向受到的合力多大?汽车将做什么运动 ?

1. F₁和F₂的大小不相等，方向相反。

2. F₁应大于F₂。

3. 应记下弹簧下端伸长到的位置。

4. F₁,F2必须同时记录。因为弹簧的形变是由F₁和F₂共同作用的效果产生的。

5. 用一个弹簧秤竖直向下拉弹簧的下端，使弹簧伸长到跟F₁、F₂两个方向相反的力同时作用下相同的位置时，记下这一个弹簧秤的读数F，因为这时的拉力F才能从效果上替代两个方向相反的力F₁和F₂的共同作用。

6. 合力F= F₁-F₂.不能。

经典考题答案

1、重力的方向竖直向下，拉力的方向竖直向上，这两个力是作用在同一直线上的两个力，合力的大小等于这两个力的差，即15牛。方向竖直向上。

答案：15牛

2、在这里，测力计的自重是不会在测力计上显示出来的，这里不能用合力的知识进行相加或者相减。测力计所测量的就是所测力的大小即G＝mg＝49N。

答案：C

3、两个力的合力，与力的大小方向都有关系，当两个力的方向相同时，则力的大小等于两个力的和，当两个力方向相反时，合力的大小等于两个力的差；但是还要考虑两个力不在同一直线上，即两个力互成一个角度，则这时，合力的大小就介于这两个力的和与差之间。

答案：Ｂ

举一反三答案

如果F>f，合力等于F-f，合力方向与牵引力F的方向相同，汽车的运动状态将发生改变，表现为运动速度将逐渐增大。如果F=f，合力等于零，汽车的运动状态不发生改变，将作匀速直线运动。