初中物理同一直线上同方向二力的合成实验

观察与思考

1.如图，把弹簧的下端固定在平面上，弹簧旁固定一把刻度尺，用两个弹簧同时竖直向上拉弹簧的上端。

弹簧在两个力同时作用下将发生什么变化？

2.用两个弹簧秤向上拉弹簧时,为什么一定要注意力的方向必须是竖直向上？同时还要作用在同一直线上？

3.为什么在记录两弹簧秤的拉力F1与F2的同时必须准确地记下弹簧上端到达的位置？并做下记号。(图中的A点).实验中， 两个力共同作用的效果体现在哪里？

4.为什么必须让弹簧上端伸长到A点时才读数？此时才能记下弹簧秤的读数F？

5.F₁+F₂与F的大小关系,从中可以得出什么结论？

6.根据什么可以得出力F是力F₁和F₂的合力的结论？

实验原理

1.如果一个力产生的效果跟两个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那两个力的合力。

2.同一直线上方向相同两个力的合力大小等于这两个力的大小之和，合力的方向跟这两个力的方向相同 。

实验结论

作用在同一直线上的两个力方向相同时，合力的大小等于这两个力的和。

对于这个实验结论的考查往往以作图、选择、填空等题型出现。

经典考题

1. 沿着同一直线作用在一个物体上的两个力，大小分别为3牛和9牛，则它们的合力大小为（ ）

（A） 一定是6牛 （B） 一定是12牛

（C） 可以大于12牛 （D） 可能是6牛也可能是12牛

2. 用绳子系住水桶，手握绳子从井中提水，手受到竖直向下的拉力。此拉力的施力物体是（ ）

（A） 地球 （B） 水桶 （C） 绳子 （D） 手

3. 作用在同一个物体上的两个力，它们在同一直线上，已知这两个力的合力是40牛，其中一个力的大小是10牛，则另一个力的大小可能是（ ）

（A） 70牛 （B） 50牛 （C） 40牛 （D） 20牛

举一反三

1.有一种用来锯断树杆的手锯，两端装有手柄，使用时一人在一端施加拉力，同时另一个人在另一端施加推力，如果拉力F1和推力F2沿着同一直线，F1和F2的合力多大？

2.我国北方农村普遍使用的大车，用前后两匹马作拉车的动力，如果这两匹马的拉力沿同一直线，每匹马的拉力都为F，则它们对车作用的合力有多大？

观察与思考答案

1. 弹簧在两个力（F₁和F₂）同时作用下将会伸长，弹簧的下边就是二力共同作用产生的效果。

2. 是研究同一直线上、同方向二力的合成，所以实验时要注意二力方向都是竖直向上并作用在同一直线上.

3. 弹簧上端A点到达的位置,说明弹簧下边形变的程度,也说明二力共同作用时产生的效果。

4. 弹簧在力F的作用下也伸长A点，表明此时力F的作用效果与前次试验中F1与F2共同作用的效果相同，这样，力F才能替代力F₁与F₂的共同作用。

5. F=F₁+F₂，所以，力F是F₁与F₂的合力。

6. F与F₁、F₂的方向相同,而且F的大小等于F₁与F₂两力的大小相加。

经典考题答案

1. 如果方向相同则F＝F₁+F₂但是如果方向相反则F＝F₁－F₂.本题没有说明是方向相同还是方向相反。所以两种情况都有可能。所以本题

答案选择：D

2. 分析：力是物体对物体的作用。水桶上系着绳子、手握绳子向上提水，手作用绳子一个向上的力，这个力的施力者是手。但物体间的作用是相互的，手受到与它接触的绳子作用的竖直向下的拉力，如下图中的力F。这个力的施力者是绳子。

答：此题应选（C）。

3. 分析：已知合力F=40牛，分力F₂=10牛。设所求另一分力为F₁。若在同一直线上的F₁与F₂同向，则

F = F₁+F₂，40牛= F₁+10牛

∴F₁=30牛

若F₁与F₂方向相反

F = F₁－F₂，40牛= F₁－10牛

∴F₁= 50牛

因此，可知F₁与F₂方向相反，它的大小是50牛。

答：此题应选（B）

举一反三答案

1. 合力F=F1+F2。

2. 合力等于2F。

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