2019高中物理 第三章 相互作用 专题3.4 力的合成课时同步试题 新人教版必修1.doc

1第第 4 4 节节 力的合成力的合成1下列关于合力和分力的说法中，正确的是A合力总比任何一个分力都大B两个力的合力至少比其中的一个分力大C合力的方向只与两分力的夹角有关D合力的大小介于两个分力之差的绝对值与两个分力之和之间【答案】D2关于共点力，下列说法中错误的是A作用在一个物体上的两个力，如果大小相同，方向相反，这两个力是共点力B作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力C作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点不在同一点上，则这几个力不一定是共点力D作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用线可以汇交于一点，则这几个力是共点力【答案】A【解析】如果作用在物体上的力，作用点在同一点，或作用线的延长线交于同一点，则这几个力是共点力。作用在同一物体上的两个力，不一定作用在同一点，作用线的延长线不一定交于同一点，这两个力不一定是共点力，A 错误；一对平衡力一定是共点力，故 B 正确；如果作用在物体上的力，作用点在同一点，或作用线的延长线交于同一点，则这几个力是共点力，CD 正确。3（2018·上海市鲁迅中学高一上学期期末）关于两个共点力的合力跟两个分力的大小关系，下列说法中正确的是A合力的大小一定大于它的任意一个分力的大小B合力的大小一定等于它的两个分力的大小之和C合力可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小D合力的大小不可能与它的分力大小相等【答案】C【解析】两个分力与合力可以构成一个封闭的三角形，根据三角形的关系可以知道合力可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小，还可以与两个分力大小都相等，故 C 正确，ABD 错误。故选 C。24力是矢量，它的合成与分解遵守平行四边形定则，以下关于大小分别为 10 N 和 7N 的两个力的合力正确的是A合力不可能为 4 NB合力不可能为 10 NC合力一定为 17 ND合力可能为 12 N【答案】D【点睛】此题考查力的合成，知道两力合成时，合力的大小满足F1+F2F|F1F2|，在此范围内所有的值均是有可能的。5（多选）一件行李重为G，被轻绳OA和OB吊在空中，OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2，如图所示，则AF1、F2的合力是GBF1、F2的合力是FC行李对轻绳OA的拉力方向与F1方向相反，大小相等D行李受到重力G、OA绳拉力F1、OB绳拉力F2，还有F共四个力【答案】BC【解析】行李受到竖直向下的重力，OA绳拉力F1、OB绳拉力F2，三个力的作用，F1、F2的合力是 F，而在受力分析中，分力和合力不能同时并存，AD 错误 B 正确；行李对轻绳OA的拉力方向与F1是一对相互作用力，等大反向，C 正确。6（2018·山东省荣成市第六中学高一下学期综合测试）下列说法正确的是A运动物体受到的摩擦力一定为滑动摩擦力，静止物体受到的摩擦力一定为静摩擦力3B两个分力大小不变，夹角越大，它们的合力越大C重力就是地球对物体的吸引力D物体受到的摩擦力的方向可能与物体运动的方向相同，也可能相反【答案】D【点睛】本题考查了摩擦力的定义以及性质，摩擦力的方向；力的合成规律，重力和万有引力的关系。需要学生将所学概念掌握扎实灵活应用。7（多选）两个力F1和F2间的夹角为，两个力的合力为F。以下说法正确的是A若F1和F2大小不变，角越小，合力F就越大B合力F总比分力中的任何一个力都大C如果夹角不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大D合力F可能比分力中的任何一个力都小【答案】AD【解析】若F1和F2大小不变，角越小，合力F越大，故 A 正确；由力的合成方法可知，两力合力的范围|F1F2|F合F1+F2，所以合力有可能大于任一分力，也可能小于任一分力，还可能与两个分力都相等，故 B 错误，D 正确；如果夹角不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F可以减小，也可以增加，故 C 错误；故选 AD。【点睛】本题考查对合力与分力关系的理解能力。合力与分力是等效的，合力的范围在两个分力之差与之和之间。二力合成时，夹角越大，合力越小。8（2018·云南省宣威市第九中学下学期高一期中）（多选）关于几个力与其合力，下列说法正确的是A合力的作用效果跟原来那几个力共同作用产生的效果相同B合力与原来那几个力同时作用在物体上C合力的作用可以替代原来那几个力的作用D求几个力的合力遵循平行四边形定则4【答案】ACD9如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力矢量恰好围成一个闭合的三角形，且三个力的大小关系为F1<F2<F3，则下列四个图中，这三个力的合力最大的是A BC D【答案】C【解析】根据平行四边形定则可知，A 图中三个力的合力为 2F1，B 图中三个力的合力为 0，C 图中三个力的合力为 2F3，D 图中三个力的合力为 2F2，三个力的大小关系是F1<F2<F3，所以 C 图合力最大。故 C正确。10（2018·山东省淄博市部分学校高一下学期期末）如图所示，三个力同时作用在质点P上，它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线。已知F1=F2=F，则这三个力的合力等于A3F B4F C5F D6F【答案】A【解析】的夹角的大小为 120°根据平行四边形定则可知，的合力的大小为F，由于，所以的合力的大小为 3F，A 正确。【点睛】多个力合成时可以先合成任意两个力，再把这两个力的合力与第三个力相合成，只到把所有的力都合成进去，即可求得最后的合力。11（多选）物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是5A3 N，4 N，8 N B5 N，2 N，3 NC1 N，5 N，10 N D10 N，10 N，10 N【答案】AC12（2018·河北省邢台市高二下学期期末）有三只豹子在抢食一猎物，三只豹子沿水平方向用大小分别为，的力拖动猎物。若豹子的方位不确定，则这三个力的合力的最小值和最大值分别为ABCD【答案】D【解析】300 N、400 N 和 500 N 方向相同的时候，合力最大为 1 200 N，300 N、400 N 的合力的范围是 100 NF700 N，所以当 300 N、400 N 的合力为 500 N 的时候，与第三个力大小相等方向相反，此时的合力最小为 0，故 D 正确，ABC 错误；故选 D。13（2018·山东省济南市外国语学校高一下学期）大小分别为 5 N、7 N 和 9 N 的三个力合成，其合力F大小的范围为A2 NF20 NB3 NF21 NC0F20 ND0F21 N【答案】D【解析】当三个力的方向相同时，合力最大，5 N 和 7 N 两个力的合力大于等于 2 N，小于等于 12 N，而 9 N 在这合力范围内，所以三个力的合力能为零。则合力的最小值为 0，合力范围为：0F21 N，D 正确。【点睛】当三个力同向时，合力最大；判断合力的最小值看合力能否为零，若能为零，最小值是 0。若不能为零，则最小值等于较小的两个力同向与较大的一个力反向而得到的合力。614（多选）下列各组力的合力可能为 0 N 的是A8 N、2 N、3 N B18 N、20 N、19 NC7 N、7 N、7 N D8 N、19 N、10 N【答案】BC15如图所示，将足球用网兜挂在光滑的墙壁上，设细绳对足球的拉力为F1，墙壁对足球的支持力为F2，当细绳长度变短时AF1、F2均不变BF1、F2均增大CF1减小，F2增大DF1、F2均减小【答案】B【解析】分析足球的受力情况：重力G、悬线的拉力F1和墙的支持力F2，作出受力示意图：7由平衡条件得：F1、F2的合力F与G大小相等、方向相反，即有F=G。由平衡条件得：F2=Ftan =Gtan ，1cosGFF ；当悬线变短时，增大，cos 减小，sin 增大，则得F2增大，F1增大。故 B 正确。16（2018·湖南省长郡中学高二下学期期中）两位同学用同样大小的力共同提起一桶水，桶和水的总重量为G，下列说法中不正确的是A每人的作用力最大值等于GB每人的作用力最小值等于C两人的合力一定等于GD两人的作用力之间的夹角越小越省力【答案】A确；根据平行四边形定则，可知两力大小随两力间夹角的减小而减小，故 D 正确；此题选择不正确的选项，故选 A。【点睛】本题要根据对称性得出两人对水桶的拉力大小相等，再由竖直方向力平衡即可求出两位同学的手臂受到的拉力大小。17（多选）如图所示，一光滑斜面固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态。若斜面的倾角为，则8AF=Gcos BF=Gtan C物体对斜面的压力N=Gcos D物体对斜面的压力N=cosG 【答案】BD18（2018·重庆綦江区高一上期期末高中联考）如题图所示，A、B为同一水平线上的两个相同的绕绳轮子。现按箭头方向以相同的速度缓慢转动A、B，使重物C缓慢上升。在C缓慢上升过程中绳上的拉力大小A保持不变 B逐渐增大C逐渐减小 D先减小后增大【答案】B9【点睛】本题关键记住“将一个力分解为等大的两个分力，两个分力的夹角越大，分力越大”的结论，也可以用解析法求解出拉力表达式进行分析。19一根轻质细绳能承受的最大拉力是G，现把一重力为G的物体系在绳的中点，两手先并拢分别握住绳的两端，然后缓缓地左右对称地分开，若想绳不断，两绳间的夹角不能超过A45° B60° C120° D135°【答案】C【解析】对物体进行受力分析，可知绳两端的拉力F1、F2的合力等于G，如图所示，两个力的合力不变始终为G且夹角在逐渐变大，故两个力逐渐变大，两侧绳子的拉力F达到了最大G，则由这两侧的力在竖直方向的分量之和等于重力G得2cos=2GG（） ，解得120，故 C 正确。20（多选）两个质量相等的物块通过轻绳绕过两个光滑的定滑轮处于如图所示的静止状态，AB与水平方向成 45°角，过A的水平线与过B的竖直线交于C点，现给AB的中点O施加一外力F，使O点缓慢地向C点做直线运动，则运动过程中下列说法正确的是AF的方向总是指向C10BF的方向在不断地变化CF在不断地增大DF先增大后减小【答案】AC【点睛】本题关键是明确点O的受力情况，根据平衡条件分析，注意三力平衡时，任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线。21（2018·广东省佛山市普通高中高三教学质量检测）将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，3、4两块固定在地基上，1、2 块间的接触面竖直，每个石块的两个侧面所夹的圆心角均为 30°，不考虑石块间的摩擦力，则石块 1、2 间的作用力F1和石块 1、3 间的作用力F2的大小之比为A3:2 B1：2 C3:3 D3:1【答案】A【解析】如图所示，对石块 1 受力分析，由几何关系可知123cos302F F ，故 A 正确。【点睛】对石块 1 受力分析，受重力和两个接触面的支持力，根据平衡条件用力的合成求解。22如图所示，6 个力的合力为F1，若去掉 1 N 的那个分力，则其余 5 个力的合力为F2。则关于F1、F2的大小及方向表述正确的是11AF1=0，F2=0BF1=1 N，方向与 1 N 的力反向，F2=0CF1=0，F2=1 N，方向与 4 N 的力同向DF1=0，F2=7 N，方向与 4 N 的力同向【答案】C23（2018·四川省成都市高三第二次诊断性检测）如图，在水平晾衣杆（可视为光滑杆）上晾晒床单时，为了尽快使床单晾干，可在床单间支撑轻质细杆。随着细杆位置的不同，细杆上边两侧床单间夹角（<150°）将不同。设床单重力为G，晾衣杆所受压力大小为N，下列说法正确的是A当=60°时，N=3 3G B当=90°时，N=2 2GC只有当=120°时，才有N=G D无论取何值，都有N=G【答案】D12【点睛】以晾衣杆为研究对象，分析受力情况，作出力图，由平衡条件求出的合力的大小和方向，从而求得所受的压力大小。24（多选）如图所示，作用于O点的三个力平衡，其中一个力大小为F1，沿y方向，大小未知的力F2与+x方向夹角为，则下列说法正确的是A力F3不可能在第三象限B力F3可能在第二象限的任意方向上C力F3与F2夹角越小，则F3与F2的合力越小DF3的最小值【答案】BD【解析】根据平行四边形定则，作出，如图所示，与等大反向，可以在第四象限任意范围内，以及第一象限一定范围内，故可以在第二象限任意方向，第三象限一定范围内，A 错误 B 正确；F3与F2的合力大小等于的大小，恒定不变，C 错误；从图中可知当与垂直时，最小，根据三角函数可得，D 正确。【点睛】本题运用三角形定则分析三力平衡问题，确定F3的范围及最小值，也可以运用结论确定F3取得最小值的条件：F2F3。25图中甲为“探究求合力的方法”的实验装置。13（1）下列说法中正确的是_。A在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，拉橡皮条结点到达的位置O不能变化B用弹簧测力计拉细绳时，拉力方向必须竖直向下CF1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为 90°（2）某次操作时，一只弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为_N。【答案】（1）AC （2）4.0使用两个力拉动时，拉力的大小应方便作图，不需要夹角必须为 90°，D 错误；（2）分度值为 0.1 N，所以读数为 4.0 N。【点睛】该实验采用了“等效替代”的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代，明确“理论值”和“实验值”的区别。明确实验原理，了解实验误差的存在以及具体的实验操作细节，从减小实验误差的角度进行分析即可正确解答26（2018·山东省安丘市高二下学期期末考试）在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。（1）本实验中，下列选项中可以减小实验误差的是_。14A细绳OB和OC间的夹角尽量小些B两弹簧测力计读数的差值要适当小些C拉橡皮筋的细绳要稍短一些D实验中，弹簧测力计必须与木板平行，读数时视线要与弹簧测力计刻度盘垂直（2）为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮筋时，必须记录的有_。A两细绳的方向 B橡皮筋的原长 C两弹簧测力计的示数（3）实验中，若将OB换成橡皮筋，对实验验证_发生影响。（选填“会”或“不会”）【答案】（1）BD （2）AC （3）不会（2）为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧测力计成一定角度拉橡皮筋时，必须记录两个拉力的方向和大小，故本小题选 AC；（3）将细绳OB换成橡皮筋，产生的力学效果是相同的，故对实验的验证不会产生影响。【点睛】根据实验原理以及方法分析实验中减小误差的一些方法；明确绳子的作用，从而明确绳子被橡皮筋代替后的影响；根据实验中的数据处理方法分析所需要的数据分析应记录的内容。27橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度内，伸长量x与弹力F成正比，即F=kx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度L、横截面积S有关，理论与实践都表明k=YS/L，其中Y是一个由材料决定的常数，材料力学中称之为杨氏模量。（1）有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图甲所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量Y的值。15下表为橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的实验记录，请在图乙中作出Fx图象。拉力F/N50100150200250伸长量x/cm160320480640800（2）由以上实验可求出该橡皮筋的k值为_N/m（保留两位有效数字）。（3）某同学在家中用三根相同的橡皮筋（遵循胡克定律）来探究合力的方法，如图所示，三根橡皮筋在O点相互连接，拉长后三个端点用图钉固定在A、B、C三点。在实验中，可以通过刻度尺测量橡皮筋的长度来得到橡皮筋的拉力大小，并通过OA、OB、OC的方向确定三个拉力的方向，从而探究求其中任意两个拉力的合力的方法。在实验过程中，下列说法正确的是_。A只需要测量橡皮筋的长度，不需要测出橡皮筋的原长B为减小误差，应选择劲度系数尽量大的橡皮筋C以OB、OC为两邻边作平行四边形，其对角线必与OA在一条直线上且长度与OA相等D多次实验中即使O点不固定，也可以探究求合力的方法【答案】（1）图略 （2）3.1×102 （3）D【解析】（1）描点作图（2）根据0()Fk xx可知，图象的斜率大小等于劲度系数大小，由图象求出劲度系数为23.1 10 N/mk 。16【点睛】对胡克定律，在Fkx里的x是形变量（即伸长或缩短的长度）；在力的平行四边形定则中是力的作用效果相同，即两个力的共同作用效果和一个力的单独作用效果相同，从而验证力的平行四边形定则。28滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力N垂直于板面，大小为kv2，其中v为滑板速率（水可视为静止）。某次运动中，在水平牵引力的作用下，当滑板和水面的夹角=37°时（如图所示），滑板做匀速直线运动，相应的k=54 kg/m，人和滑板的总质量为 108 kg，试求：（重力加速度g取 10 m/s2，sin 37°=0.6，忽略空气阻力）（1）水平牵引力F的大小；（2）滑板的速率。【答案】（1）810 N （2）5 m/s【解析】（1）以滑板和人为研究对象，其受力如图所示，因为滑板做匀速直线运动，所以N与F的合力与重力是一对平衡力，所以有Fmg合1729（2018·广东省惠州市平山中学高一上学期期末复习专题练习）如图所示，斜绳（与水平方向夹 45°角）与水平绳最大承受拉力分别为 20 N 和 10 N，竖直绳抗拉能力足够强，三绳系于O点，问：各绳均不断时，最多可悬吊多重的物体。【答案】10 N【解析】画出受力分析图，并运用合成法：由几何知识解出，讨论：当时，OC绳断，不符合题意；当时，符合题意，此时最多可悬吊的物体重。30如图所示，在倾角为 30°的斜面上有一块竖直的挡板，挡板和斜面之间有一个重 20 N 的光滑圆球处于静止状态。求：球对斜面和挡板的弹力大小。18【答案】球对斜面的弹力40 3 3N 球对挡板的弹力20 3 3N