高一物理培優(yōu)人教版必修1 第3章第四節(jié)《力的合成》知能優(yōu)化訓(xùn)練

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111 1．關(guān)于幾個力與其合力，下列說法正確的是(　　) A．合力的作用效果跟原來那幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同 B．合力與原來那幾個力同時(shí)作用在物體上 C．合力的作用可以替代原來那幾個力的作用 D．求幾個力的合力遵循平行四邊形定則 解析：選ACD.合力與分力是“等效替代”的關(guān)系，即合力的作用效果與幾個分力共同作用時(shí)的作用效果相同，合力的作用效果可以替代這幾個分力的作用效果，不能認(rèn)為合力與分力同時(shí)作用在物體上，所以A、C正確，B不正確；求合力應(yīng)遵循平行四邊形定則，所以D正確． 2．(2011年洛陽高一檢測)兩個力F1和F2間的夾角為θ，兩個力的合力為F.以下說法正確的是(　　) A．若F1和F2大小不變，θ角越小，合力F就越大 B．合力F總比分力中的任何一個力都大 C．如果夾角不變，F(xiàn)1大小不變，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個力都小 解析：選AD.力的合成是矢量合成，不僅要考慮大小還要考慮方向，由平行四邊形定則可知A、D正確． 3．兩個共點(diǎn)力的大小均為8 N，如果要使這兩個力的合力大小也是8 N，則這兩個共點(diǎn)力間的夾角應(yīng)為(　　) A．30　　　　　　　　 B．60 C．90 D．120 答案：D 4．(2011年衡陽高一檢測)大小分別是30 N和25 N的兩個力，同時(shí)作用在一個物體上，對于合力F大小的估計(jì)最恰當(dāng)?shù)氖?　　) A．F＝55 N B．25 N≤F≤30 N C．25 N≤F≤55 N D．5 N≤F≤55 N 解析：選D.合力的最小值為5 N，最大值為55 N，所以5 N≤F≤55 N，故D正確． 5. 如圖3－4－7所示，物體受到4個力作用，它們分別分布在兩條互相垂直的直線上，F(xiàn)1＝5 N，F(xiàn)2＝8 N，F(xiàn)3＝7 N，F(xiàn)4＝11 N，求它們的合力的大小． 圖3－4－7 解析：F1與F2的合力為：F合1＝F2－F1＝8 N－5 N＝3 N，方向與F2同向． F3與F4的合力為： F合2＝F4－F3＝11 N－7 N＝4 N，方向與F4同向 由于F合1⊥F合2，所以 F合＝＝ N＝5 N. 答案：5 N 一、選擇題 1．關(guān)于合力與其兩個分力的關(guān)系，下列說法正確的是(　　) A．合力的大小一定大于小的分力，小于大的分力 B．合力的大小隨分力夾角的增大而增大 C．合力的大小一定大于任何一個分力 D．合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力 解析：選D.根據(jù)力的平行四邊形定則，合力的大小不一定大于小的分力，也不一定小于大的分力，A、C錯誤；合力的大小隨著兩分力夾角(0≤θ≤180)的增大而減小，B錯誤；合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力，D正確． 2．(2009年高考海南卷)兩個大小分別為F1和F2(F2＜F1)的力作用在同一點(diǎn)上，它們的合力的大小F滿足(　　) A．F2≤F≤F1 B.≤F≤ C．|F1－F2|≤F≤F1＋F2 D．F－F≤F2≤F221＋F 解析：選C.由平行四邊形定則知|F1－F2|≤F≤F1＋F2，故C正確． 3．如圖3－4－8所示，是兩個共點(diǎn)力的合力F跟它的兩個分力之間的夾角θ的關(guān)系圖象，則這兩個力的大小分別是(　　) 圖3－4－8 A．1 N和4 N B．2 N和3 N C．1 N和5 N D．2 N和4 N 解析：選B.由圖象可知：當(dāng)兩分力的夾角為0時(shí)，合力為5 N，即F1＋F2＝5 N，當(dāng)兩分力的夾角為180時(shí)，合力為1 N，即|F1－F2|＝1 N，由二式解得F1＝3 N，F(xiàn)2＝2 N或F1＝2 N，F(xiàn)2＝3 N，故選B. 4．一根細(xì)繩能承受的最大拉力是G，現(xiàn)把一重為G的物體系在繩的中點(diǎn)，分別握住繩的兩端，先并攏，然后緩慢地左右對稱地分開，若要求繩不斷，則兩繩間的夾角不能超過(　　) A．45 B．60 C．120 D．135 解析：選C.由于細(xì)繩是對稱分開的，因而兩繩的拉力相等，為保證物體靜止不動，兩繩拉力的合力大小等于G，隨著兩繩夾角的增大，兩繩中的拉力增大，當(dāng)兩繩的夾角為120時(shí)，繩中拉力剛好等于G.故C正確，A、B、D錯誤． 5．大小分別為5 N、7 N和9 N的三個力合成，其合力F大小的范圍為(　　) A．2 N≤F≤20 N B．3 N≤F≤21 N C．0≤F≤20 N D．0≤F≤21 N 解析：選D.三個力合力的最大值為Fmax＝(5＋7＋9) N＝21 N．以5、7、9為邊能組成一個封閉的三角形，故三個力的合力最小值為0，所以合力的范圍為0≤F≤21 N. 圖3－4－9 6．(2011年寧德高一檢測)小娟、小明兩人共提一桶水勻速前行，如圖3－4－9所示，已知兩人手臂上的拉力大小相等且為F，兩人手臂間的夾角為θ，水和水桶的總重力為G，則下列說法中正確的是(　　) A．當(dāng)θ為120時(shí)，F(xiàn)＝G B．不管θ為何值，F(xiàn)＝ C．當(dāng)θ＝0時(shí)，F(xiàn)＝ D．θ越大時(shí)F越小 解析：選AC.由力的合成可知，兩分力相等時(shí)，θ＝120，F(xiàn)合＝F分＝G，θ＝0，F(xiàn)分＝F合＝，故A、C對，B錯．θ越大，在合力一定時(shí)，分力越大，故D錯． 7．如圖3－4－10所示，一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到F1、F2和摩擦力作用，木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中F1＝10 N，F(xiàn)2＝2 N．若撤去F1，則木塊在水平方向受到的合力為(　　) 圖3－4－10 A．10 N，方向向右 B．6 N，方向向右 C．2 N，方向向左 D．零 解析：選D.F1、F2同時(shí)作用時(shí)，F(xiàn)1、F2的合力為8 N，此時(shí)靜摩擦力為8 N，撤去F1后，木塊在F2作用下一定處于靜止，此時(shí)靜摩擦力為2 N，則木塊受到的合力為零，故D對． 8. 如圖3－4－11所示，表示五個共點(diǎn)力的有向線段恰分別構(gòu)成正六邊形的兩條鄰邊和三條對角線．已知F1＝10 N，這五個共點(diǎn)力的合力大小為(　　) 圖3－4－11 A．0 B． 30 N C．60 N D．90 N 解析：選C.先把F1、F4合成，則F14＝F3，再把F2、F5合成，則F25＝F3，由幾何關(guān)系可知F3＝2F1＝20 N，所以F合＝3F3＝60 N. 9．(2011年青島高一檢測)如圖3－4－12所示，水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一小滑輪B.一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量m＝10 kg的重物，∠CBA＝30，則滑輪受到繩子的作用力為(g取10 N/kg)(　　) 圖3－4－12 A．50 N B．50 N C．100 N D．100 N 解析：選C.以滑輪為研究對象，懸掛重物的繩的張力F＝mg＝100 N，故小滑輪受到繩的作用力沿BC、BD方向，大小都是100 N，從圖中看出，∠CBD＝120，∠CBE＝∠DBE，得∠CBE＝60，即△CBE是等邊三角形，故滑輪受到繩子的作用力為100 N. 二、計(jì)算題 10．如圖3－4－13所示，兩個人共同用力將一塊牌匾拉上墻頭．其中一人用了450 N的拉力，另一人用了600 N的拉力．如果這兩個人所用拉力的夾角是90，求它們的合力． 圖3－4－13 解析：如圖所示： F＝ ＝ N ＝750 N 與F1的夾角：tanφ＝＝＝ φ＝53. 答案：750 N，方向與450 N的拉力的夾角為53且向上 11. 在電線桿的兩側(cè)用鋼絲繩把它固定在地上，如圖3－4－14所示．如果鋼絲繩與地面的夾角∠A＝∠B＝60，每根鋼絲繩的拉力都是300 N，求兩根鋼絲繩作用在電線桿上的合力． 圖3－4－14 解析：先畫出力的平行四邊形，如圖所示，由于OC＝OD，得到的是菱形．連結(jié)CD，兩對角線垂直且平分，OC表示300 N，∠COO′＝30.在三角形OCO′中，OO′＝OCcos30. 在力的平行四邊形中，各線段的長表示力的大小，則有＝F1cos30，所以合力F＝2F1cos30＝2300N＝519.6 N. 答案：519.6 N　方向豎直向下 12．如圖3－4－15所示，一條小船在河中向正東方向行駛，船上掛起一風(fēng)帆，帆受側(cè)向風(fēng)作用，風(fēng)力大小F1為100 N，方向?yàn)闁|偏南30，為了使船受到的合力能恰沿正東方向，岸上一人用一根繩子拉船，繩子取向與河岸垂直，求出風(fēng)力和繩子拉力的合力大小及繩子拉力F2的大小． 圖3－4－15 解析：如圖所示，以F1、F2為鄰邊作平行四邊形，使合力F沿正東方向，則F＝F1cos30＝100 N＝ 50 N. F2＝F1sin30＝100 N＝50 N. 答案：50 N　50 N 111