遼寧省大連市高中物理 第三章 相互作用 3.4 力的合成同步測試 新人教版必修1.doc
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3.4力的合成 一.選擇題 1.已知三個共點力合力為零,則這三個力大小可能是( ) A. 7N,5N,4N B. 3N,6N,9N C. 1N,10N,10N D. 1N,6N,3N 【答案】B 【解析】 5N、15N的合力范圍為,6N不在合力范圍內(nèi),所以三個力的合力不可能為零,故A錯誤;3N、6N的合力范圍為,4N在合力范圍內(nèi),所以三個力的合力能為零,故B正確;1N、2N的合力范圍為,10N不在合力范圍內(nèi),所以三個力的合力不可能為零,故C錯誤;1N、6N的合力范圍為5N≤F≤7N,3N不在合力范圍內(nèi),所以三個力的合力不可能為零,故D錯誤. 【點睛】判斷三個力的合力能否為零,首先判斷其中兩個力的合力范圍是關(guān)鍵.兩個力的合力最小時是二力在同一條直線上且方向相反,最小合力大小是二力大小的差,方向沿著較大的力的方向;兩個力的合力最大時是二力在同一條直線上且方向相同,最大合力大小是二力的代數(shù)和,方向與原二力的方向相同. 2.有三個力,F(xiàn)1=2N,F(xiàn)2=5N,F(xiàn)3=6N,則( ) A. F1可能是F2和F3的合力 B. F2可能是F1和F3的合力 C. F3可能是F1和F2的合力 D. 上述說法都不對 【答案】ABC 【解析】 解:A、F2和F3的合力范圍是3N≤F≤13N,F(xiàn)1不在這個范圍內(nèi),所以F1不可能是F2和F3的合力,所以A錯誤; B、F1和F3的合力范圍是6N≤F≤10N,F(xiàn)2不在這個范圍內(nèi),所以F2不可能是F1和F3的合力,所以B錯誤; C、F1和F2的合力范圍是3N≤F≤7N,F(xiàn)3不在這個范圍內(nèi),所以F3不可能是F1和F3的合力,所以C錯誤,D正確. 故選D. 【點評】本題關(guān)鍵根據(jù)平行四邊形定則得出合力的范圍:|F1﹣F2|≤F≤F1+F2. 3.一根輕質(zhì)細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,兩手先并擾分別握住繩的兩端,然后緩慢地左右對稱地分開,若想繩不斷,兩繩間的夾角不能超過( ) A. 45 B. 60 C. 120 D. 135 【答案】C 【解析】 對物體受力分析,可知繩兩端的拉力的合力等于G,如圖所示,兩個力的合力不變始終為G且夾角在逐漸變大,故兩個力逐漸變大,兩側(cè)繩子力拉力F達到了最大為G,則由這兩側(cè)的力在豎直方向的分量之和等于重力G得,解得:θ=120,故C正確. 4.一個重為20N的物體置于光滑的水平面上,當用一個F=5N的力豎直向上拉該物體時,如圖所示,物體受到的合力為( ) A. 15N B. 25N C. 30N D. 0 【答案】D 【解析】 試題分析:據(jù)題,拉力為5N,小于物體的重力20N,物體仍保持靜止,根據(jù)平衡條件可知,物體受到的合力為0. 故選:D. 5.如圖,物體M在斜向下的推力F作用下,在水平面上恰好做勻速運動,則推力F和物體M受到的摩擦力的合力方向是( ) A. 豎直向下 B. 豎直向上 C. 斜向下偏左 D. 斜向下偏右 【答案】A 【解析】 試題分析:物體受重力、支持力、推力及摩擦力而處于平衡狀態(tài);由于重力和支持力均沿豎直方向,兩力的合力也一定沿豎直方向,因推力有向下的分量,故兩力的合力一定豎直向上;根據(jù)共點力的平衡條件可知,推力及摩擦力的合力應與重力與支持力的合力大小相等方向相反,故推力和物體受到摩擦力的合力方向豎直向下;故選A。 考點:物體的平衡 6.關(guān)于合力的下列說法,正確的是 ( ) A. 幾個力的合力就是這幾個力的代數(shù)和 B. 幾個力的合力一定大于這幾個力中的任何一個力 C. 幾個力的合力可能小于這幾個力中最小的力 D. 幾個力的合力可能大于這幾個力中最大的力 【答案】CD 【解析】 A、力是矢量,根據(jù)力的平行四邊形定則可知,幾個力的合力就是這幾個力的矢量和,故A錯誤; B、當兩個力方向相同時,合力等于兩分力之和,合力大于每一個分力; 當兩個分力方向相反時,合力等于兩個分力之差,合力可能小于最小分力, 由此可見:合力可能大于分力也有可能小于分力,當然也可能等于某個分力,故選項B錯誤,選項CD正確。 點睛:解此題關(guān)鍵是要理解合力的大小范圍:大于兩力之差,小于兩力之和;分析時考慮問題要全面,既要考慮到兩個力同向,也要考慮反向的情況。 7.5N和7N的兩個力的合力可能是 ( ) A. 3N B. 13N C. 2.5N D. 10N 【答案】ACD 【解析】 5N和7N的兩個力的合力范圍為2N~12N之間,選項ACD正確 8.用兩根繩子吊起—重物,使重物保持靜止,若逐漸增大兩繩之間的夾角,則兩繩對重物的拉力的合力變化情況是 ( ) A. 不變 B. 減小 C. 增大 D. 無法確定 【答案】A 【解析】 試題分析:重物受到三力平衡,此時兩繩對重物的拉力的合力等于重力;當逐漸增大兩繩之間的夾角,由于重物仍處于平衡,所以兩繩對重物的拉力的合力仍等于重力.因此拉力的合力是不變的,故選A. 考點:力的平衡 【名師點睛】將一個力分解為兩個相等的分力,夾角越大,分力越大,夾角越小,分力越小。 9.作用在同一點上的兩個力,其大小分別是6N和10N,無論兩個共點力的方向如何改變,它們的合力范圍不可能的是 ( ) A. 小于6N B. 10N C. 16N D. 18N 【答案】D 【解析】 【詳解】由于合力范圍為,即為,它們的合力范圍不可能的是18N,故ABC不符合題意,D符合題意; 故選D。 【點睛】解答本題需掌握:兩共點力合成時,當兩力同向時,合力最大,兩力反向時合力最??;合力隨著兩分力夾角的增大而減小,合力范圍為:。 10.有兩個大小相等的共點力F1和F2,當它們間的夾角為900時合力為F,則當它們間的夾角為1200時,合力的大小為 ( ) A. 2F B. F C. F D. F 【答案】B 【解析】 【詳解】力的合成如圖所示: 當夾角為時,,所以,當夾角為為時,根據(jù)平行四邊形定則,知合力與分力相等,所以,故B正確,A、C、D錯誤; 故選B。 【點睛】根據(jù)平行四邊形定則求出夾角是90時,兩個分力的大小,再根據(jù)平行四邊形定則求出夾角為120時合力的大小。 11.質(zhì)量為m的長方形木塊靜止在傾角為 的斜面上,則木塊對斜面作用力的方向是 ( ) A. 沿斜面向下 B. 垂直于斜面向下 C. 沿斜面向上 D. 豎直向下 【答案】D 【解析】 【詳解】木塊受力如圖所示: 其中斜面對木塊的作用力為支持力N和靜摩擦力f,由平衡條件知二者的合力大小為G,方向豎直向上; 由牛頓第三定律知木塊對斜面作用力的方向為:豎直向下,故D正確,A、B、C錯誤; 故選D。 12.氫氣球受風力作用,使拉它的細線與地面成夾角 ,如圖所示,在細線剪斷的瞬間,氣球所受外力的合力為( ) A. 與原來細線的拉力方向相反,大小相等 B. 沿風力方向,大小等于風力 C. 沿豎直方向向上,大小等于氣球所受的浮力 D. 與原來細線的拉力方向相反,大小等于風力與浮力的合力 【答案】A 【解析】 氣球受浮力、拉力和風力處于平衡,在細繩被割斷的瞬間,氣球所受外力的合力的大小,即為與原來繩子的拉力大小相等,而方向其方向相反,大小等于風力與浮力的合力, 故AD正確,BC錯誤;故選AD. 二.實驗題 13.大小分別為5N和8N的兩個力,它們之間的夾角可以變化,那么這兩個力的合力的最大值為______________N,最小值為_______________N。 【答案】 (1). 13; (2). 3; 【解析】 【詳解】當5N、8N的兩個力的方向相同時,合力最大,最大值等于兩個力之和,即為13N,當5N、8N的兩個力的方向相反時,合力最小,最小值等于兩個力之差,即為3N; 故答案為:13N,3N。 14.兩個共點力,它們方向相同時合力為14N,它們之間的夾角為900時,合力為10N,這兩個力的大小分別為___________N和_____________N。 【答案】 (1). 6; (2). 8; 【解析】 【詳解】力是矢量,當夾角為零時合力最大,則:; 當它們之間的夾角為時,合力為: 聯(lián)立得:; 故答案為:6N,8N 【點睛】兩力合成時,合力隨夾角的增大而減小,當夾角為零時合力最大,則:;當它們之間的夾角為900時,合力為。 15.兩個力的合力最大值是10N,最小值是2N,這兩個力的大小是______和______。 【答案】 (1). 6N; (2). 4N; 【解析】 【詳解】當兩力同向時:,當兩力反向時:,則聯(lián)立可解得:; 故答案為:6N,4N 【點睛】當兩力同向向合力最大,最大值等于兩力之和,兩力反向時合力最小,最小值等于較大的力減去較小的力,則聯(lián)立可解出兩力的值。 16.F1、F2、F3是作用在一個物體上的共點力,物體處于靜止,撤去F3后,物體所受合力的大小為______,方向是______。 【答案】 (1). ; (2). 的反方向; 【解析】 【詳解】F1、F2、F3是作用在一個物體上的共點力,物體處于靜止,則物體處于平衡狀態(tài),所受合外力為零,即F1、F2、F3的合力為零,則F1、F2的合力與F3大小相等,方向相反;現(xiàn)撤去F3,保持其他兩個力不變,則物體所受到的合力大小等于F3,方向與F3的方向相反; 故答案為:F3;與F3的方向相反。 【點睛】根據(jù)物體的受力情況,應用平衡條件與力的合成知識分析答題。 17.有三個共點力,它們的大小分別是2N,5N,8N,它們合力的最大值為______,最小值為______。 【答案】 (1). 15N; (2). 1N; 【解析】 2N、8N和5N三個力同向時合力最大,最大值為:2+8+5=15N;2N、5N合成時合力范圍為:3N≤F12≤7N,當合力為7N時,再與第三個力合成,合力最小為1N; 點睛:對于三個力合力的最大值總等于三力之和,但合力最小值不一定等于兩個較小力的和與最大力之差,要判斷三力能否平衡,如能平衡,合力的最小值為零. 18.有5個力作用于一點O,這5個力構(gòu)成一個正六邊形的兩鄰邊和三條對角線,如圖, 設F3=10N,則這5個力的合力是________ 【答案】 ; 【解析】 由圖可知,最大恒力為F3,根據(jù)平行四邊形定則,F(xiàn)1與F4的合力為F3,F(xiàn)2與F5的合力為F3,這五個力的合力為三倍的F3,所以合力的大小為60N. 19.三個共點力,F(xiàn)1=5N,F(xiàn)2=10N,F(xiàn)3=15N,θ=60,則它們的x軸分量的合力為______,y軸分量的合力為______,合力大小______,方向與x軸正方向的夾角為______。 【答案】 (1). 15N; (2). ; (3). ; (4). ; 【解析】 【詳解】合力在x軸上的分量,合力在y軸上的分量為,合力,合力方向跟x軸正方向的夾角為,則有,解得 答案: 20.一個物體放在傾角為300的光滑斜面上,斜面固定在水平面上,物體在一個水平力F的作用下處于靜止狀態(tài),若改變F的方向而不改變F的大小,使物體仍然靜止,則前后兩種情況下,斜面對物體支持力的大小之比為_____________。 【答案】2:1 【解析】 【詳解】對滑塊受力分析,受重力、支持力和推力,三力平衡,其中支持力與F的合力與重力等大、反向、共線,當F的方向發(fā)生變化時,支持力也發(fā)生變化如圖: 由于推力F和支持力的合力與重力大小相等,方向相反,由圖可知,推力F與支持力的方向之間的夾角是60,當只改變F的方向不改變F的大小,仍使木塊靜止時,其方向如圖,此時與水平方向之間的夾角也是60;解得第一種情況斜面對物體支持力的大小,解得第二種情況斜面對物體支持力的大小,前后兩種情況下,斜面對物體支持力的大小之比為。 【點睛】關(guān)鍵是明確三個共點力平衡時,任意兩個力的合力與其余一個力等值、反向、共線,然后分析推力F的方向即可。 三.計算題 21.如圖所示,六個力中相互間的夾角為60,大小如圖所示,則它們的合力大小和方向各如何? 【答案】6F,方向與5F的方向相同 【解析】 【分析】 在同一條直線的力的合力,可以直接計算得到,再根據(jù)兩個合力之間的夾角為60計算總的合力的大小。 【詳解】F與4F的合力為F1=3F,方向與4F同向; 2F與5F的合力為F2=3F,方向與5F同向; 3F與6F的合力為F3=3F,方向與6F同向, 根據(jù)平行四邊形定則,因F1與F3的合力方向與5F同向,與5F的合力,方向與5F的方向相同。 22.兩大小相等的共點力,當它們間夾角為90o時,合力為F,則當它們間夾角為120時,合力大小為多少? 【答案】F 【解析】 當它們間的夾角為時,由力的合成可知,這兩個力大小均為F,則當它們間夾角為,合力為,B對; 23.如圖所示,用兩條細繩共同懸吊一個重物,已知AB=20cm,AC=15cm,BC=25cm,兩條細繩所能承受的最大拉力AB繩是100N,AC繩是120N。若細繩不被拉斷,所懸吊的重物的最大物重是多少? 【答案】150N 【解析】 解:對小球A受力分析,受重力和兩個拉力,如圖所示: 根據(jù)平衡條件,有: FAB=0.6G FAC=0.8G 兩條細繩所能承受的最大拉力AB繩是100N,AC繩是120N,故: FAB=0.6G≤100N FAC=0.8G≤120N 解得:G≤150N 答:所懸吊的重物的最大物重是150N. 【點評】本題關(guān)鍵是明確小球的受力情況,然后平衡條件并結(jié)合合成法列式求解,三力平衡問題.- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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