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1、第四节 力的合成 对应学生用书 P41(建议用时：30 分钟) 一、选择题 1(求合力)(多选)当两共点力 F1和 F2的大小为以下哪组数据时，其合力大小 可能是 2 N( ) AF16 N，F23 N BF13 N，F23 N CF12 N，F24 N DF15 N，F21 N 答案 BC 解析 由|F1F2|FF1F2可知，B、C 正确。 2 (求分力)有两个共点力， 一个是 F140 N， 一个是 F2， 它们的合力是 F100 N，则 F2的大小可能是( ) A20 N B40 N C80 N D160 N 答案 C 解析 两个共点力的合力大小的取值范围是|F1F2|FF1F2。根据以
2、上关 系，可以求得 F2大小的取值范围是 60 NF2140 N。故 C 正确。 3(求合力)某物体在 n 个共点力的作用下处于静止状态，若把其中一个力 F1 的方向沿顺时针方向转过 90，而保持其大小不变，其余力保持不变，则此时物体 所受的合力大小为( ) AF1 B.F1 C2F1 D02 答案 B 解析 物体受 n 个力处于静止状态， 则其中(n1)个力的合力一定与剩余的那 个力等大反向， 故除 F1以外的其他各力的合力大小等于 F1， 方向与 F1的方向相反， 故当 F1转过 90后，物体受到的合力大小应为F1，B 正确。2 4(求合力)如图所示，质量为 6 kg 的物体在水平向右、大
3、小为 20 N 的推力 F 的作用下向右运动，物体与地面之间的动摩擦因数为 0.2，则物体所受的合力为 ( ) A20 N，水平向右 B12 N，水平向左 C32 N，水平向右 D8 N，水平向右 答案 D 解析 先对物体进行受力分析，物体受重力、支持力、滑动摩擦力、水平推 力四个力的作用，其中重力、支持力大小相等，方向相反，作用效果相互抵消， 所以物体所受合力即为滑动摩擦力与水平推力的合力。 滑动摩擦力 fFNmg 12 N，水平向左，故合力 F合Ff8 N，方向与 F 方向相同，即水平向右。故 D 正确。 5(合力分力关系)一根轻质细绳能承受的最大拉力为 G，现把一重力为 G 的 物体系在
4、绳的中点，两手先并拢分别握住绳的两端提物体，然后缓慢并左右对称 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 取物体为研究对象，它共受三个力作用，其中两绳拉力的合力必竖直 向上，且大小等于重力 G。由合力与分力的关系可知，当细绳拉力为 G 时，两绳 间的夹角最大，此时合力与两分力大小相等，则两绳间夹角为 120。故 C 正确。 6(求合力)某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四 种情况中(坐标纸中每格边长表示 1 N 的大小的力)，该物体所受的合外力大小正确 的是( ) A甲图中物体所受的合外力大小等于 4 N B乙图中物
5、体所受的合外力大小等于 2 N C丙图中物体所受的合外力大小等于 0 D丁图中物体所受的合外力大小等于 0 答案 D 解析 用作图法可得甲图中合力等于 5 N，乙图中合力等于 5 N，丙图中合力 等于 6 N，丁图中合力等于 0，故 D 正确。 7(合力分力关系)如图所示的水平面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根 弹簧，连接点 P 在 F1、F2和 F3三力作用下保持静止，下列判断正确的是( ) AF1F2F3 BF3F1F2 CF2F3F1 DF3F2F1 答案 B 解析 由连接点 P 在三个力作用下静止知，三个力的合力为零，即 F1、F2二 力的合力 F3与 F3等大反向。三力构成的平行四
6、边形如图所示，由数学知识可知 F3F1F2，B 正确。 8(合力分力关系)一运动员双手对称地握住单杠，使身体悬空。设每只手臂 所受的拉力都是 T，它们的合力是 F，若两臂之间的夹角增大，则( ) AT 和 F 都增大 BT 和 F 都减小 CT 增大，F 不变 DT 不变，F 增大 答案 C 解析 以运动员为研究对象，两臂所受拉力的合力 F 的大小和重力的大小相 等，当两臂之间的夹角增大时，合力 F 不变，T 增大。故 C 正确。 9(合力分力关系)(多选)在研究共点力合成实验中，得到如图所示的合力与两 力夹角 的关系曲线，关于合力 F 的范围及两个分力的大小，下列说法中正确的 是( ) A2
7、 NF14 N B2 NF10 N C两力大小分别为 2 N、8 N D两力大小分别为 6 N、8 N 答案 AD 解析 由图象得 ： 时， 两分力 F1、 F2垂直， 合力为 10 N， 即10； 1 2 F2 1F2 2 时，两分力方向相反，即两分力相减，|F1F2|2，联立解得 ： F18 N，F26 N，合力的范围 F1F2FF1F2，即 2 NF14 N。故 A、D 正确，B、C 错误。 10(实验误差)(多选)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，下列哪些方 法可减小实验误差( ) A两个分力 F1、F2间的夹角要尽量大些 B两个分力 F1、F2的大小要尽量大些 C拉橡皮条的细绳要
8、稍长一些 D描点作图时的铅笔尖一些，并使图尽量大些 答案 BCD 解析 作图时比例大些，使弹簧测力计的示数大些，可以减小相对误差，B 正 确；使拉橡皮条的细绳长些，可使记录绳的方向时，确定的点与结点 O 距离大些， 减小连线时的相对误差，C 正确 ； 使铅笔尖一些，作图大一些，可使作图产生的误 差减小，D 正确。因此 B、C、D 所说的要求都能起到减小实验误差的作用。在实 验中， 两个分力 F1、 F2的夹角 太大， 用平行四边形作图得到的合力 F 的误差较大， 所以在实验中不要把 角取得太大，A 错误。 11(合力分力关系)(多选)如图所示是骨折病人的牵引装置示意图，绳的一端 固定，绕过定滑
9、轮和动滑轮后挂着一个重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的 脚， 整个装置在同一竖直平面内。 为了使脚所受的拉力增大， 可采取的方法是( ) A只增加绳的长度 B只增加重物的质量 C只将病人的脚向左移动 D只将两定滑轮的间距变大 答案 BC 解析 脚受到的拉力等于两侧绳拉力的合力， 只增加绳的长度， 绳的拉力和 角均不变，所以脚受到的拉力不变，A 错误；只增加重物的质量，绳的拉力增大， 所以合力增大，B 正确；只将病人的脚向左移动， 角减小，合力将增大，C 正确； 只将两定滑轮间距变大， 角变大，合力将减小，D 错误。 二、非选择题(按照题目要求作答，计算题须写出必要的文字说明、方程式和 重要的
10、演算步骤，有数值计算的题注明单位) 12(实验综合)某同学在学完“力的合成”后，想在家里做实验验证力的平行 四边形定则。他从学校的实验室里借来两个弹簧测力计，按如下步骤进行实验。 A在墙上贴一张白纸用来记录弹簧测力计弹力的大小和方向 B在一个弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯，记下静止时弹簧测力计的 读数 F C将一根大约 30 cm 长的细线从杯带中穿过，再将细线两端分别拴在两个弹 簧测力计的挂钩上。在靠近白纸处用手对称地拉开细线，使两个弹簧测力计的示 数相等，在白纸上记下细线的方向，弹簧测力计的示数如图甲所示 D在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示，如图乙所示，根 据力的平行四
11、边形定则可求出这两个力的合力 F (1)在步骤 C 中，弹簧测力计的读数为_ N。 (2)在步骤 D 中，合力 F_ N。 (3)若_，就可以验证力的平行四边形定则。 答案 (1)3.00 (2)5.20.2 (3)F在竖直方向且数值与 F 近似相等 解析 (1)弹簧测力计读数时需要估读，最终的读数要以保留几位小数的形式 给出，根据图甲弹簧测力计指针的位置，可读出力的大小为 3.00 N。 (2)根据力的大小可以用线段的长度来表示，利用刻度尺和三角板在图上由已 知的两个力作出平行四边形，如图所示，测量出平行四边形对角线的长度，与标 度 1 N 的长度进行比较，可求出 F的大小为(5.20.2)
12、 N。 (3)若 F在竖直方向且数值与 F 近似相等，则在实验误差允许的范围内可以 验证力的平行四边形定则。 13. (综合)如图所示，在水平地面上放一质量为 1.0 kg 的木块，木块与地面间的动 摩擦因数为 0.6， 在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力 F1、 F2， 已知 F1 3.0 N，F24.0 N，g 取 10 N/kg，则木块受到的摩擦力为多大？若将 F2顺时针旋 转 90，此时木块在水平方向上受到的合力为多大？(假设最大静摩擦力等于滑动 摩擦力) 答案 5.0 N 1.0 N 解析 由平行四边形定则可知，图中 F1和 F2的合力 F5.0 N。木F2 1F2 2 块
13、受到的最大静摩擦 力大小为 FmaxFNmg6.0 N。由于 F6.0 N。此时木块运动，受滑动摩擦 力作用，因此木块在水平方向上受到的合力为 1.0 N。 14(合力分力计算)如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一 风帆，帆受侧向风作用，风力大小 F1为 100 N，方向为东偏南 30，为了使船受到 的合力能恰沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直，求出 风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力 F2的大小。 答案 50 N 50 N3 解析 如图所示，以 F1、F2为邻边作平行四边形，使合力 F 沿正东方向，则 FF1cos 30100 N50 N， 3 2 3 F2F1sin 30100 N50 N。 1 2