辽宁省大连市高中物理 第三章 相互作用 3.4 力的合成同步测试 新人教版必修1.doc

3.4力的合成一选择题1.已知三个共点力合力为零，则这三个力大小可能是（ ）A. 7N，5N，4NB. 3N，6N，9NC. 1N，10N，10ND. 1N，6N，3N【答案】B【解析】5N、15N的合力范围为，6N不在合力范围内，所以三个力的合力不可能为零，故A错误；3N、6N的合力范围为，4N在合力范围内，所以三个力的合力能为零，故B正确；1N、2N的合力范围为，10N不在合力范围内，所以三个力的合力不可能为零，故C错误；1N、6N的合力范围为5NF7N，3N不在合力范围内，所以三个力的合力不可能为零，故D错误【点睛】判断三个力的合力能否为零，首先判断其中两个力的合力范围是关键两个力的合力最小时是二力在同一条直线上且方向相反，最小合力大小是二力大小的差，方向沿着较大的力的方向；两个力的合力最大时是二力在同一条直线上且方向相同，最大合力大小是二力的代数和，方向与原二力的方向相同2.有三个力，F12N，F25N，F36N，则（ ）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. 上述说法都不对【答案】ABC【解析】解：A、F2和F3的合力范围是3NF13N，F1不在这个范围内，所以F1不可能是F2和F3的合力，所以A错误；B、F1和F3的合力范围是6NF10N，F2不在这个范围内，所以F2不可能是F1和F3的合力，所以B错误；C、F1和F2的合力范围是3NF7N，F3不在这个范围内，所以F3不可能是F1和F3的合力，所以C错误，D正确故选D【点评】本题关键根据平行四边形定则得出合力的范围：|F1F2|FF1+F23.一根轻质细绳能承受的最大拉力是G，现把一重为G的物体系在绳的中点，两手先并扰分别握住绳的两端，然后缓慢地左右对称地分开，若想绳不断，两绳间的夹角不能超过（ ）A. 45B. 60C. 120D. 135【答案】C【解析】对物体受力分析，可知绳两端的拉力的合力等于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，两侧绳子力拉力F达到了最大为G，则由这两侧的力在竖直方向的分量之和等于重力G得，解得：=120，故C正确4.一个重为20N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F=5N的力竖直向上拉该物体时，如图所示，物体受到的合力为（ ）A. 15NB. 25NC. 30ND. 0【答案】D【解析】试题分析：据题，拉力为5N，小于物体的重力20N，物体仍保持静止，根据平衡条件可知，物体受到的合力为0故选：D.5.如图，物体M在斜向下的推力F作用下，在水平面上恰好做匀速运动，则推力F和物体M受到的摩擦力的合力方向是（ ）A. 竖直向下B. 竖直向上C. 斜向下偏左D. 斜向下偏右【答案】A【解析】试题分析：物体受重力、支持力、推力及摩擦力而处于平衡状态；由于重力和支持力均沿竖直方向，两力的合力也一定沿竖直方向，因推力有向下的分量，故两力的合力一定竖直向上；根据共点力的平衡条件可知，推力及摩擦力的合力应与重力与支持力的合力大小相等方向相反，故推力和物体受到摩擦力的合力方向竖直向下；故选A。考点：物体的平衡6.关于合力的下列说法，正确的是 ( )A. 几个力的合力就是这几个力的代数和B. 几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力C. 几个力的合力可能小于这几个力中最小的力D. 几个力的合力可能大于这几个力中最大的力【答案】CD【解析】A、力是矢量，根据力的平行四边形定则可知，几个力的合力就是这几个力的矢量和，故A错误；B、当两个力方向相同时，合力等于两分力之和，合力大于每一个分力；当两个分力方向相反时，合力等于两个分力之差，合力可能小于最小分力，由此可见：合力可能大于分力也有可能小于分力，当然也可能等于某个分力，故选项B错误，选项CD正确。点睛：解此题关键是要理解合力的大小范围：大于两力之差，小于两力之和；分析时考虑问题要全面，既要考虑到两个力同向，也要考虑反向的情况。7.5N和7N的两个力的合力可能是 ( )A. 3NB. 13NC. 2.5ND. 10N【答案】ACD【解析】5N和7N的两个力的合力范围为2N12N之间，选项ACD正确8.用两根绳子吊起重物，使重物保持静止，若逐渐增大两绳之间的夹角，则两绳对重物的拉力的合力变化情况是( )A. 不变B. 减小C. 增大D. 无法确定【答案】A【解析】试题分析：重物受到三力平衡，此时两绳对重物的拉力的合力等于重力；当逐渐增大两绳之间的夹角，由于重物仍处于平衡，所以两绳对重物的拉力的合力仍等于重力因此拉力的合力是不变的，故选A考点：力的平衡【名师点睛】将一个力分解为两个相等的分力，夹角越大，分力越大，夹角越小，分力越小。9.作用在同一点上的两个力，其大小分别是6N和10N，无论两个共点力的方向如何改变，它们的合力范围不可能的是 （ ）A. 小于6NB. 10NC. 16ND. 18N【答案】D【解析】【详解】由于合力范围为，即为，它们的合力范围不可能的是18N，故ABC不符合题意，D符合题意；故选D。【点睛】解答本题需掌握：两共点力合成时，当两力同向时，合力最大，两力反向时合力最小；合力随着两分力夹角的增大而减小，合力范围为：。10.有两个大小相等的共点力F1和F2，当它们间的夹角为900时合力为F，则当它们间的夹角为1200时，合力的大小为 （ ）A. 2FB. FC. FD. F【答案】B【解析】【详解】力的合成如图所示：当夹角为时，所以，当夹角为为时，根据平行四边形定则，知合力与分力相等，所以，故B正确，A、C、D错误；故选B。【点睛】根据平行四边形定则求出夹角是90时，两个分力的大小，再根据平行四边形定则求出夹角为120时合力的大小。11.质量为m的长方形木块静止在倾角为 的斜面上，则木块对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. 竖直向下【答案】D【解析】【详解】木块受力如图所示：其中斜面对木块的作用力为支持力N和静摩擦力f，由平衡条件知二者的合力大小为G，方向竖直向上；由牛顿第三定律知木块对斜面作用力的方向为：竖直向下，故D正确，A、B、C错误；故选D。12.氢气球受风力作用，使拉它的细线与地面成夹角 ，如图所示，在细线剪断的瞬间，气球所受外力的合力为（ ）A. 与原来细线的拉力方向相反，大小相等B. 沿风力方向，大小等于风力C. 沿竖直方向向上，大小等于气球所受的浮力D. 与原来细线的拉力方向相反，大小等于风力与浮力的合力【答案】A【解析】气球受浮力、拉力和风力处于平衡，在细绳被割断的瞬间，气球所受外力的合力的大小，即为与原来绳子的拉力大小相等，而方向其方向相反，大小等于风力与浮力的合力, 故AD正确，BC错误；故选AD.二实验题 13.大小分别为5N和8N的两个力，它们之间的夹角可以变化，那么这两个力的合力的最大值为_N，最小值为_N。【答案】 (1). 13; (2). 3;【解析】【详解】当5N、8N的两个力的方向相同时，合力最大，最大值等于两个力之和，即为13N，当5N、8N的两个力的方向相反时，合力最小，最小值等于两个力之差，即为3N；故答案为：13N，3N。14.两个共点力，它们方向相同时合力为14N，它们之间的夹角为900时，合力为10N，这两个力的大小分别为_N和_N。【答案】 (1). 6； (2). 8；【解析】【详解】力是矢量，当夹角为零时合力最大，则：；当它们之间的夹角为时，合力为：联立得：；故答案为：6N，8N【点睛】两力合成时，合力随夹角的增大而减小，当夹角为零时合力最大，则：；当它们之间的夹角为900时，合力为。15.两个力的合力最大值是10N，最小值是2N，这两个力的大小是_和_。【答案】 (1). 6N； (2). 4N；【解析】【详解】当两力同向时：，当两力反向时：，则联立可解得：；故答案为：6N，4N【点睛】当两力同向向合力最大，最大值等于两力之和，两力反向时合力最小，最小值等于较大的力减去较小的力，则联立可解出两力的值。16.F1、F2、F3是作用在一个物体上的共点力，物体处于静止，撤去F3后，物体所受合力的大小为_，方向是_。【答案】 (1). ； (2). 的反方向；【解析】【详解】F1、F2、F3是作用在一个物体上的共点力,物体处于静止，则物体处于平衡状态，所受合外力为零，即F1、F2、F3的合力为零，则F1、F2的合力与F3大小相等，方向相反；现撤去F3，保持其他两个力不变，则物体所受到的合力大小等于F3，方向与F3的方向相反；故答案为：F3；与F3的方向相反。【点睛】根据物体的受力情况，应用平衡条件与力的合成知识分析答题。17.有三个共点力，它们的大小分别是2N，5N，8N，它们合力的最大值为_，最小值为_。【答案】 (1). 15N； (2). 1N；【解析】2N、8N和5N三个力同向时合力最大，最大值为：2+8+5=15N；2N、5N合成时合力范围为：3NF127N，当合力为7N时，再与第三个力合成，合力最小为1N；点睛：对于三个力合力的最大值总等于三力之和，但合力最小值不一定等于两个较小力的和与最大力之差，要判断三力能否平衡，如能平衡，合力的最小值为零18.有5个力作用于一点O，这5个力构成一个正六边形的两邻边和三条对角线，如图，设F3=10N，则这5个力的合力是_【答案】 ；【解析】由图可知，最大恒力为F3，根据平行四边形定则，F1与F4的合力为F3，F2与F5的合力为F3，这五个力的合力为三倍的F3，所以合力的大小为60N19.三个共点力，F1=5N，F210N，F315N，=60，则它们的x轴分量的合力为_，y轴分量的合力为_，合力大小_，方向与x轴正方向的夹角为_。【答案】 (1). 15N； (2). ； (3). ； (4). ；【解析】【详解】合力在x轴上的分量，合力在y轴上的分量为，合力，合力方向跟x轴正方向的夹角为，则有，解得答案：20.一个物体放在倾角为300的光滑斜面上，斜面固定在水平面上，物体在一个水平力F的作用下处于静止状态，若改变F的方向而不改变F的大小，使物体仍然静止，则前后两种情况下，斜面对物体支持力的大小之比为_。【答案】2:1【解析】【详解】对滑块受力分析，受重力、支持力和推力，三力平衡，其中支持力与F的合力与重力等大、反向、共线，当F的方向发生变化时，支持力也发生变化如图：由于推力F和支持力的合力与重力大小相等，方向相反，由图可知，推力F与支持力的方向之间的夹角是60，当只改变F的方向不改变F的大小，仍使木块静止时，其方向如图，此时与水平方向之间的夹角也是60；解得第一种情况斜面对物体支持力的大小，解得第二种情况斜面对物体支持力的大小，前后两种情况下，斜面对物体支持力的大小之比为。【点睛】关键是明确三个共点力平衡时，任意两个力的合力与其余一个力等值、反向、共线，然后分析推力F的方向即可。三计算题 21.如图所示，六个力中相互间的夹角为60，大小如图所示，则它们的合力大小和方向各如何？【答案】6F，方向与5F的方向相同【解析】【分析】在同一条直线的力的合力，可以直接计算得到，再根据两个合力之间的夹角为60计算总的合力的大小。【详解】F与4F的合力为F1=3F，方向与4F同向；2F与5F的合力为F2=3F，方向与5F同向；3F与6F的合力为F3=3F，方向与6F同向，根据平行四边形定则，因F1与F3的合力方向与5F同向，与5F的合力，方向与5F的方向相同。22.两大小相等的共点力，当它们间夹角为90o时，合力为F，则当它们间夹角为120时，合力大小为多少？【答案】F【解析】当它们间的夹角为时，由力的合成可知，这两个力大小均为F，则当它们间夹角为，合力为，B对；23.如图所示，用两条细绳共同悬吊一个重物，已知AB20cm，AC15cm，BC25cm，两条细绳所能承受的最大拉力AB绳是100N，AC绳是120N。若细绳不被拉断，所悬吊的重物的最大物重是多少？【答案】150N【解析】解：对小球A受力分析，受重力和两个拉力，如图所示：根据平衡条件，有：FAB=0.6GFAC=0.8G两条细绳所能承受的最大拉力AB绳是100N，AC绳是120N，故：FAB=0.6G100NFAC=0.8G120N解得：G150N答：所悬吊的重物的最大物重是150N【点评】本题关键是明确小球的受力情况，然后平衡条件并结合合成法列式求解，三力平衡问题