高中物理 第4章 怎樣求合力與分力 4_1 怎樣求合力學(xué)業(yè)分層測評(píng) 滬科版必修1

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4.1 怎樣求合力 (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．(多選)下列物理量在運(yùn)算時(shí)遵循平行四邊形定則的有(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370177】 A．時(shí)間　 B．位移 C．速度 D．加速度 【解析】　矢量運(yùn)算時(shí)遵循平行四邊形定則，標(biāo)量運(yùn)算時(shí)不遵循，上述幾個(gè)物理量中只有時(shí)間是標(biāo)量，故A項(xiàng)不符合題意． 【答案】　BCD 2．(2016上海理工大學(xué)附中高一期末)兩個(gè)力F1和F2間的夾角為θ，兩個(gè)力的合力為F.以下說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370178】 A．若F1和F2大小不變，θ角越小，合力F就越小 B．合力F總比分力中的任何一個(gè)力都大 C．如果夾角θ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(gè)力都小 【解析】　若F1和F2大小不變，θ角越小，合力F越大，故A錯(cuò)誤；由力的合成方法可知，兩力合力的范圍|F1－F2|≤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，還可能與兩個(gè)分力都相等，故B錯(cuò)誤；如果夾角不變，F(xiàn)1大小不變，當(dāng)F2增大時(shí)，如果夾角θ的范圍為：0<θ<90，根據(jù)平行四邊形定則作圖，如圖： 從圖中可以看出，合力一定增大： 如果夾角θ的范圍為：90<θ<180，根據(jù)平行四邊形定則作圖，如圖 從圖中可以看出，合力先減小后增加，存在相等的可能，故C錯(cuò)誤；二力平衡時(shí)，合力為零，此時(shí)合力F比分力中的任何一個(gè)力都小，故D正確． 【答案】　D 3．(2016西城區(qū)高一檢測)如圖419所示，三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2與F3作用在同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上，其中F1與F2共線且反向，F(xiàn)2與F3垂直，F(xiàn)1＝6 N，F(xiàn)2＝2 N，F(xiàn)3＝3 N．則質(zhì)點(diǎn)所受的合力為(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370179】 圖419 A．7 N B．11 N C．1 N D．5 N 【解析】　F1與F2的合力F為4 N，方向沿F1方向，F(xiàn)與F3的合力F′＝＝5 N，D對(duì)． 【答案】　D 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(duì)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】　由于細(xì)繩是對(duì)稱分開的，因而兩繩的拉力大小相等且與豎直方向的夾角相等，為保證物體靜止不動(dòng)，兩繩拉力的合力大小等于G，隨著兩繩夾角的增大，繩中的拉力增大，當(dāng)兩繩間的夾角為120時(shí)，繩中拉力剛好等于G.故C正確，A、B、D錯(cuò)誤． 【答案】　C 5．如圖所示，大小分別為F1、F2、F3的三個(gè)力恰好圍成一個(gè)閉合的三角形，且三個(gè)力的大小關(guān)系是F1＜F2＜F3，則下列四個(gè)選項(xiàng)中，這三個(gè)力的合力最大的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370180】 A　　　　　　　B　　　　　　CD 【解析】　根據(jù)平行四邊形定則可知，A項(xiàng)中三個(gè)力的合力為2F1，B項(xiàng)中三個(gè)力的合力為0，C項(xiàng)中三個(gè)力的合力為2F3，D項(xiàng)中三個(gè)力的合力為2F2，由于三個(gè)力的大小關(guān)系是F1＜F2＜F3，所以C項(xiàng)合力最大．故C正確． 【答案】　C 6．(2016鹽城高一檢測)某物體在四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，若F4的方向沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過60角，但其大小保持不變，其余三個(gè)力的大小和方向均保持不變，此時(shí)物體受到的合力的大小為(　　) A．0　　　B.F4　　　C．F4　　　D．2F4 【解析】　將力F4旋轉(zhuǎn)60角之后，其余三個(gè)力的合力未變，大小仍為F4，方向與原F4方向相反，故此時(shí)力F4與其余三個(gè)力的合力的夾角為120，根據(jù)平行四邊形定則可知總合力大小為F4，C正確． 【答案】　C 7．有三個(gè)力，一個(gè)力是12 N，一個(gè)力是6 N，一個(gè)力是7 N，則關(guān)于這三個(gè)力的合力，下列說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370181】 A．合力的最小值為1 N B．合力的最小值為0 C．合力不可能為20 N D．合力可能為30 N 【解析】　三個(gè)力方向相同時(shí)合力最大Fmax＝25 N，6 N、7 N兩力的合力范圍1 N≤F合≤13 N，當(dāng)合力F合＝12 N，且方向與第三個(gè)力相反時(shí)，三力的總合力為零，即三力的總合力范圍是0≤F總≤25 N，所以A、C、D錯(cuò)，B對(duì)． 【答案】　B 8．如圖4110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. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370182】 圖4110 【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＝F1cos 30＝100＝50 N F2＝F1sin 30＝100＝50 N. 【答案】　50 N　50 N [能力提升] 9．(多選)互成90角的兩個(gè)共點(diǎn)力F1和F2大小不同，它們的合力大小為F，保持F1和F2方向不變的情況下(　　) A．F1、F2同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一培 B．F1、F2同時(shí)增加5 N，F(xiàn)也增加5 N C．F1增加5 N，F(xiàn)2減少5 N，F(xiàn)一定不變 D．F1、F2中的一個(gè)減小，F(xiàn)不一定減小 【解析】　F＝，當(dāng)F1、F2同時(shí)增大一倍時(shí)，F(xiàn)合＝＝2＝2F，選項(xiàng)A正確；當(dāng)F1、F2同時(shí)增加5 N時(shí)，F(xiàn)合′＝≠F＋5 N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)F1增加5 N，F(xiàn)2減少5 N時(shí)，F(xiàn)合″＝＝F不一定成立，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；F1、F2中的一個(gè)減小，F(xiàn)一定減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　A 10．如圖4111所示，AB是半圓的直徑，O為圓心，P點(diǎn)是圓上的一點(diǎn)，在P點(diǎn)作用了三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3.若F2的大小已知，則這三個(gè)力的合力為(　　) 圖4111 A．F2 B．2F2 C．3F2 D．4F2 【解析】　由幾何知識(shí)知，力F1與F3垂直，以F1、F3為鄰邊作平行四邊形，如圖所示，則F1、F3的合力為PC代表的線段，由于＝2，即PC代表的力等于2F2，故三個(gè)力的合力為3F2，C正確． 【答案】　C 11．將橡皮筋的一端固定在A點(diǎn)，另一端拴上兩根細(xì)繩，每根細(xì)繩分別連著一個(gè)量程為5 N、分度值為0.1 N的彈簧測力計(jì)，沿著兩個(gè)不同的方向拉彈簧測力計(jì)．當(dāng)橡皮筋的活動(dòng)端拉到O點(diǎn)時(shí)，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖4112所示．這時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)可從圖中讀出. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：69370184】 圖4112 (1)由圖可讀得兩個(gè)相互垂直的拉力的大小分別為 N和 N(只需讀到0.1 N)． (2)在方格紙(如圖4113)上按作圖法的要求畫出這兩個(gè)力及它們的合力． 圖4113 【解析】　(1)彈簧測力計(jì)的分度值為0.1 N，因此，豎直向下彈簧測力計(jì)讀數(shù)為2.5 N，水平向右的彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為4.0 N. (2)選方格紙中一個(gè)小方格的邊長表示0.5 N，求出的合力如圖所示． 【答案】　見解析 12．如圖4114所示，在水平地面上放一質(zhì)量為1.0 kg的木塊，木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6，在水平方向上對(duì)木塊同時(shí)施加相互垂直的兩個(gè)拉力F1、F2，已知F1＝3.0 N，F(xiàn)2＝4.0 N，g取10 m/s2，則木塊受到的摩擦力為多少？若將F2順時(shí)針轉(zhuǎn)90，此時(shí)木塊在水平方向上受的合力大小為多少？ 圖4114 【解析】　由平行四邊形定則可知，圖中F1與F2的合力F＝＝5.0 N．若木塊滑動(dòng)時(shí)，木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為F′＝μN(yùn)＝μmg＝6.0 N．由于F6.0 N．此時(shí)木塊運(yùn)動(dòng)受滑動(dòng)摩擦力作用，木塊受的合力為1.0 N. 【答案】　5.0 N　1.0 N