2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册 4.1科学探究：力的合成 课时练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第一册
4.1科学探究：力的合成 课时练（解析版）
1．作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是5N，另一个力的大小是7N，它们合力的大小可能是（　　）
A．1N B．5N C．14N D．35N
2．在“探究求合力的方法”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，用两个弹簧秤分别勾住细绳套，并互成角度地拉橡皮条，在此过程中必须注意（　　）
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．在实验中，两个弹簧秤的夹角应该越大越好
3．两个共点力的大小分别为2 N和9 N，它们的合力大小可能等于(　　)
A．1 N B．3 N C．7 N D．13N
4．如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为1.5L（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（　　）
A． B． C．kL D．2kL
5．学校运动会期间，高三年级的张某、王某、李某、赵某四位同学躲在教室内玩牌，被巡查的物理老师抓到。由于前几天他们刚刚复习了力的合成的内容，该老师要求这几位同学从手上的牌中抽出三张，以牌上的数字作为力的大小，如果合力能为零的就可以免受处罚，则不能幸免的是（　　）
A．张某 3 4 8 B．王某 2 4 6 C．李某 3 4 5 D．赵某 5 5 5
6．嫦娥五号登陆月球时，从距月面几十千米到几百米的过程中沿图中虚线做匀减速直线运动，这就需要调整发动机的喷气方向，下列四种喷气方向可能使嫦娥五号实现上述运动的是（　　）
A． B．C．D．
7．物体受到大小分别为5N和10N两个外力作用，其合力大小可能为（　　）
A．0N B．2N C．10N D．50N
8．如图，两个力F1、F2大小恒定，当图中夹角θ从120°逐渐减小到60°的过程中，合力（　　）
A．逐渐减小 B．逐渐增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
9．两个大小均为的共点力，它们的合力大小范围为，则二者的夹角可能是（　　）
A．90° B．130° C．150° D．180°
10．如图所示，F1、F2为有一定夹角的两个力，L为过O点的一条直线，当L取什么方向时，F1、F2在L上的分力之和最大（　　）
A．F1、F2合力的方向 B．F1、F2中较大力的方向
C．F1、F2中较小力的方向 D．任意方向均可
11．一个竖直向下的180N的力分解为两个分力，一个分力在水平方向上并且大小为240N，则另一个分力的大小为（　　）
A．60N B．240N C．300N D．420N
12．小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是（　　）
A．当θ为120°时，F=G B．不管θ为何值，均有
C．当θ=0时， D．θ越大时，F越小
13．如图所示为两个大小不变、夹角θ变化的力的合力的大小F与θ角之间的关系图像（0≤θ≤360°），下列说法中错误的是（　　）
A．合力大小的变化范围是0≤F≤10 N B．合力大小的变化范围是2 N≤F≤14 N
C．这两个分力的大小分别为6 N和8 N D．这两个分力的大小分别为2 N和8 N
14．关于两个大小不变的力F1、F2及它们的合力F，下列说法中正确的是(　　)
A．合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同
B．两力F1、F2一定是同一个物体受到的力
C．两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力
D．F大小随F1、F2间夹角的增大而增大
15．大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F，则有(　　)
A．合力F一定大于任一个分力
B．合力F的大小既可能等于F1，也可能等于F2
C．合力有可能小于任一个分力
D．在0至180°的范围内，合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小
16．在“探究求合力的方法”实验中，下列做法正确的是（　　）
A．实验前应将两弹簧测力计调零
B．实验过程中，弹簧测力计外壳不能与木板有接触
C．在合力不超过测力计量程及橡皮筋弹性限度的前提下，拉力的数值应尽量大些
D．本实验应作出力的示意图来探究合力与分力的关系
17．（1）图为“探究两个互成角度力的合成规律”的实验装置示意图，橡皮条的一端固定在木板上A位置，另一端系有轻质小圆环：轻质细绳OB和OC一端系在小圆环上，另一端分别系在弹簧测力计的挂钩上。现用弹簧测力计通过细绳拉动小圆环，使橡皮条沿平行木板平面伸长至O位置。对于上述实验过程，下列说法中正确的是（______）
A．只需要记录弹簧测力计的示数
B．OB和OC绳拉力的方向应与木板平面平行
C．只需要记录OB和OC绳的长度和弹簧测力计拉力方向
D．需要记录两个弹簧测力计的示数和拉力方向
E.OB和OC两绳之间的夹角越大越好
F.OB和OC两绳之间的夹角越小越好
（2）该实验中某同学在坐标纸上画出了如图所示的两个已知力F1和F2，图中小正方形的边长表示1N，两力的合力用F表示，F1、F2与F的夹角分别为θ1和θ2，下列说法正确的是（______）
A．F1=2N B．F=6N
C．θ1=45° D．θ1<θ2
18．在“验证力的平行四边形定则” 实验中，用到的实验器材有：带钉子的木板、白纸、图钉、弹簧测力计2个，带2个细绳套的橡皮条、刻度尺等，实验情形如图甲所示。
（1）关于实验的操作过程，小南提出如下观点，其中正确的是________。
A．用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，细绳套夹角越大越好
B．拉细绳套时，应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上
C．用一个弹簧测力计拉橡皮条时，只需让橡皮条的伸长量与两个弹簧拉时橡皮条的伸长量相同，结点O的位置可以不同
D．细绳套也可以用细橡皮筋替代，用来确定拉力的方向
（2）某次实验中，用两个弹簧测力计将橡皮条结点拉至O点，弹簧测力计a、b的读数分别为Fa=3.30N，Fb=2.80N，同时标记了这两个力的方向，如图乙所示，通过作图求得合力的大小为__________N（保留两位有效数字）。
（3）若保持弹簧测力计a的拉力Fa方向不变，并适当减小Fa的大小，为保证结点的位置不变且两细绳的夹角始终小于90°，弹簧测力计b的拉力应________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
19．在“探究求合力的方法”的实验中，某同学的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，为橡皮筋与细绳的结点，和为细绳，图乙是在白纸上。
(1). 其主要实验步骤如下，存在问题的步骤是__________
A．将图钉、白纸固定在木板上，把系好细绳套的橡皮筋挂在图钉上
B．用两个弹簧测力计互成角度的拉伸橡皮筋，记录此时两个测力计的读数、
C．用一个弹簧测力计拉伸橡皮筋，并记录此测力计的读数及其方向
D．在白纸上作出三个力的图示，并探究它们的关系
(2). 该同学在做“探究求合力的方法”的实验采取了下面哪种常用的研究方法__________
A．控制变量法 B．等效替代法
C．小量放大法 D．建立理想模型法
(3). 图甲中弹簧测力计的读数是__________。
(4). 关于本实验，下列说法正确的是___________
A．两细绳必须等长
B．弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行
C．两次拉伸橡皮筋，只要使橡皮筋伸长到相同长度即可
D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些
(5). 图甲中，当保持与相连的弹簧测力计的示数不变（），而在角逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在点，可以__________
A．增大与相连的弹簧测力计示数，减小角度
B．减小与相连的弹簧测力计示数，增大角度
C．减小与相连的弹簧测力计示数，先增大角度，后减小角度
D．增大与相连的弹簧测力计示数，先减小角度，后增大角度
参考答案
1．B
【详解】
5N和7N的两个力的合力范围是2N~12N，则它们的合力可能为5N。
故选B。
2．C
【详解】
A．两细绳可以不等长，因为绳子的长短不影响力的大小和方向的表示，故A错误；
B．两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细线的夹角平分线上，故B错误；
C．在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行，否则会影响力的大小，故C正确；
D．实验中当用两只弹簧秤拉橡皮条是时，两只弹簧秤的夹角大小要适当，在作图时有利于减小误差即可，并非越大越好，D错误；
故选C。
3．C
【详解】
2 N和9 N的力的合力范围是7N~11N，则选项C正确，ABD错误。
故选C。
4．B
【详解】
根据胡克定律知，每根橡皮条的弹力
设此时两根橡皮条与合力的夹角为θ，根据几何关系知
根据平行四边形定则知，弹丸被发射过程中所受的最大弹力
故选B。
5．A
【详解】
AC．3N与4N合力的最大值为7N。最小值为1N，5N在该范围内，8N不在该范围内，所以李某可以免受处罚，张某不能幸免；
B．2N和4N合力的最大值为6N、最小值为2N，6N在该范围内，所以王某可以免受处罚；
D．5N和5N合力的最小值为0、最大值为10N，5N在该范围内，所以赵某可以免受处罚；
故A正确，BCD错误；
故选A。
6．C
【详解】
嫦娥五号落月接近段将沿图中虚线做匀减速直线运动，故受到的合力方向与运动方向相反，因受到的重力竖直向下，通过受力分析可知
故选C。
7．C
【详解】
二力合成的范围为
故选C。
8．A
【详解】
由力合成的三角形定则可知，F1、F2的合力，是用从F2的始端到F1的末端有向线段表示的，如图所示，因此当夹角θ从120°逐渐减小到60°时，其合力F逐渐减小，A正确，BCD错误。
故选A。
9．A
【详解】
力的合成根据平行四边形定则，两个大小均为的共点力，当夹角为120o时合力合力为10N，当夹角为0时，合力为20N，因此二者的夹角的范围
故选A。
10．A
【详解】
F1和F2在L上的分力之和等效于F1和F2的合力在L上的分力，而要使F1和F2的合力在L上的分力最大，L就应该取这个合力本身的方向，故A正确，B、C、D错误。
故选A。
11．C
【详解】
将竖直向下的180N的力分解，其中一个方向水平，大小为240N，由力的三角形定则作图如图所示，其中F=180N，F1=240N，则另一个分力
F2=N=300N
故C正确。
12．AC
【详解】
ABC．两分力相等，由力的合成可知，θ=120°时
F=F合=G
θ=0时
故AC正确，B错误。
D．在合力一定时，θ越大，分力越大，故D错误。
故选AC。
13．BC
【详解】
CD．由题图可知，当两分力夹角为180°时，两分力的合力为2 N，则有
|F1-F2|=2 N
而当两分力夹角为90°时，两分力的合力为10 N，则有
=10 N
联立解得这两个分力大小分别为6 N、8 N，故C正确，D错误。
AB．当两个分力方向相同时，合力最大，为14 N；当两个分力方向相反时，合力最小，为2 N，合力在最大值与最小值之间，即合力大小的变化范围是
2 N≤F≤14 N
故A错误，B正确。
故选BC。
14．AB
【详解】
ABC．只有同一个物体受到的力才能合成，分别作用在不同物体上的力不能合成；合力是对原来几个分力的等效替代，两力可以是不同性质的力，但合力不是物体实际受到的力，只是分力按照效果合成的效果力，所以A、B正确，C错误；
D．合力随两分力间夹角的增大而减小，D错误．
故选AB。
15．BCD
【详解】
ABC．特例，若F1＝2 N，F2＝3 N，则其合力的大小范围是1 N≤F≤5 N，合力F可能大于任一个分力，也可能小于等于任一个分力，A项错误，B、C项正确；
D．当θ＝0时，F最大为5 N，当θ＝180°时，F最小为1 N，这说明随着夹角θ的增大，合力F减小，D项正确．
故选BCD。
16．ABC
【详解】
A．为减小两只测力计不同造成的实验误差，实验前应将两弹簧测力计调零后再水平互钩对拉，故A正确；
B．实验过程中，弹簧测力计外壳不能与木板有接触，否则影响拉力大小，故B正确；
C．作图时如果力的图示太短误差会较大，故为减小误差，实验过程中在合力不超过测力计量程及橡皮筋弹性限度的前提下，拉力的数值应尽量大些，故C正确；
D．本实验作出力的图示来验证力的平行四边形定则，故D错误。
故选ABC。
17．BD C
【详解】
(1) [1]AC．实验中需记录弹簧测力计拉力的大小和方向还有结点的位置，故A错误，C错误；
B．为保证拉力的方向为在纸面上画出的方向，OB和OC绳拉力的方向应与木板平面平行，故B正确；
D．为了在纸面上出力的图示，所以需要记录两个弹簧测力计的示数和拉力方向，故D正确．
E．OB和OC两绳之间的夹角大小要适当，并非越大越好，也不是越小越好，选项EF错误；
故选BD．
(2) [2]根据平行四边形定则，作出两个力的合力，如图．
由图可知
合力
F=12N
根据几何关系知F1与F的夹角分别为θ1=45°．从图上可知，θ1＞θ2．故C正确，ABD错误．
18．BD 4.8 增大
【详解】
(1)[1]A．用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，将结点拉到某一位置O，细绳套夹角适当就好，太大（或太小）会造成所作平行四边形很扁，增大误差，A错误；
B．拉细绳套时，应注意使弹簧测力计与木板平行，并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上，B正确；
C．用一个弹簧测力计拉橡皮条时，需把结点拉至同一位置O，以保证两次效果相同，C错误；
D．细绳套也可以用细橡皮筋替代，用来确定拉力的方向，D正确。
故选BD。
(2)[2]用力的图示法画出Fa、Fb，作平行四边形，对角线表示合力，量出长度，与标度比较，可得合力大小为
(3)[3]为保证结点的位置不变，即合力的大小、方向不变，使Fa的方向不变、大小减小，作出新的平行四边形，如图所示，可以看出，弹簧测力计b的拉力应增大。
19．BC B 3.70 BD C
【详解】
（1）[1]A．将图钉、白纸固定在木板上，把系好细绳套的橡皮筋挂在图钉上，故A正确；
B．用两个弹簧测力计互成角度的拉伸橡皮筋，记下两条细绳的方向及此时两个测力计的读数、，故B错误；
C．用一个弹簧测力计拉伸橡皮筋，把橡皮筋的结点拉到同一位置O，并记录此测力计的读数及其方向，故C错误；
D．在白纸上作出三个力的图示，并探究它们的关系，故D正确。
本小问选择有问题的，故选BC。
（2）[2]本实验中是两个拉力的作用效果和一个拉力的作用效果相同，故采用的科学方法是等效替代法，故B正确，ACD错误。
（3）[3]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，故需估读到分度值下一位，所以弹簧测力计的示数为3.70N。
（4）[4]A．细绳的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长，故A错误；
B．在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行，故B正确；
C．在该实验中要求每次拉橡皮筋时要使橡皮筋形变的长度和方向都相同，即结点O要到同一位置，这样两次的效果才相同，才符合“等效替代”法，故C错误；
D．为了减小误差，拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要适当远些，故D正确。
故选BD。
（5）[5]保持结点Ｏ位置不动，即合力的大小方向都不变，保持与Ｂ相连的弹簧测力计示数不变，即的大小不变，根据力的平行四边形定则，画出受力分析图如下
刚开始时
有
由图可知，当角减小到零的过程中，的大小一直减小，角先增大后减小，故C正确，ABD错误。