3.4力的合成 课时作业（Word版含解析）

2021-2022学年教科版（2019）必修第一册
3.4力的合成
课时作业（解析版）
1．在物理学的发展过程中，物理学家们探索出了物理学的许多研究方法，下列有关物理学研究方法的叙述中不正确的是（
）
A．伽利略利用斜面研究自由落体运动时，使用了“外推”的方法，即当斜面的倾角为90°时，物体在斜面上的运动就变成了自由落体运动
B．重心，合力等概念的建立都体现了等效替代的思想
C．物理模型在物理学的研究中起了重要作用，其中“轻绳”“光滑的轻滑轮”“轻弹簧”等都是理想化模型，但“质点”不属于理想化模型
D．根据速度定义式v＝，当△t足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法
2．下面作用于质点的各组共点力中，其合力不可能为零的是（　　）
A．12N，15N，18N
B．20N，40N，65N
C．3N，6N，8N
D．5N，10N，15N
3．用如图所示的装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，下列说法中正确的是（　　）
A．实验中只需记录弹簧测力计示数的大小
B．同一实验过程中，结点O的位置不变
C．用铅笔沿图中细线直接画出直线表示该力的方向
D．用两只弹簧测力计拉橡皮条时，两线绳间夹角必须为90°，以便求出合力的大小
4．如下图所示，三个大小相等的力F，作用于同一点O，则合力最大的是（　　）
A．
B．
C．
D．
5．作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是1N，另一个力的大小是3N。两个力的合力值可能为（　　）
A．1.5N
B．2N
C．4.2N
D．5N
6．关于分力和合力，以下说法正确的是（　　）
A．几个力的合力大小，一定大于这几个力中最小的那一个力
B．如果一个力的大小数值上等于几个力大小的代数和，则这个力就是那几个力的合力
C．大小一定的两个力，它们间的夹角从增大至过程中，合力先减小后增大
D．两个力的合力大小不可能大于这两个力的大小之和，也不可能小于这两个力的大小之差
7．大小分别为20N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不可能等于（　　）
A．60N
B．45N
C．10N
D．5N
8．将一个力F分解为两个不为零的力，下列哪种分解方法是不可能的（　　）
A．其中一个分力与F垂直
B．两个分力与F都在一条直线上
C．一个分力的大小与F的大小相同
D．一个分力与F的大小和方向都相同
9．“验证力的平行四边形定则”实验中，先用一个弹簧测力计将橡皮条下端拉至O点，记录F的大小和方向：再用两个弹簧测力计将橡皮条下端拉至O点(如图)，后续步骤有：
①以F1，F2为邻边作平行四边形进行验证
②作出F1，F2和F的力的图示
③记录F1，F2的大小和方向
正确顺序是（　　）
A．①②③
B．②①③
C．②③①
D．③②①
10．有两个力，一个是10N，一个是2N，它们的合力可能等于（　　）
A．5N
B．10N
C．15N
D．7.9N
11．物体受共点力F1、F2、F3作用且三个力的合力为零，则这三个力可能选取的数值为（　　）
A．15
N、5
N、6
N
B．3
N、6
N、4
N
C．1
N、2
N、10
N
D．1
N、6
N、8
N
12．两个不在同一直线上的共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，保持两分力的方向不变，则（　　）
A．F1增大一倍，F增大一倍
B．F2增加10
N，F增加10N
C．F1、F2同时增大一倍，F可能不变
D．F1增加1
N，F2减少1
N，F可能减小
13．在
“探究合力与分力的关系”的实验中某同学的实验情况如图所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳.实验中,采取下列哪些方法或步骤可以减小实验误差
(　　)
A．两个分力F1、F2间的夹角越大越好
B．拉橡皮条的细绳要稍长一些
C．实验中,弹簧测力计必须与木板平行
D．读数时视线要正对弹簧测力计刻度
14．力是矢量，它的合成与分解遵守平行四边形定则，以下关于大小分别为7N和9N的两个力的合力正确的有（
）
A．合力可能为3N
B．合力不可能为9N
C．合力一定为16N
D．合力可能为2N
15．三个大小分别为5N，6N、8N的力，其合力大小可能是（　　）
A．0
B．5N
C．15N
D．20N
16．如下图所示，一辆汽车走钢丝横跨尼罗河，如果汽车的总质量为2
000
kg，两侧的钢索弯曲成150°夹角，求每条钢索所受拉力的大小(钢索的质量可不计，cos
75°＝0.259，g＝10
N/kg)．
17．两人沿河岸拉一船，如图所示，使船沿河中央行驶，大人的拉力为，方向与河岸成为了保持行驶方向不变，求小孩施加的最小拉力的大小和方向．
参考答案
1．C
【详解】
A．当斜面的倾角为时，物体在斜面上的运动就变成了自由落体运动，即伽利略利用斜面研究自由落体运动时，使用了“外推”的方法，故A不符合题意；
B．重心和合力体现了等效替代的思想，故B不符合题意；
C．物理模型在物理学的研究中起了重要作用，其中“质点”、““轻绳”、“光滑的轻滑轮”和“轻弹簧”等都是理想化模型，实际生活中并不存在，故C符合题意；
D．根据速度定义式，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故D不符合题意；
故选C。
2．B
【详解】
A．12N和15N的力的合力取值范围是3N≤F≤27N，可能与18N的力合成为零，故A可能，不符合题意；
B．20N和40N的力合成时取值范围是20N≤F≤60N，不可能与65N的力合成为零，故B不可能，符合题意；
C．3N和6N的力的合力取值范围是3N≤F≤9N，可能与8N的力合成为零，故C可能，不符合题意；
D．5N和10N的力的合力取值范围是5N≤F≤15N，可能与15N的力合成为零，故D可能，不符合题意。
故选B。
3．B
【详解】
A．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；
B．要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸长量相同，则О点的位置应固定，故B正确；
C．记录方向时，通过在细线下方描点的方法进行，故C错误；
D．在实验中两个分力的夹角大小适当，且二力的大小要适量大些，这样有利于减小实验中偶然误差的影响，不需要夹角必须为90°，合力是通过作图得出的，不是计算出来的，故D错误。
故选B。
4．B
【详解】
A．将相互垂直的F进行合成，则合力的大小为，再与第三个力F合成，即有合力的大小为；
B．将方向相反的两个力合成，则合力为0，再与第三个力F合成，则有合力大小为F；
C．将任意两力进行合成，可知这两力的合力与第三个力大小相等，方向相反，这三个力的合力为零；
D．将左边两个力进行合成，再与右边合成，则有合力的大小；
由上分析可知，合力最小的是C选项，合力最大的是B选项；
故选B。
5．B
【详解】
两个分力分别为1N和3N，则两个力的合力的范围是2N~4N，则合力可能为2N。
故选B。
6．D
【详解】
A．求几个力的合力大小，遵循平行四边形定则，故合力可能大于、小于或等于任意一个分力，故A错误；
B．如果一个力的大小数值上等于几个力的矢量和，这个力才是那几个力的合力，而代数和不是合力，故B错误；
C．大小一定的两个力，它们间的夹角从增大至过程中，合力由大到小，故C错误；
D．如果二力在同一条直线上，根据力的合成计算合力的大小，即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和；同一直线反方向二力的合力等于二力之差，故D正确。
故选D。
7．A
【详解】
合力的最小值为
合力的最大值为
故选A。
8．D
【详解】
A．合力与分力的大小关系遵循平行四边形定则，其中一个分力可以垂直于F，是可能的，故A正确，不符合题意；
B．两个分力与F都在同一直线上是可能的．故B正确，不符合题意；
C．根据平行四边形定则，一个分力的大小与F的大小相等，故C有可能，故C正确，不符合题意；
D．但一个分力与F的大小和方向都相同是不可能的，D错误，符合题意。
故选D。
9．D
【详解】
后续步骤:要首先记录F1，F2的大小和方向，然后作出F1，F2和F的力的图示，最后以F1，F2为邻边作平行四边形进行验证，即步骤为③②①。
故选D。
10．B
【详解】
两力合成时，合力范围为
故合力范围为
故选B。
11．B
【详解】
三个力的合力为零，则以三个力为边，可以构成一个三角形，而在三角形中，两边之和大于第三边，两边只差小于第三边。
A．由于
5
N+6
N<15N
合力不可能为零，A错误；
B．由于
3N+4
N>6N
合力可能为零，B正确；
C．由于
1N+2
N<10N
合力不可能为零，C错误；
D．由于
1
N+6
N<8N
合力不可能为零，D错误；
故选B。
12．D
【详解】
A．根据平行四边形定则，仅将F1增大一倍，F不一定增大一倍，选项A错误；
B．将F2同时增加10N，根据平行四边形定则合成之后，合力的大小增加不一定是10N，选项B错误；
C．根据平行四边形定则，F1、F2同时增大一倍，F增大一倍，选项C错误；
D．F1增加1N，F2减少1N，，根据平行四边形定则，F可能减小，选项D正确。
故选D。
13．BCD
【详解】
两个分力F1、F2间的夹角越大，将会导致合力过小，不容易拉伸橡皮条．故夹角不能太大，适当即可，故A错误；为了准确记下拉力的方向，故采用两点描线时，两点间距离应尽量大一些，这样减小误差，故细绳应长些，故B正确；作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平方向力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有较大差别，同时为了减小因摩擦造成的误差，故应使各力尽量与木板面平行．读弹簧秤示数时，视线要正对刻度，防止读数时产生误差，故CD正确；故选BCD．
14．AD
【详解】
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，夹角180°时合力最小，并且F1+F2≥F≥|F1﹣F2|，当夹角为零时合力最大，最大值为9N+7N=16N；当夹角180°时合力最小，最小值为9N﹣7N=2N；故合力介于2N至16N之间。
故选AD。
15．ABC
【详解】
当三个力方向相同时，合力最大，最大值等于三力之和，即
5N、6N合力范围是
8N在这个范围之内，三个力的合力最小值为零。
故选ABC。
16．均为19305
N
【解析】
解：设一条钢索的拉力大小为F，汽车两侧的钢索的合力与汽车的总重力等大反向．作出拉力与其合力的平行四边形为一菱形，如图所示，据几何知识可得
所以拉力
17．200N
方向垂直河岸．
【解析】
【详解】
分解力F沿速度方向和垂直速度方向，如图所示，
根据几何关系
则有
方向垂直河岸．
【点睛】
大人沿与河岸成角的方向拉纤，船平行河岸方向航行，当小孩用力垂直于河岸的力时，此时小孩力最小．本题与将一个力分解，其中一个分力方向已确定，则另一个分力的最小值解题方法是一样的．