3.4 力的合成 同步练习 （Word版含答案）

第三章　相互作用
第四节　力的合成
【基础练】
1．一个8
N的力不可能由下列哪组力合成(　　)
A．1
N
和
10
N
B．10
N
和
10
N
C．10
N
和
15
N
D．15
N
和
20
N
2．(多选)一个物体受到两个力的作用，大小分别为4
N和5
N，这两个力的合力可能是(　　)
A．0
N
B．5
N
C．8
N
D．10
N
3．如图所示是两个共点力的合力F的大小与这两个共点力之间夹角θ的关系图像，则这两个力的大小分别是(　　)
A．1
N、4
N
B．2
N、3
N
C．1
N、5
N
D．2
N、4
N
4．在“互成角度的两个力的合成”实验中，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置O点．为了确定两个分力的大小和方向，这一步操作中必须记录的是(　　)
A．橡皮条固定端的位置
B．描下O点位置、两条细绳套的方向及两个弹簧测力计的示数
C．橡皮条伸长后的总长
D．两个弹簧测力计的示数
5．两个大小为F1的成90°角的共点力合力为(　　)
A．F1
B．F1
C．2F1
D．0
6．(多选)关于几个力及其合力，下列说法正确的是(　　)
A．合力的作用效果与原来几个力共同作用产生的效果相同
B．合力与原来那几个力同时作用在物体上
C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用
D．求几个力的合力遵从平行四边形定则
7．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中：
(1)采用的科学方法是________．
A．理想实验法
B．等效替代法
C．控制变量法
D．建立物理模型法
(2)下列是某同学在做该实验时的一些看法，其中错误的是________(填相应的字母)．
A．拉橡皮筋的绳线要细长，实验中弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
B．拉橡皮筋结点到某一位置O时，拉力要适当大些，读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C．拉橡皮筋结点到某一位置O时，两个弹簧测力计之间夹角应取90°以便于算出合力大小
D．实验中，橡皮筋应该与两个弹簧测力计之间夹角的平分线在同一直线上
E．实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧测力计拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点
(3)实验中的情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉的位置，OB和OC为绳线．O为橡皮筋与绳线的结点，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．图乙中的F与F′两个力中，方向一定沿AO方向的是________(填“F”或“F′”)．
8．下列关于力的说法正确的是(　　)
A．力是物体对物体的作用，所以发生力的作用必须相互接触
B．物体受到的几个共点力的合力一定大于每一个分力
C．一个物体静止在斜面上，物体所受重力沿垂直斜面方向上的分力就是物体对斜面的压力
D．一个2
N的力可以分解为7
N和6
N的两个力
9．(多选)两个力F1和F2间的夹角为θ，两个力的合力为F，以下说法正确的是(　　)
A．若F1和F2的大小不变，θ角越小，合力F就越大
B．合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大
C．如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大
D．如果夹角θ满足一定条件，合力F和分力F1、F2的大小可能相等
10．(多选)一个大人单独提起一桶水和两个小孩共同提起同一桶水，则下列说法正确的是(　　)
A．大人的拉力可以看作两个小孩拉力的合力
B．大人拉力一定等于两个小孩拉力大小之和
C．两个小孩两手臂夹角θ越大，则拉力越小
D．两个小孩两手臂夹角θ越大，则拉力越大
11．某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则，设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处，另一端系绳套1和绳套2.
(1)主要实验步骤如下：
①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O处，记下弹簧测力计的示数F；
②弹簧测力计挂在绳套1上，手拉着绳套2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达O点，此时绳套1沿0°方向，绳套2沿120°方向，记下绳套1弹簧测力计的示数F1；
③根据力的平行四边形定则，计算此时绳套1的拉力F′1＝________F；
④比较F1和F′1，即可初步验证力的平行四边形定则；
⑤只改变绳套2的方向，重复上述实验步骤．
(2)保持绳套2方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动90°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，关于绳套1拉力大小的变化，下列结论正确的是________.
A．逐渐增大
B．先增大后减小
C．逐渐减小
D．先减小后增大
12．物体受到两个力F1和F2的作用，F1＝2
N，F2＝6
N，则它们的合力F的数值范围是(　　)
A．4
N≤F≤6
N
B．2
N≤F≤8
N
C．0
N≤F≤4
N
D．4
N≤F≤8
N
【提升练】
13．大小分别为5
N、7
N、9
N的三个力合成，其合力F大小的范围为(　　)
A．2
N≤F≤20
N　
B．3
N≤F≤21
N
C．0≤F≤20
N　
D．0≤F≤21
N
14．如图所示，两个同学抬一桶水在水平地面上匀速前进，桶和水的总重力为G，两个同学的手臂与竖直方向的夹角均为θ，则(　　)
A．两个同学拉力的合力大小为G，方向竖直向上
B．两个同学拉力的合力大于G
C．每个同学的拉力一定小于G
D．角θ越大越省力
15．(1)在“验证力的平行四边形定则”实验中，在图中作出两弹簧测力计的拉力，图中方格每边长度表示1
N，O是橡皮条的一个端点，用两个直角三角板作出合力F的图示，最后得到的合力大小为________N.
(2)在验证“二力合成的平行四边形定则”的实验中，下列说法正确的是(　　)
A．两次拉橡皮条伸长的长度相等就能实现“等效”
B．同一组实验，两次拉橡皮条时不一定使节点到达同一位置
C．实验中，测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度
D．实验中，把橡皮条与绳套的节点拉到O点时，为了方便算出合力的大小，两个弹簧测力计之间的夹角一定得取90°
16．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤是：
A．如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计；
B．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小．用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向；
C．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向．
(1)实验中确定分力方向时，图甲中的b点标记得不妥，其原因是________________________________________________________________________．
(2)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是________________________________________________________________________．
(3)图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中________是F1和F2合力的实际测量值．
(4)实验中的一次测量如图丙所示，两个弹簧测力计M、N的拉力方向互相垂直，即α＋β＝90°.若保持弹簧测力计M的示数不变，当角α由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在O点，可采用的办法是________.
A．增大N的示数，减小β角
B．减小N的示数，减小β角
C．减小N的示数，增大β角
D．增大N的示数，增大β角
参考解析
【基础练】
1【答案】A
【解析】
1
N与10
N的合力范围是9
N≤F≤11
N．不可能为8
N，故A正确；10
N与10
N的合力范围是0
N≤F≤20
N，可能为8
N，故B错误；10
N与15
N的合力范围是5
N≤F≤25
N，可能为8
N，故C错误；15
N与20
N的合力范围是5
N≤F≤35
N，可能为8
N，故D错误．
2【答案】BC
【解析】二力合成时，合力范围为|F －F ∣≤F≤F ＋F ，故1
N≤F≤9
N，B、C正确，A、D错误．
3【答案】B
【解析】由图像可知，当夹角θ＝0时，F＝F ＋F ＝5
N，当夹角θ＝180°时，F′＝|F －F |＝1
N，联立解得F ＝3
N，F ＝2
N，或F ＝2
N，F ＝3
N，B正确．
4【答案】B
【解析】
该实验的实验目的是探究力的平行四边形定则，要根据两个弹簧拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向作出平行四边形求出其合力大小，然后与一个弹簧拉橡皮筋时的拉力大小进行比较，最后得出结论，故需要记录的是两弹力的大小和方向，故A、C、D错误，B正确．
5【答案】B
【解析】由力的平行四边形定则，可知合力为F＝＝F1，故B正确．
6【答案】ACD
【解析】合力的作用效果与原来几个力共同作用产生的效果相同，合力的作用可以替代原来那几个力的作用，A、C正确；合力与分力是等效替代关系，不是重复受力，B错误；求几个力的合力遵从平行四边形定则，D正确．
7【答案】(1)B　(2)CDE　(3)F′
【解析】(1)该实验中采用的科学方法是等效替代法，B正确，A、C、D错误．
(2)拉橡皮筋的绳线要细长，实验中弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行，A正确；拉力需适当大一些，读数时视线要正对弹簧测力计刻度，B正确；两个弹簧测力计之间的夹角不一定要取90°，C错误；实验中，两弹簧测力计的拉力的角平分线不一定与橡皮筋在同一条直线上，D错误；
在实验中，其中一个弹簧测力计沿某一方向的拉力不能过大，否则要把弹簧测力计另一端拉到O点，调节另一个弹簧测力计的拉力时需要超出弹簧测力计的量程，E错误．故选C、D、E.
(3)F 与F 的合力的实际测量值为一个弹簧测力计拉橡皮筋时的弹力，理论值是通过平行四边形定则得到的值．方向一定沿AO方向的是实际测量值，为F′.
8【答案】D
【解析】力是物体对物体的作用，发生力的作用不一定必须相互接触，例如磁体之间的作用，A错误；物体受到的几个共点力的合力不一定大于每一个分力，可能等于也可能小于每一个分力，B错误；一个物体静止在斜面上，物体所受重力沿垂直斜面方向上的分力大小等于物体对斜面的压力大小，C错误；7
N和6
N的力的合力范围是1～13
N，则一个2
N的力可以分解为7
N和6
N的两个力，D正确．
9【答案】AD
【解析】
若F1和F2的大小不变，根据平行四边形定则知，θ角越小，合力F就越大，故A正确；合力可能比分力大，可能比分力小，也可能与分力相等，故B错误；如果夹角θ不变，若夹角为180°，F1大小不变，增大F2，则合力可能减小，故C错误；如果夹角为120°，F1、F2大小相等，则合力与分力大小相等，故D正确．
10【答案】AD
【解析】
因为大人一个拉力作用的效果和两人小孩两个拉力共同作用的效果相同，故A正确；根据力合成的平行四边形定则，可以知道合力可以大于、小于也可以等于分力的大小，故B错误；两个力合成时，夹角越大则合力越小，两小孩拉力的合力一定，所以夹角θ越大则分力越大，C错误、D正确．
11【答案】(1)　(2)D
【解析】(1)③根据力的平行四边形定则计算绳套1的拉力F′1＝Ftan
30°＝F.
(2)保持绳套2方向不变，绳套1从图示位置向下缓慢转动90°，此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动，说明两个细绳拉力的合力不变，作图如下．故绳套1的拉力先减小后增大，故A、B、C错误，D正确．
12【答案】D
【解析】当夹角为零时合力最大，最大值为2
N＋6
N＝8
N，当夹角180°时合力最小，最小值为6
N－2
N＝4
N，故合力的范围为4
N≤F≤8
N．故D正确，A、B、C错误．
【提升练】
13【答案】D
【解析】当三个力的方向相同时，合力最大，F合＝(5＋9＋7)
N＝21
N．5
N和7
N两个力的合力大于等于2
N，小于等于12
N，而9
N在这合力范围内，所以三个力的合力可能为零．则合力的最小值为0，合力范围为0～21
N.
14【答案】A
15【答案】(1)7　(2)C
【解析】(1)以F1、F2为邻边，作出平行四边形，如图所示，由图可知，合力为F＝1.0×7
N＝7.0
N.
(2)在“探究力的平行四边形定则”的实验中，采用了“等效法”，即要求两次拉橡皮筋到同一点O，从而使橡皮筋产生的形变大小和方向都相同，故A、B错误；本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边形定则，为了减小实验误差，弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大，故C正确；合力是我们根据平行四边形画出来的，不是计算出来的，弹簧测力计之间的夹角不一定为90°，便于作图和减小误差即可，故D错误．
16【答案】(1)O、b两点太近，误差大　(2)使合力F与F1、F2共同作用的效果相同　(3)F　(4)B
【解析】(1)为了减小测量的误差，记录方向时，记录点与O点的距离适当大一些，图甲中的b点标记得不妥，其原因是O、b两点太近，误差大．
(2)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是与F1、F2共同作用的效果相同．
(3)F1和F2合力的实际测量值是用一根弹簧测力计拉的，不是根据平行四边形定则作出的，故F是F1和F2合力的实际测量值．
(4)由题意可知，保持O点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计M的示数不变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如图所示．所以由图可知α角逐渐变小时，N的示数减小，同时β角减小，故B正确．