3.4力的合成 同步练习-2021-2022学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册（word含答案）

第三章相互作用第四节力的合成高一物理上学期必修第一册课后练习基础过关（教科版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．两个共点力，，则F1和F2的合力大小可能是（　　）
A．2N B．3N C．12N D．20N
2．有三个力，F1=3N，F2=7N，F3=9N，关于三个力的合力，下列说法正确的是（　　）
A．三个力的合力的最小值为1N B．三个力的合力的最小值为0
C．三个力的合力不可能为9N D．三个力的合力不可能为2N
3．物体在以下三个力作用下，不可能做匀速直线运动的是（　　）
A．、、 B．、、
C．、、 D．、、
4．两个共点力的合力与分力的大小关系是（　　）
A．合力大小一定等于两个分力大小之和
B．合力大小一定大于两个分力大小之和
C．合力大小一定小于两个分力大小之和
D．合力大小一定大于一个分力的大小，小于另一个分力的大小
E.合力大小可能比两个分力的大小都大，可能比两个分力的大小都小，也可能比一个分力大、比另一个分力小
5．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
6．物体同时受到同一平面内三个共点力的作用,下列几组力的合力可能为零的是（　　）
A．1N，6N，8N B．5N，2N，1N C．1N，5N，10N D．2N，3N，5N
7．有五个力作用于一点O，这五个力构成一个正六边形的两邻边和三角对角线，如图所示，则这五个力的合力是F3的（　　）
A．2倍 B．3倍 C．4倍 D．5倍
8．一物体静止于水平桌面上，两者之间的最大静摩擦力为5N，现使水平面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为2 N、2 N、3 N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断不正确的是（　　）
A．物体所受静摩擦力可能为2 N B．物体所受静摩擦力可能为4 N
C．物体可能仍保持静止 D．物体一定被拉动
9．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
10．三个共点力的大小分别为F1＝5N，F2＝10N，F3＝20N，则关于它们的合力的说法中错误的是（　　）
A．不会大于35N B．最小值为5N
C．可能为0 D．可能为20N
11．物理知识在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是（　　）
A．运动员做引体向上（缓慢上升）动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
C．用手紧握啤酒瓶，是为了增大静摩擦力以防止瓶从手中滑落
D．用脚蹬自行车骑行前进时，车后轮受的地面的静摩擦力方向与前进方向相同
12．在“探究弹力和弹簧伸长的关系”、“验证力的平行四边形定则"的实验中，经常采用下图的实验装置。关于这两个实验的说法，正确的是（　　）
A．“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，应将弹簧放置水平桌面测量原长
B．“验证力的平行四边形定则”实验体现了“控制变量”的物理思想
C．“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，弹簧的弹力可由所挂钩码的重力求出
D．“验证力的平行四边形定则”实验中，利用平行四边形定则作出的合力一定沿着AO方向
二、多选题，共4小题
13．两个共点力合力的大小为10N，其中一个力的大小为6N，则另外一个力大小可能为（　　）
A．1N B．5N C．15N D．20N
14．同一平面内方向未知的三个共点力大小分别为7N、8N、9N，三个力的合力大小可能为（　　）
A．0N B．8N C．9N D．26N
15．物体同时受到同一平面内的三个力作用，其合力不可能为零的是（　　）
A．5N、7N、8N B．2N、3N、7N C．1N、5N、10N D．1N、10N、10N
16．在物理课本必修一“互成角度的两个共点力的合成”的实验中，采取下列措施可减小实验误差的是（　　）
A．实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度
B．拉橡皮条的细绳要稍长些
C．实验前，先把所用的两个弹簧秤的钩子相互钩住，平放在桌子上，向相反的方向拉动，检查读数是否相同
D．实验中，可以先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点
三、填空题，共2小题
17．物体所受三个共点力的大小分别为5N、8N、13N，在这三个力作用下物体______（填“能”或“不能”）处于平衡状态，这三个力的合力的最大值为______N。
18．作用在同一物体上的三个共点力，它们的大小分别为2N、3N和4N，则它们合力的最大值为___________N；合力最小值为___________N。
四、解答题，共2小题
19．力，方向向东，力，方向向北，试用作图法求这两个力的合力的大小和方向。
20．如图所示，轻绳悬挂一质量为m=2kg的小球，现对小球再施加一个力F(图中未画出)，使小球静止在绳子与竖直方向成θ=30°的位置上，已知重力加速度g取10m/s2。
（1）若F为斜向上，与水平方向夹角为60°，求F的大小。
（2）若要使F的取值最小，求F的大小和方向。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
根据力的合成可知两个力的合力范围为
故C正确。
2．B
【详解】
F1=3N，F2=7N，F3=9N三个力的合力最大值为19N，F1与F2的合力范围是4N F12 10N，第三个力F3=9N在其范围之内，所以三个力的合力的最小值为0。三个力的合力可能为9N和2N。
故选B。
3．A
【详解】
A．1N，6N的合力范围为5N≤F合≤7N，8N的力不在这个范围内，三个力不可能平衡，物体就不可能做匀速直线运动，故A符合题意；
B．3N，6N的合力范围为3N≤F合≤9N，4N的力在这个范围内，三个力可能平衡，物体就能做匀速直线运动，故B不符合题意；
C．2N，6N的合力范围为4N≤F合≤8N，7N的力在这个范围内，三个力能平衡，物体就能做匀速直线运动，故C不符合题意；
D．5N，9N的合力范围为4N≤F合≤14N，13N的力在这个范围内，三个力可能平衡，物体就能做匀速直线运动，故D不符合题意。
故选A。
4．E
【详解】
ABCD．由力合成的平行四边形定则可知，当两个共点力的方向相同时，合力最大，为两个共点力之和；当两个共点力的方向相反时，合力最小，是两个共点力之差。所以两个共点力的合力大小在最大和最小之间，因此两个共点力的合力大小不一定等于两个分力大小之和；更不一定大于两个分力大小之和；也不一定小于两个分力大小之和；合力大小不一定大于一个分力的大小，小于另一个分力的大小，ABCD错误；
E．由以上分析可知，合力大小可能比两个分力的大小都大，可能比两个分力的大小都小，也可能比一个分力大、比另一个分力小，E正确。
故选E。
5．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。
6．D
【详解】
A．1N与6N合成最大7N，最小5N，不可能为8N，故与第三个力不可能平衡，故A错误；
B．5N和2N合成最大7N，最小3N，不可能为1N，故与第三个力不可能平衡，故B错误；
C．1N和5N合成最大6N，最小4N，不可能为10N，故与第三个力不可能平衡，故C错误；
D．2N和3N合成最大5N，最小1N，当取5N时，与第三个力平衡，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
根据平行四边行定则可知，F1与F4合成，合力为F3，F2 与F5合成，合力为F3，再将这两个合力与F3合成，得五个力的合力为3F3。
故选B。
8．D
【详解】
由题意可知三个力的合力大小范围是
当三个力的合力小于或等于物体与水平桌面间的最大静摩擦力时，物体将保持静止，此时物体所受静摩擦力大小范围是
综上所述可知ABC正确，D错误。
故选D。
9．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。
10．C
【详解】
三个力的合力的最大值
F1与F2的合力范围为
当F12＝15N且与F3反向时，三个力的合力最小
故三个力的合力范围为
故选C。
11．D
【详解】
A．双臂张开很大的角度时与双臂竖直平行时比较，合力不变，随着夹角越大，其分力越大，选项A错误；
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩下滑的分力，而其重力不变，选项B错误；
C．在啤酒瓶没有掉下去之前，啤酒瓶受力平衡，即紧握与轻握静摩擦力都等于重力；握紧啤酒瓶时，手对啤酒瓶的压力比轻握时更大，最大静摩擦力也就更大，即用手紧握啤酒瓶是增大了最大静摩擦力，选项C错误；
D．用脚蹬自行车骑行前进时，后轮胎接触地面的部分相对地面运动趋势是向后的，车后轮受的地面的静摩擦力方向是向前的，与前进方向相同，选项D正确。
故选D。
12．C
【详解】
A．“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中，由于弹簧自身重力会使弹簧伸长影响实验，则应将弹簧竖直悬挂测量原长，故A错误；
B．“验证力的平行四边形定则”实验体现了“等效替代”的物理思想，故B错误；
C．对钩码受力分析可知，弹簧的弹力大小与钩码的重力大小相等，故C正确；
D．由于实验具有误差，则实验得出的合力方向与AO方向不一定重合，故D错误。
故选C。
13．BC
【详解】
根据二力合力的范围
可得
故可求得
故选BC。
14．ABC
【详解】
当三个力作用在同一直线、同方向时，三个力的合力最大，即
二力合成时，合力范围为
先合成两个力，如果合力范围包括第三个力，则三力可以平衡，合力最小为0，所以7N、8N、9N，三个力的合力最小为0。
故选ABC。
15．BC
【详解】
三个力合力为0时，则任意两个力的合力与第三个力大小相等，方向相反，由此可知，任意一个力在另外两个力的合力范围。
A．和的合力范围为：，在合力范围里，故三个力的合力可能为0，故A不符合题意；
B．2N和3N的合力范围为：1N—5N，7N不在合力范围里，故三个力的合力不可能为0，故B符合题意；
C．1N和5N的合力范围为：4N—6N，10N不在合力范围里，故三个力的合力不可能为0，故C符合题意；
D．1N和10N的合力范围为：9N—11N，10N在合力的范围里，故三个力的合力可能为0，故D不符合题意。
故选BC。
16．ABC
【详解】
A．测量力的实验要求尽量准确，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度，故A正确；
B．为了便于确定拉力的方向，拉橡皮条的细绳要稍长一些，故B正确；
C．实验前，先把所用的两个弹簧秤的钩子相互钩住，平放在桌子上，向相反方向拉动，检查读数是否相同，检验弹簧秤是否准确，故C正确；
D．实验中，弹簧的读数大小适当，便于做平行四边形即可，并非要求一定达到最大量程，故D错误；
故选ABC。
17．能 26
【详解】
[1]5N和8N合成后力的范围为
13N在这个范围内，则在这三个力作用下物体能处于平衡状态。
[2]三个力的夹角为零度的时候合力最大，为
18．9 0
【详解】
[1][2]三个共点力大小分别为2N、3N和4N，则它们合力的最大值为2N+3N+4N=9N；因2N、3N的合力范围是1N~5N，4N在合力范围内，则三个力的合力可以为零，即合力最小值为0。
19．合力大小为10 N，方向为北偏东53°。
【详解】
①用4mm长的线段代表2 N的力，作出表示的线段长16 mm，作出表示的线段长12 mm，并标明方向，如图所示
②以和为邻边作平行四边形，并作出两邻边所夹的对角线；
③用刻度尺量出后可知表示合力F的对角线的长度为20 mm，所以合力的大小：
④用量角器量得与的夹角，即合力方向为北偏东53°
20．（1）；（2）；与水平面成夹角斜向上
【分析】
小球受三个力的作用下处于平衡状态，根据共点力的平衡条件可求得F的大小，拉力及重力的合力应与F大小相等方向相反，根据力的合成做出平行四边形，由几何关系可得出F的最小值的大小及方向。
【详解】
（1）由图可知，拉力及重力的合力与F大小相等方向相反，由几何关系可知：
（2）由题意得，由于拉力的方向不变，重力的大小、方向均不变，而拉力与F的合力一定与重力大小相等，方向相反，由图利用几何关系可知，当力的方向与拉力方向垂直时F有最小值：
方向为与水平方向成 斜向上。
【点睛】
本题考查共点力的平衡条件，一般当三力平衡时，常常用合成法，即任意两力的合力与第三个力大小相等方向相反，只要建立出平行四边形或三角形即可由几何关系得出待求量。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页