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新学期同步练习能力提升（教科版2019）
练习
一、单选题，共6小题
1．若两个力大小分别为F1＝2N、F2＝6N，则它们的合力大小不可能为（　　）
A．2N B．4N C．6N D．8N
2．物体同时受到同一平面内的三个力作用，下列几组力中其合力为零的是（　　）
A．5N、7N、18N
B．2N、3N、6N
C．1N、5N、10N
D．1N、10N、10N
3．水平面上的物体在水平方向的力F1和F2作用下，沿水平面向右做匀速直线运动，如图所示。已知N，N，下列说法正确的是（　　）
A．撤去F1的瞬间，物体受到的合外力大小变为4N
B．撤去F1的瞬间，物体受到的摩擦力大小变为2N
C．撤去F2的瞬间，物体受到的合外力大小变为3N
D．撤去F2的瞬间，物体受到的摩擦力大小仍为4N
4．关于合力与分力的关系及共点力的平衡．下列说法正确的是（　　）
A．合力与它的两个分力的效果一定不同
B．合力与它的两个分力的方向一定不同
C．处于共点力平衡状态的物体一定是静止的
D．若质点在三个力作用下处于平衡状态，则任意两个力的合力与另外一个力等大反向
5．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
6．一物体受到三个共面共点力、、的作用，三力的矢量关系如图所示（各小方格边长相等），则下列说法正确的是（　　）
A．三力的合力有最大值，方向不确定
B．三力的合力有唯一值，方向与同向
C．三力的合力有唯一值，方向与同向
D．由题给条件无法求出合力大小
二、多选题，共4小题
7．将一个力分解为两个分力，合力与分力的关系是（　　）
A．合力的大小一定等于两个分力大小之和
B．合力的大小可能比每一个分力都大，也可能比每一个分力都小
C．合力的大小可能小于每一个分力的大小
D．合力的大小一定比一个分力大，比另一个分力小
8．一个物体受到三个力作用处于静止状态，这三个力可能是（　　）
A．4N、8N、13N B．5N、7N、11N
C．6N、12N、15N D．7N、13N、22N
9．在“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，采用下列方法和步骤能减小实验误差的是（　　）
A．拉橡皮条的细绳要长一些
B．弹簧测力计应在使用前调零
C．两个分力F1、F2间的夹角应取便于画图
D．作图时的铅笔尖一些，图的比例尽量大一些
10．如图所示，水平地面上，处于伸直状态的轻绳一端拴在质量为的物块上，另一端固定于木桩上的B点。用弹簧秤的光滑挂钩缓慢拉绳，弹簧秤始终与地面平行。物块在水平拉力作用下缓慢滑动。当物块滑动至A位置时，，弹簧秤的示数为。重力加速度，则（　　）
A．弹簧秤的拉力一直增大
B．弹簧秤的拉力大小保持不变
C．木桩受到绳的拉力始终等于
D．物块与地面间的动摩擦因数为0.75
三、填空题，共2小题
11．如图所示，有五个力作用于O点，表示这个五个力的有向线段分别是一个正六边形的两个邻边和三条对角线，已知F1 = 10 N ，则这五个力的合力的大小是______，方向沿________．
12．共点力的合成遵循_____________________________ 定则．请画出图中共点力F1和F2合力的示意图_________（请保留有关的辅助线）．
四、解答题，共2小题
13．如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风作用，风力F1大小为100 N，方向为东偏南37°，为了使船受到的合力恰能沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）
(1)在图中用刻度尺作出相应力的平行四边形；
(2)求风力和绳子拉力的合力F大小及绳子拉力F2的大小。
14．自制一个平行四边形模型（如图），结合模型讨论以下问题：
(1)合力的大小和方向怎样随两个分力夹角的改变而改变？
(2)合力是否总是大于两个分力？合力何时达到最大值，何时达到最小值？
(3)当两个分力之间的夹角分别为0°和180°时，它们的合力如何计算？
说一说你的想法，并与同学交流。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
根据力的合成可知，合力的范围为
可得
故选A。
2．D
【详解】
三力合成，先将其中的两个力合成，再与第三个力合成。二力合成时，合力范围为
如第三力在此范围内，则合力为零。故D正确。
故选D。
3．D
【详解】
物体开始在水平方向受三个力作用而平衡，根据平衡条件可得物体所受的摩擦力大小为
f=F1-F2=6N-2N=4N
方向水平向左。
AB．撤去F1的瞬间，物体受到的摩擦力大小仍为4N，方向不变，物体受到的合外力大小变为6N，故AB错误；
CD．撤去F2的瞬间，物体受到的摩擦力大小仍为4N，方向不变，物体受到的合外力大小变为2N，故C错误，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
A．当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果和原来几个力的共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力就叫做这个力的分力，故A错误；
B．合力与它的两个分力的方向可以共线，或者不共线，故B错误；
C．处于共点力平衡状态的物体可以是匀速直线运动或静止，故C错误；
D．若质点在三个力作用下处于平衡状态，则三个力的合力为零，根据合成法可知任意两个力的合力与另外一个力等大反向，故D正确。
故选D。
5．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。
6．B
【详解】
根据三力的图示，知、在竖直方向的分力大小均为3个单位，方向相反，在水平方向的分力分别为6个单位和2个单位，方向与的方向相同，三个力的合力为12个单位，与的方向相同，大小是的3倍，即
故B正确，ACD错误。
故选B。
7．BC
【详解】
A．合力的大小不一定等于于两个分力大小之和，可能大于，可能小于，也可能等于，故A错误；
BC．合力的大小可能比每一个分力都大，也可能都小，也可能相等，故BC正确；
D．合力的大小可能比一个分力大而比另一个分力小，故D错误；
故选BC。
8．BC
【详解】
A．4N、8N的合力范围是4N~12N，13N不在合力范围内，则三力不可能平衡，选项A错误；
B．5N、7N的合力范围是2N~12N，11N在合力范围内，则三力可能平衡，选项B正确；
C．6N、12N的合力范围是6N~18N，15N在合力范围内，则三力可能平衡，选项C正确；
D．7N、13N的合力范围是6N~20N，22N不在合力范围内，则三力不可能平衡，选项D错误；
故选BC。
9．ABD
【详解】
A．拉橡皮条的细绳要稍微长一些，可以更好的记录拉力的方向；故A正确；
B．弹簧测力计应在使用前调零，确保测量力的准确性，故B正确；
C．两个分力F1、F2间的夹角不需取特殊值，故C错误；
D．作图时的铅笔尖一些，图的比例尽量大一些，容易作图，故D正确。
故选ABD。
10．ACD
【详解】
AB．弹簧秤挂钩结点处为研究对象受力分析，由于物体受到的摩擦力恒定，因此摩擦力不变，物体缓慢移动，因此拉力等于摩擦力大小，随着木桩的靠近，两边绳子夹角逐渐减小，由平行四边形合成法则知合力增大，则弹簧秤拉力一直增大， B错误A正确；
C．由A分析可知，绳子上拉力不变，因此木桩受到的拉力不变，根据当物块滑动至A位置时，，弹簧秤的示数为，则木桩受到绳的拉力等于，C正确；
D．根据平衡，摩擦力大小为3N，根据
解得
D正确。
故选ACD。
11．30 N 水平向右（与F1 方向相同）
【分析】
需要结合平行四边形定则，利用几何知识分析合力的大小；
【详解】
由图可知，最大恒力为F1，根据平行四边形定则，F3与F4的合力为F1，F2与F5的合力为F1，这五个力的合力为三倍的F1，所以合力的大小为30N，水平向右（与F1 方向相同）；
答案为：30N，水平向右（与F1 方向相同）；
12．平行四边形
【详解】
[1][2]共点力的运算遵循平行四边形定则，以表示要合成的两个力的有向线段为邻边所作的平行四边形的对角线表示合力．
13．(1) ；(2)80N，60N
【详解】
(1)如图所示
(2)如图做出平行四边形，可得
风力和绳子拉力的合力F为
绳子拉力F2的大小为
14．见解析
【详解】
(1)在两个分力的大小不变的情况下，两分力的夹角越小，合力就越大；两分力的夹角越大，则合力就越小。
(2)合力不一定总是大于两个分力，在两个分力的夹角为钝角时，合力就可能比分力小；当两个分力的夹角为0°时，合力最大；当两个分力的夹角为180°时，合力最小。
(3)当两个分力之间的夹角为0°时
F合=F1+F2
当两个分力之间的夹角为180°时，它们的合力
F合=∣F1-F2∣
可见，当两个分力间夹角变化时，合力F的大小和方向也会随之变化。
答案第1页，共2页
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