3.4力的合成 课后练习能力提升 (word版含答案)

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能力提升（教科版2019）
练习
一、单选题，共10小题
1．在共点力合成的实验中，根据实验数据画出力的图示，图上标出了F1、F2、F、F′四个力，其中，哪个力不是由弹簧测力计直接测得的（　　）
A．F1 B．F2 C．F D．F′
2．两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
3．下列说法中正确的是（　　）
A．一个1N的力不可能分解为4N和6N的两个力
B．一个2N的力可以分解为8N和12N的两个力
C．一个5N的力不可能分解为两个5N的力
D．一个8N的力可以分解为4N和3N的两个力
4．有三个力：，，，则（　　）
A．和可能是的两个分力 B．和可能是的两个分力
C．和可能是的两个分力 D．上述结果都不对
5．物体受到两个力F1和F2的作用，F1=6N，F2=9N，则它们的合力F的数值范围是（　　）
A．6N≤F≤9N B．3N≤F≤15N C．3N≤F≤9N D．6N≤F≤15N
6．将两个力和合成为一个力F，下述正确的是（　　）
A．、都增大，则F也一定增大
B．、可能是作用在两个不同物体上的力
C．F也一定有施力物体和受力物体
D．F可以比和都小
7．两个力大小相等，当它们夹角为90°时，合力为F，那么当它们夹角为120°时，其合力为（　　）
A．F B．F C．F D．F
8．下列关于力的合成的叙述中正确的是（　　）
A．合力的大小一定比最大的那个分力大
B．两个力夹角为θ（0<θ<π），它们的合力随θ增大而增大
C．合力是原来几个力的等效代替，合力的单独作用效果与分力的共同作用效果相同
D．不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成的运算
9．如图所示，在“共点力合成”的实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧测力计，分别用力F1和F2拉两个弹簧测力计，将结点拉至O点。开始两测力计夹角小于90°，现让F1大小不变，方向沿顺时针方向转动某一角度，且F1始终处于PO左侧，要使结点仍位于O点，则关于F2的大小和图中的θ角，下列说法中错误的是（　　）
A．增大F2的同时增大θ角 B．增大F2的同时减小θ角
C．增大F2而保持θ角不变 D．减小F2的同时增大θ角
10．已知力、夹角为150°，，若保持的大小和方向、的方向均不变，则在从零逐渐增大到8N的过程中，、的合力（　　）
A．一定逐渐增大 B．一定逐渐减小 C．可能先变小后变大 D．可能先变大后变小
二、多选题，共4小题
11．如图所示，一件重为G的行李被OA绳和OB绳吊在空中，OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2，F是以F1、F2为邻边作出的平行四边形的对角线。则（　　）
A．F1、F2的合力是G
B．F1、F2的合力是F
C．行李对OA绳的拉力为F1
D．OB绳对行李的拉力为F2
12．下列关于分力与合力的说法中，正确的有（　　）
A．分力与合力是等效替代的关系，它们不能同时作用在物体上
B．将两个力合成为一个合力，若两个分力的夹角不变，其中一个分力增大，合力一定增大
C．合力只能大于分力，不能小于分力
D．若分力大小不变，则夹角越大，合力越小
13．三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们合力F的大小，下列说法中正确的是（　　）
A．F大小的取值范围一定是0≤F≤F1＋F2＋F3
B．F可能与F1、F2、F3中的某一个力相等
C．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
D．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
14．两个共点力的大小分别为F1=15N、F2=9N，它们的合力可能等于（　　）
A．9N B．25N C．6N D．21N
三、填空题，共2小题
15．作用在一个物体上的两个共点力的合力大小随两力间的夹角变化关系如图所示，则这两个力的大小分别是_____和_____。
16．合力和分力
（1）共点力
几个力如果都作用在物体的___________，或者它们的作用线___________，这几个力叫作共点力。
（2）合力与分力
假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的___________，这几个力叫作那个力的___________。
（3）合力与分力的关系
合力与分力之间是一种___________的关系，合力作用的效果与分力___________相同。
17．同一平面内的三个共点力，大小分别为、、的三个共点力，其合力的最大值是______，最小值是______。
四、解答题，共3小题
18．如图所示，已知两个分力，，用作图的方法，求它们的合力F，比较求得的结果，判断下列说法是否正确。
（1）合力的大小可以大于、小于或等于分力的大小。
（2）夹角在0°到180°之间时，夹角越大，合力越小。
19．如图所示，一条小船在河中心向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风作用，风力大小F1为100N，方向为东偏南，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。（忽略水对船的阻力）
（1）假设绳子方向与河岸成（如图），请求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小，必要时配上合适的图形说明问题。
（2）假设岸上人拉绳的方向任意，请问人应该向哪个方向拉绳子，可以使得人的拉力最小？最小拉力是多少？必要时配上合适的图形说明问题。
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D
【详解】
F′是通过平行四边形画出的合力，是合力的理论值，不是由弹簧测力计直接测得的。
故选D。
2．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。
3．A
【详解】
A．因4N和6N的两个力的合力范围是2N~10N，则一个1N的力不可能分解为4N和6N的两个力，选项A正确；
B．因8N和12N的两个力的合力范围是4N~20N，一个2N的力不可以分解为8N和12N的两个力，选项B错误；
C．因5N和5N的两个力的合力范围是0N~10N，一个5N的力可能分解为两个5N的力，选项C错误；
D．因4N和3N的两个力的合力范围是1N~7N，一个8N的力不可以分解为4N和3N的两个力，选项D错误。
故选A。
4．D
【详解】
根据分力与合力的关系，可知A、B、C均不可能。
故选D。
5．B
【详解】
当夹角为零时合力最大，最大值为
6N+9N=15N
当夹角180°时合力最小，最小值为
9N-6N=3N
故合力的范围为3N≤F≤15N。
故选B。
6．D
【详解】
A．分力F1、F2都增大时，两分力间的夹角可能在增大，所以合力F不一定增大，故A错误；
B．F1、F2必须是同一物体上，才能进行合成，故B错误；
C．分力的共同作用效果与合力的作用效果相同，可知F的作用效果与F1、F2同时作用的效果相同，但F不是物体实际受到的力，故C错误；
D．力F可以比F1、F2其中的任何一个力都大，也可以比任何一个都小，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
依题意，当两分力夹角为90°时，有
所以可得
当两分力夹角为120°时，根据平行四边形定则，知合力与分力相等，所以
故选B。
8．C
【详解】
A．两个力的合力小于等于两力的代数和，而大于等于两力差值的绝对值，因此合力的大小可能比任意分力小，故A错误；
B．由平行四边形定则可得，当夹角θ（0<θ<π）增大时，它们的合力随夹角的增大而减小，故B错误；
C．如果一个力与几个力的效果相同，则这一个力称为那几个力的合力，故合力是原来几个力的等效代替，合力与分力具有效果相同的性质，故C正确；
D．同时作用在同一物体上的共点力，才能进行力的合成运算，故D错误。
故选C。
9．D
【详解】
A．对O点受力分析，受到两个弹簧测力计的拉力和橡皮条的拉力，由于O点位置不变，因此橡皮条长度不变，其拉力大小、方向不变，F1的大小不变，根据力的平行四边形定则作出F2的可能情况： 如图甲所示，可以增大F2的同时增大θ角，故A正确，不符合题意；
B．如图乙所示，可以增大F2的同时减小θ角，故B正确，不符合题意；
C．如图丙所示，可以增大F2而保持θ角不变，故C正确，不符合题意；
D．根据平行四边形定则可知，减小F2的同时增大θ角是不能组成平行四边形的，故D错误，符合题意。
故选D。
10．B
【详解】
从图中可以看出，当合力与垂直时，合力最小，此时为
所以在从零逐渐增大到8N的过程中，合力逐渐减小，ACD错误，B正确。
故选B。
11．BD
【详解】
AB．由题意可知F1、F2的合力是F，故A错误，B正确；
C．F1为OA绳拉行李的力，故C错误；
D．OB绳对行李的拉力为F2，故D正确。
故选BD。
12．AD
【详解】
A. 分力与合力是等效替代的关系，它们不能同时作用在物体上，故A正确；
B．若两个分力的夹角不变，其中一个分力增大，合力不一定增大，比如两分力方向相反时，其实一个力5N不变，另一个分力从3N开始增大，合力要先减小后增加，故B错误；
C．当两分力夹角为钝角时，合力一定小于其中一个或两个分力，合力可以比分力大，也可以比分力小，在特殊情况下还可以等于分力，故C错误；
D．根据平行四边形定则，若分力大小不变时夹角越大，合力越小，故D正确。
故选AD。
13．BC
【详解】
A．三个共点力，合力最大值为三个力的代数和，合力最小值不一定是零，只有当其中一个力的大小落在另外两个力的合力范围内，三个力的合力才会为零，A错误；
B．由平行四边形定则可知，F可能与F1、F2、F3中的某一个力相等，B正确；
CD．设F1=3N，F2=6N，F3＝8N，F2与F3的合力介于2N到14N之间，F1的大小处于该范围之间，只要适当调整它们之间的夹角，就能使F2、F3的合力与F1等大、反向，三力的合力就为零，同理可知，若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，三力的合力不可能为零，C正确，D错误。
故选BC。
14．ACD
【详解】
两个力同向时合力最大
两个力反向时合力最小
它们的合力取值范围为
故选ACD。
15．
【详解】
[1][2]设两个力分别为、，且，当两个力的夹角为时，合力为
当两个力的夹角为度时，合力为
联立解得
，
故这两个力的大小分别为10N和5N。
16．同一点 相交于一点 合力 分力 等效替代 效果
【详解】
（1）[1][2]由共点力的定义可知，几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于一点，这几个力叫作共点力。
（2）[3][4]根据合力与分力的定义可知，假设一个力单独作用的效果跟某几个力共同作用的效果相同，这个力就叫作那几个力的合力，这几个力叫作那个力的分力；
（3）[5][6]合力与分力之间是一种等效替代的关系，合力作用的效果与分力效果相同。
17．25 0
【详解】
[1]当三个力方向相同时合力最大，合力的最大值是12N+5N+8N=25N；
[2]因为12N和5N的合力范围是7N~17N，而8N在该合力范围内，可知三个力合力的最小值是0。
18．（1）正确；（2）正确。
【详解】
根据平行四边形定则可画出的合力如图所示
（1）由以上力的合成，可知合力的大小可以大于、小于、或等于分力的大小，故说法正确。
（2）由上图可知，两分力夹角在0°到180°之间时，夹角越大，合力越小，故正确。
19．（1），；（2）当F2的方向与河岸垂直时，F2取最小值，
【详解】
（1）如图所示，由于F1和F2与水平方向的夹角都是600，由几何关系可知
（2）如图所示，由三角形定则可知，当F2的方向与河岸垂直时，F2取最小值，由几何关系可知，F2的最小值为
答案第1页，共2页
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