3.2力的合成 课后练习基础过关(word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.2力的合成 课后练习基础过关(word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 225.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 其它版本 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-16 11:54:58 | ||
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文档简介
第三章相互作用与力的平衡--第二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（沪科版2020）
练习
一、单选题，共12小题
1．如图所示，物块受到F1、F2两个水平拉力作用．已知F1和F2分别为5N 和3N，那么这两个拉力的合力为（ ）
A．2N B．3N C．5N D．8N
2．F1、F2为相互垂直的两个共点力，已知F1=4N，F2=3N，则F1、F2的合力大小为（ ）
A．7N B．5N C．3N D．1N
3．将一个力F分解为两个力F1、F2，下列情况不可能的是
A．F1或F2垂直于F B．F1或F2的大小等于F
C．F1和F2的大小都等于F D．F1、F2的大小和方向都与F相同
4．在平面内有作用于同一点的四个力，以力的作用点为坐标原点O，四个力的方向如图所示，其中F1=6N，F2=8N，F3=4N，F4=2N，这四个力的合力方向指向（ ）
A．第一象限 B．第二象限
C．第三象限 D．第四象限
5．作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是3 N，另一个力的大小是6 N，它们合力的大小不可能是
A．8 N B．6 N C．4 N D．2N
6．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
7．一位体操运动员在水平地面上做倒立动作，下列图中沿每只手臂受到的力最小的是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，作用于O点的三个力合力为零，设其中一个力大小为F1，沿－y方向，力F2的大小未知，方向与+x方向夹角为θ，下列说法正确的是 （ ）
A．力F3只可能在第二象限
B．力F3与F2夹角越小，则F3与F2越小
C．F3的最小值为F1cosθ
D．力F3可能在第三象限的任意区
9．下列说法中错误的是（ ）
A．力的合成遵循平行四边形定则
B．一切矢量的合成都遵循平行四边形定则
C．以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线都是它们的合力
D．与两个分力共点的那一条对角线所表示的力是它们的合力
10．一物体受到三个共点力F1、F2、F3共同作用，其力的矢量关系如图所示，则它们的合力大小是（ ）
A．0 B．2F1
C．F3 D．2F2
11．已知力F的大小为10N，要把它分解成两个力，以下关于两分力大小不可能的是（ ）
A．6N，6N B．3N，4N C．100N，100N D．428N，419N
12．一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的图示如图所示（小方格边长相等），已知力F3的大小为4N，则下列说法正确的是（ ）
A．三力的合力大小为（3++4）N，方向不确定
B．三力的合力大小为12N，方向与F3同向
C．三力的合力大小为8N，方向与F3同向
D．由题给条件无法求出三力的合力大小
二、多选题，共4小题
13．下列物理量在运算过程中遵循平行四边形定则的有
A．位移 B．加速度 C．质量 D．时间
14．大小为4 N,7 N,9 N的三个共点力作用在一个物体上，则( )
A．物体所受的合力的最大值为20 N
B．三个力合力的最小值为2 N
C．三个力合力的最小值为零
D．三个力的合力可能是5 N
15．关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法不正确的是：
A．合力的大小随两分力夹角增大而增大;
B．合力的大小不能小于最小的分力
C．当两个力互成90角时，其合力最大
D．两个分力夹角小于180时,合力大小随夹角减小而增大．
16．物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，则这三个力可能的取值为：
A．15N、5N、6N B．3N、6N、4N
C．1N、2N、10N D．8N、6N、3N
三、填空题，共2小题
17．同一平面内的三个共点力，大小分别为4N、6N、7N ，若这三个力同时作用于某一物体上，则该物体所受三力的合力的最大值为 _______ N，最小值为 ___________ N．
18．某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，根据测量结果在白纸上画出如图所示的图，其中O为橡皮筋与细绳的结点．则图中的______ 是F1和F2的合力的理论值；______是F1和F2的合力的实际测量值．
四、解答题，共2小题
19．如图所示，电线杆BD重800N，水平电线AB的拉力为600N，牵引索BC的拉力为1000N，电线和牵引索对电线杆的共同作用恰好不会引起竖直电线杆发生偏斜，试用作图法求出电线和牵引索对电线杆拉力的合力大小，电线杆对地面的压力有多大？
20．物体只受两个力F1和F2的作用，其中F1=30N，方向水平向右；F2=40N，方向竖直向下．求解这两个力的合力F的大小和方向．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
F1＝5N，F2＝3N，它们的方向相反，所以合力的大小为F合＝5﹣3＝2N，故A正确，BCD错误；故选A．
2．B
【详解】
力的矢量叠加遵循平行四边形定则，有
故B正确，ACD错误。
故选B。
3．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可能；
B、根据平行四边形定则，其中一个分力的大小可以等于F 是可能的，故B可能误；
CD、根据平行四边形定则，两个分力的大小可以与F的大小相等，但不可能大小和方向都与F相同，故D不可能，C可能；
本题选择不可能的，故选D．
【点睛】
力的合成和分解遵循平行四边形定则，合力的大小可能比分力大，可能比分力小，也有可能与分力大小相等．
4．A
【详解】
F1=6N，方向沿x轴的正向；F3=4N，沿x轴负向；故F1与F3的合力F13沿着x轴的正方向，为2N；F2=8N，沿y轴正向；F4=2N，沿y轴负向；故F2与F4的合力F24为6N，沿着y轴正方向；最后再将F13与F24合成，故合力
F1234N
指向第一象限。
故选A。
5．D
【分析】
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，为F1+F2，夹角180°时合力最小，为|F1-F2|，当夹角从180°到0°之间变化时，有|F1-F2|≤F≤F1+F2，在此范围内所有的值均有可能．超出这个范围就不可能．据此计算回答．
【详解】
本题中，F1=3N，F2=6N，故合力范围为：3N≤F≤9N；所以不可能的为D.
6．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。
7．A
【详解】
以运动员为研究对象，运动员受到重力和沿两手臂方向的支持力作用，沿两手臂方向的支持力的合力与重力大小相等。在合力一定时，两分力的夹角越小，两分力就越小，BCD错误，A正确。
故选A。
8．C
【详解】
A．三个力平衡时，合力必须为零，任意两个力的合力与第三力必须大小相等、方向相反，所以可知：力F3可能在第二象限的任意方向上，也可能在第三象限，故A错误；
B．根据平衡条件得知F3与F2的合力与F1大小相等、方向相反，F1大小不变，所以力F3与F2夹角越小时，F3与F2的合力不变，故B错误；
C．由几何知识知，当F2⊥F3时，即虚线位置时，F3有最小值，且最小值为
F1sin（90°-θ）=F1cosθ
故C正确；
D．通过作图可知
当F1、F2的合力F可以在F1与F2之间的任意方向，而三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故力F3只能在F1与F2之间的某个方向的反方向上，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】
平行四边形定则是矢量的合成法则，比如力、速度、加速度的合成均遵循平行四边形定则，故AB正确；需要注意的是合力用与两分力共点的对角线表示，故C错误，D正确．
10．D
【详解】
根据三角形定则，F1与F3的合力等于从F1的起点到F3的终点的有向线段，即与F2相同，合力等于2倍的F2，故D正确，ABC错误；
故选D。
11．B
【分析】
根据合力F和两分力F1、F2之间的关系|F1-F2|≤F≤|F1+F2|，求出两个力的合力范围，判断哪一组合力不可能为10N．
【详解】
A、根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|，6N和6N的合力范围为[0N，12N]，可能为10N．
B、根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|，3N和4N的合力范围为[1N，7N]，不可能为10N．
C、根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|，100N和100N的合力范围为[0N，200N]，可能为10N．
D、根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|，428N和419N的合力范围为[9N，847N]，可能为10N．
本题选不可能的，故选B．
【点睛】
本题考查合力和分力之间的关系．合力F和两分力F1、F2之间的关系为|F1-F2|≤F≤|F1+F2|．
12．B
【分析】
先根据平行四边形定则求出F1、F2的合力，再跟F3合成，求出最终三个力的合力．
【详解】
根据平行四边形定则，出F1、F2的合力如图所示：
合力的大小等于2F3，方向与F2相同，再跟F3合成，两个力同向，则三个力的合力大小为3F3=12N，方向与F3同向，故B正确，A，C，D错误；故选B.
【点睛】
解决本题的关键知道合力与分力遵循平行四边形定则，会根据作图法，运用平行四边形定则求合力．
13．AB
【详解】
位移和加速度都是既有大小，又有方向的矢量，运算时遵循平行四边形定则，而质量和时间是只有大小，没有方向的标量，运算时遵循代数加减法则．故选AB．
【点睛】矢量运算时遵循平行四边形定则，而矢量是既有大小，又有方向的物理量．
14．ACD
【详解】
这三个力任意两个力之和大于第三个力，任意两个力只差小于第三个力，所以这三个力的合力为，5N处于这个范围之内，所以合力可能为5N，故ACD正确．
15．ABC
【详解】
根据力的矢量合成法则可知，合力大小随两力夹角增大而减小，所以A错误；分力与合力的关系遵从平行四边形定则，合力的大小可能小于两个力中的最小者，故B错误；当两个力互成0角时，其合力最大，选项C错误；当夹角θ＜180°时，由公式可知随着θ减小而增大，故D正确；此题选择不正确的选项，故选ABC．
16．BD
【详解】
因物体做匀速直线运动，所以所受的合力为零，因为是三个力，我们可让前两个先合成，再和第三个合成：
A、15N、5N两个力的合力范围是：，第三个力是6N，所以合力不可能为零，故A错误；
B、3N、6N两个力的合力范围是：，第三个力是4N，所以合力可能为零，故B正确；
C、1N、2N两个力的合力范围是：，第三个力是10N，所以合力不可能为零，故C错误；
D、8N、6N两个力的合力范围是：，第三个力是3N，所以合力可能为零，故D正确．
点睛：物体受共点力作用而作匀速直线运动，说明这3个力的合力为零，只需要找出合力可能为零的一组．
17．17 0
【详解】
三个共点力的方向都相同的时候合力最大，所以最大值为4N+6N+7N=17N；4N和6N和合力的范围是2N≤F≤10N，7N在这个范围内，当4N和6N和合力为7N，并且与第三个力7N方向相反的时候，所以合力最小就是0，所以合力的最小值为0N．
18．F，F′
【详解】
解：本实验采用了“等效法”，F1与F2的合力的实际值测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而理论值是通过平行四边形定则得到的值．所以F是F1和F2的合力的理论值，F′F1和F2的合力的实际测量值．
故答案为F，F′．
【点评】要解答本题应熟练掌握实验的目的及原理，根据实验的原理分析实验．
19．800N；1600N
【详解】
据题可得，电线和牵引索对电线杆拉力的合力竖直向下，如图所示
由几何关系可知，合力大小
可得电线杆对地面的压力大小
20．50N，合力的方向与分力F2间的夹角是37°斜向右下
【详解】
试题分析：根据平行四边形法则可知，这两个力的合力F的大小为；合力F与F1的夹角为，方向斜向右下．
考点：平行四边形法则答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
练习
一、单选题，共12小题
1．如图所示，物块受到F1、F2两个水平拉力作用．已知F1和F2分别为5N 和3N，那么这两个拉力的合力为（ ）
A．2N B．3N C．5N D．8N
2．F1、F2为相互垂直的两个共点力，已知F1=4N，F2=3N，则F1、F2的合力大小为（ ）
A．7N B．5N C．3N D．1N
3．将一个力F分解为两个力F1、F2，下列情况不可能的是
A．F1或F2垂直于F B．F1或F2的大小等于F
C．F1和F2的大小都等于F D．F1、F2的大小和方向都与F相同
4．在平面内有作用于同一点的四个力，以力的作用点为坐标原点O，四个力的方向如图所示，其中F1=6N，F2=8N，F3=4N，F4=2N，这四个力的合力方向指向（ ）
A．第一象限 B．第二象限
C．第三象限 D．第四象限
5．作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是3 N，另一个力的大小是6 N，它们合力的大小不可能是
A．8 N B．6 N C．4 N D．2N
6．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
7．一位体操运动员在水平地面上做倒立动作，下列图中沿每只手臂受到的力最小的是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．如图所示，作用于O点的三个力合力为零，设其中一个力大小为F1，沿－y方向，力F2的大小未知，方向与+x方向夹角为θ，下列说法正确的是 （ ）
A．力F3只可能在第二象限
B．力F3与F2夹角越小，则F3与F2越小
C．F3的最小值为F1cosθ
D．力F3可能在第三象限的任意区
9．下列说法中错误的是（ ）
A．力的合成遵循平行四边形定则
B．一切矢量的合成都遵循平行四边形定则
C．以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线都是它们的合力
D．与两个分力共点的那一条对角线所表示的力是它们的合力
10．一物体受到三个共点力F1、F2、F3共同作用，其力的矢量关系如图所示，则它们的合力大小是（ ）
A．0 B．2F1
C．F3 D．2F2
11．已知力F的大小为10N，要把它分解成两个力，以下关于两分力大小不可能的是（ ）
A．6N，6N B．3N，4N C．100N，100N D．428N，419N
12．一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的图示如图所示（小方格边长相等），已知力F3的大小为4N，则下列说法正确的是（ ）
A．三力的合力大小为（3++4）N，方向不确定
B．三力的合力大小为12N，方向与F3同向
C．三力的合力大小为8N，方向与F3同向
D．由题给条件无法求出三力的合力大小
二、多选题，共4小题
13．下列物理量在运算过程中遵循平行四边形定则的有
A．位移 B．加速度 C．质量 D．时间
14．大小为4 N,7 N,9 N的三个共点力作用在一个物体上，则( )
A．物体所受的合力的最大值为20 N
B．三个力合力的最小值为2 N
C．三个力合力的最小值为零
D．三个力的合力可能是5 N
15．关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法不正确的是：
A．合力的大小随两分力夹角增大而增大;
B．合力的大小不能小于最小的分力
C．当两个力互成90角时，其合力最大
D．两个分力夹角小于180时,合力大小随夹角减小而增大．
16．物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，则这三个力可能的取值为：
A．15N、5N、6N B．3N、6N、4N
C．1N、2N、10N D．8N、6N、3N
三、填空题，共2小题
17．同一平面内的三个共点力，大小分别为4N、6N、7N ，若这三个力同时作用于某一物体上，则该物体所受三力的合力的最大值为 _______ N，最小值为 ___________ N．
18．某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，根据测量结果在白纸上画出如图所示的图，其中O为橡皮筋与细绳的结点．则图中的______ 是F1和F2的合力的理论值；______是F1和F2的合力的实际测量值．
四、解答题，共2小题
19．如图所示，电线杆BD重800N，水平电线AB的拉力为600N，牵引索BC的拉力为1000N，电线和牵引索对电线杆的共同作用恰好不会引起竖直电线杆发生偏斜，试用作图法求出电线和牵引索对电线杆拉力的合力大小，电线杆对地面的压力有多大？
20．物体只受两个力F1和F2的作用，其中F1=30N，方向水平向右；F2=40N，方向竖直向下．求解这两个力的合力F的大小和方向．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
F1＝5N，F2＝3N，它们的方向相反，所以合力的大小为F合＝5﹣3＝2N，故A正确，BCD错误；故选A．
2．B
【详解】
力的矢量叠加遵循平行四边形定则，有
故B正确，ACD错误。
故选B。
3．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可能；
B、根据平行四边形定则，其中一个分力的大小可以等于F 是可能的，故B可能误；
CD、根据平行四边形定则，两个分力的大小可以与F的大小相等，但不可能大小和方向都与F相同，故D不可能，C可能；
本题选择不可能的，故选D．
【点睛】
力的合成和分解遵循平行四边形定则，合力的大小可能比分力大，可能比分力小，也有可能与分力大小相等．
4．A
【详解】
F1=6N，方向沿x轴的正向；F3=4N，沿x轴负向；故F1与F3的合力F13沿着x轴的正方向，为2N；F2=8N，沿y轴正向；F4=2N，沿y轴负向；故F2与F4的合力F24为6N，沿着y轴正方向；最后再将F13与F24合成，故合力
F1234N
指向第一象限。
故选A。
5．D
【分析】
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，为F1+F2，夹角180°时合力最小，为|F1-F2|，当夹角从180°到0°之间变化时，有|F1-F2|≤F≤F1+F2，在此范围内所有的值均有可能．超出这个范围就不可能．据此计算回答．
【详解】
本题中，F1=3N，F2=6N，故合力范围为：3N≤F≤9N；所以不可能的为D.
6．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。
7．A
【详解】
以运动员为研究对象，运动员受到重力和沿两手臂方向的支持力作用，沿两手臂方向的支持力的合力与重力大小相等。在合力一定时，两分力的夹角越小，两分力就越小，BCD错误，A正确。
故选A。
8．C
【详解】
A．三个力平衡时，合力必须为零，任意两个力的合力与第三力必须大小相等、方向相反，所以可知：力F3可能在第二象限的任意方向上，也可能在第三象限，故A错误；
B．根据平衡条件得知F3与F2的合力与F1大小相等、方向相反，F1大小不变，所以力F3与F2夹角越小时，F3与F2的合力不变，故B错误；
C．由几何知识知，当F2⊥F3时，即虚线位置时，F3有最小值，且最小值为
F1sin（90°-θ）=F1cosθ
故C正确；
D．通过作图可知
当F1、F2的合力F可以在F1与F2之间的任意方向，而三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故力F3只能在F1与F2之间的某个方向的反方向上，故D错误。
故选C。
9．C
【详解】
平行四边形定则是矢量的合成法则，比如力、速度、加速度的合成均遵循平行四边形定则，故AB正确；需要注意的是合力用与两分力共点的对角线表示，故C错误，D正确．
10．D
【详解】
根据三角形定则，F1与F3的合力等于从F1的起点到F3的终点的有向线段，即与F2相同，合力等于2倍的F2，故D正确，ABC错误；
故选D。
11．B
【分析】
根据合力F和两分力F1、F2之间的关系|F1-F2|≤F≤|F1+F2|，求出两个力的合力范围，判断哪一组合力不可能为10N．
【详解】
A、根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|，6N和6N的合力范围为[0N，12N]，可能为10N．
B、根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|，3N和4N的合力范围为[1N，7N]，不可能为10N．
C、根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|，100N和100N的合力范围为[0N，200N]，可能为10N．
D、根据|F1-F2|≤F≤|F1+F2|，428N和419N的合力范围为[9N，847N]，可能为10N．
本题选不可能的，故选B．
【点睛】
本题考查合力和分力之间的关系．合力F和两分力F1、F2之间的关系为|F1-F2|≤F≤|F1+F2|．
12．B
【分析】
先根据平行四边形定则求出F1、F2的合力，再跟F3合成，求出最终三个力的合力．
【详解】
根据平行四边形定则，出F1、F2的合力如图所示：
合力的大小等于2F3，方向与F2相同，再跟F3合成，两个力同向，则三个力的合力大小为3F3=12N，方向与F3同向，故B正确，A，C，D错误；故选B.
【点睛】
解决本题的关键知道合力与分力遵循平行四边形定则，会根据作图法，运用平行四边形定则求合力．
13．AB
【详解】
位移和加速度都是既有大小，又有方向的矢量，运算时遵循平行四边形定则，而质量和时间是只有大小，没有方向的标量，运算时遵循代数加减法则．故选AB．
【点睛】矢量运算时遵循平行四边形定则，而矢量是既有大小，又有方向的物理量．
14．ACD
【详解】
这三个力任意两个力之和大于第三个力，任意两个力只差小于第三个力，所以这三个力的合力为，5N处于这个范围之内，所以合力可能为5N，故ACD正确．
15．ABC
【详解】
根据力的矢量合成法则可知，合力大小随两力夹角增大而减小，所以A错误；分力与合力的关系遵从平行四边形定则，合力的大小可能小于两个力中的最小者，故B错误；当两个力互成0角时，其合力最大，选项C错误；当夹角θ＜180°时，由公式可知随着θ减小而增大，故D正确；此题选择不正确的选项，故选ABC．
16．BD
【详解】
因物体做匀速直线运动，所以所受的合力为零，因为是三个力，我们可让前两个先合成，再和第三个合成：
A、15N、5N两个力的合力范围是：，第三个力是6N，所以合力不可能为零，故A错误；
B、3N、6N两个力的合力范围是：，第三个力是4N，所以合力可能为零，故B正确；
C、1N、2N两个力的合力范围是：，第三个力是10N，所以合力不可能为零，故C错误；
D、8N、6N两个力的合力范围是：，第三个力是3N，所以合力可能为零，故D正确．
点睛：物体受共点力作用而作匀速直线运动，说明这3个力的合力为零，只需要找出合力可能为零的一组．
17．17 0
【详解】
三个共点力的方向都相同的时候合力最大，所以最大值为4N+6N+7N=17N；4N和6N和合力的范围是2N≤F≤10N，7N在这个范围内，当4N和6N和合力为7N，并且与第三个力7N方向相反的时候，所以合力最小就是0，所以合力的最小值为0N．
18．F，F′
【详解】
解：本实验采用了“等效法”，F1与F2的合力的实际值测量值为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向，而理论值是通过平行四边形定则得到的值．所以F是F1和F2的合力的理论值，F′F1和F2的合力的实际测量值．
故答案为F，F′．
【点评】要解答本题应熟练掌握实验的目的及原理，根据实验的原理分析实验．
19．800N；1600N
【详解】
据题可得，电线和牵引索对电线杆拉力的合力竖直向下，如图所示
由几何关系可知，合力大小
可得电线杆对地面的压力大小
20．50N，合力的方向与分力F2间的夹角是37°斜向右下
【详解】
试题分析：根据平行四边形法则可知，这两个力的合力F的大小为；合力F与F1的夹角为，方向斜向右下．
考点：平行四边形法则答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
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