3.2力的合成 同步练习基础过关-2021-2022学年高一上学期物理沪科版（2020）必修第一册（word版含答案）

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新学期同步练习基础过关（沪科版2020）
练习
一、单选题，共11小题
1．将一个大小为2018N的力进行分解,以下四组可能正确的是( )
A．F1=1000N，F2=1000N B．F1=2021N，F2=202lN
C．F1=2021N，F2=1N D．F1=1314N，F2=251N
2．作用在同一个物体上的三个共点力，可以使物体做匀速直线运动的是
A．3N、3N、8N B．10N、5N、2N C．6N、6N、6N D．1N、7N、15N
3．从科学方法而言物理学中“用一个力代替几个力，且效果相同”，所运用的方法是（ ）
A．控制变量 B．等效代替 C．理想实验 D．建立模型
4．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
5．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
6．有两个大小恒定的共点力，它们的合力大小F与两力之间夹角θ的关系如图所示，则这两个力的大小分别是
A．6N和3N B．9N和3N C．9N和6N D．12N和6N
7．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
8．下面关于合力与分力的大小关系，下列叙述正确的是(　　)
A．合力必定大于分力 B．合力至少大于某个分力
C．合力可以比任意一个分力都小，而且可能为零 D．合力不可能和两个分力的大小都相等
9．有两个共点力，F1= 2N，F2= 4N，它们的合力F的大小可能是（ ）
A．1N
B．7N
C．5N
D．9N
10．如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为，两根相同的橡皮条自由长度均为，在两橡皮条的末端用一块软羊皮（长度不计）做成皮兜。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为（弹性限度内），则发射过程中皮兜对弹丸的最大作用力为（　　）
A． B． C． D．
11．以下几组共点力分别作用在物体上，有可能使物体所受合力为零的是( )
A．10Ｎ，50Ｎ，100Ｎ. B．5Ｎ，10Ｎ，20Ｎ.
C．10Ｎ，40Ｎ，5Ｎ. D．30Ｎ，40Ｎ，50Ｎ.
二、多选题，共4小题
12．作用于同一点的两个力，大小分别为F1 =5N，F2 =4N，这两个力的合力F与F1的夹角为θ，则θ可能为
A．30 B．45 C．60 D．75
13．力F1和F2的合力大小为10N，其中F1的大小为5N，则F2的大小可能为（　　）
A．4N B．5N C．14N D．16N
14．在“探究求合力的方法”，的实验中，实验装置如图所示，关于实验时应注意的事项，其中正确的是 （选填字母符号）
A．拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行
B．与橡皮条相连的细绳越短，实验效果越好
C．拉力F1和F2夹角越大越好
D．弹簧秤的拉力要适当大一些
15．研究两个共点力的合力实验中，得出F合随夹角变化的规律如图所示， 则下列说法中正确的是（ ）
A．两个分力分别为8 N、10 N
B．两个分力分别为6 N、8 N
C．2 N≤F合≤12 N
D．2 N≤F合≤14 N
三、填空题，共2小题
16．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______。
17．F1、F2、F3是作用在一个物体上的共点力，物体处于静止，撤去F3后，物体所受合力的大小为______，方向是______．
四、解答题，共2小题
18．水平地面上放着一个箱子，当它受到一个水平向东的16N的拉力和一个水平向南12N的拉力作用时，这两个拉力的合力大小为多少？方向指向哪里？
19．两个人共同拉一头牛，每人的拉力大小和方向如图所示。请用图示法求出牛所受拉力的合力。
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．B
【详解】
F1=1000N，F2=1000N的合力范围是：，而2018N不在此范围内，故A错误；F1=2021N，F2=202lN的合力范围是：，而2018N在此范围内，故B正确；F1=2021N，F2=1N的合力范围是：，而2018N不在此范围内，故C错误；F1=1314N，F2=251N的合力范围是：，而2018N不在此范围内，故D错误．所以B正确，ACD错误．
2．C
【分析】
物体做匀速直线运动的条件是合力为零．判断各选项中的三个力的合力能否为零．常用的方法是先找出其中两个力的合力范围，看看第三个力是否在这两个力的合力的范围之内，在范围之内合力可以为零，否则则不能．
【详解】
3N和3N的合力范围是0N≤F合≤6N，第三个力8N不在这个范围之内，这三个力的合力不可以为零，不能使物体做匀速直线运动，故A错误．10N和5N的合力范围是5N≤F合≤15N，第三个力2N不在其范围之内，这三个力的合力不可以为零，不能够使物体做匀速直线运动．故B错误．6N和6N的合力范围是0N≤F合≤12N，第三个力6N在其范围之内，这三个力的合力可以为零，能够使物体做匀速直线运动，故C正确．1N和7N的合力范围是6N≤F合≤8N，第三个力15N不在其范围之内，这三个力的合力不可以为零，不能够使物体做匀速直线运动，故D错误．故选C．
【点睛】
判断三个力的合力能否为零，首先判断其中两个力的合力范围是关键．两个力的合力最小时是二力在同一条直线上且方向相反，最小合力大小是二力大小的差，方向沿着较大的力的方向；两个力的合力最大时是二力在同一条直线上且方向相同，最大合力大小是二力的代数和，方向与原二力的方向相同．
3．B
【详解】
试题分析：物理学中“用一个力代替几个力，且效果相同”指的是等效替代，在力的合成中运用到．控制变量在“探究加速度a与力F、质量m之间的关系“中有所运用，教材中理想实验有伽利略理想实验推翻亚里士多德关于力和运动之间关系的材料．
考点：物理学史
点评：此类题型考查了物理上常见的分析方法或思想，常见的题型还有考查科学家的最突出的贡献，或者对某一规律、定律的贡献等．
4．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.
5．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。
6．B
【分析】
由图读出两力夹角分别为0和π时合力大小．当两力夹角为0时，合力等于两分力之和．当两力夹角为π时，合力大小等于两力之差．
【详解】
设两个力大小分别为F1、F2，由图得到：当两力夹角为0时，F1+F2=12N；当两力夹角为π时，F1-F2=6N，联立解得：F1=9N，F2=3N，故B正确，ACD错误；故选B．
7．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。
8．C
【详解】
ABC、不在同一条直线上的两个力合成时，遵循平行四边形定则，故合力可能大于、小于或等于任意一个分力，甚至为零，故AB错误，C正确；
D、当两个大小相等的分力，且夹角120°时，其合力可以和两个分力的大小都相等，故D错误．
9．C
【分析】
二力合成遵循平行四边形定则，同向时合力最大，反向时合力最小，合力范围：|F1+F2|≥F≥|F1-F2|．
【详解】
二力合成时合力范围：|F1+F2|≥F≥|F1-F2|；故合力最大6N，最小2N，之间任意结果都可以；则5N可能，1N，7N，9N不可能．故选C．
10．C
【详解】
当橡皮条的长度为时，皮兜对弹丸有最大作用力，为
根据几何关系
解得
故选C。
11．D
【分析】
物体做匀速直线运动的条件是所受到的外力的合力为零．判断各选项中的三个力的合力能否为零为零．常用的方法是先找出其中两个力的合力范围，看看第三个力是否在这两个力的合力的范围之内，在范围之内合力可以为零，否则不能．
【详解】
A、10N和50N的合力范围是40N≤F合≤60N，第三个力100N不在其范围之内，这三个力的合力不可以为零，故A错误．
B、5N和10N的合力范围是5N≤F合≤15N，第三个力20N不在其范围之外，这三个力的合力不可以为零，故B错误．
C、10N和40N的合力范围是30N≤F合≤50N，第三个力5N不在其范围之内，这三个力的合力不可以为零，故C错误．
D、30N和40N的合力范围是10N≤F合≤70N，第三个力50N在其范围之内，这三个力的合力可以为零，故D正确．
12．AB
【详解】
利用题中两个力的大小作平行四边形，可知两个力的合力F与F1的夹角为θ最大值为530，故小于这个角度的均满足要求，AB正确
13．BC
【详解】
力F1和F2的合力大小为10N，其中F1的大小为5N，当力F1和F2方向相反时，力F2有最大值为15N，当力F1和F2方向相同时，力F2有最小值为5N，所以,故BC对；AD错；
故选BC
14．AD
【详解】
A.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A正确；
B.与橡皮条相连的细绳要适当的长些，这样在确定力的方向时误差较小，选项B错误；
C.为了减小实验的误差，两分力的夹角不能太大，也不能太小，故C错误；
D.弹簧秤的拉力要适当大一些，这样在确定力的大小时误差较小，选项D正确；
故选AD。
15．BD
【详解】
试题分析：解答此题时，要从力的大小和方向两个方面来考虑，在分析各选项时千万不能漏掉力的方向．
（1）如果二力在同一条直线上，根据力的合成计算合力的大小，即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和；
同一直线反方向二力的合力等于二力之差．
（2）如果二力不在同一条直线上，合力大小介于二力之和与二力之差之间；
解：由图可知：当两力夹角为180°时，两力的合力为2N，而当两力夹角为90°时，两力的合力为10N．则这两个力分别为6N、8N．
A、两个力分别为6N、8N，故A错误；
B、两个力分别为6N、8N，故B正确；
C、此合力的变化范围是2N≤F≤14N，故C错误，D正确；
故选BD．
【点评】解此题关键是要理解合力的大小范围：大于两力之差，小于两力之和；分析时考虑问题要全面，既要考虑到两个力同向，也要考虑反向的情况．
16．25 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。
17． ； 的反方向；
【详解】
F1、F2、F3是作用在一个物体上的共点力,物体处于静止，则物体处于平衡状态，所受合外力为零，即F1、F2、F3的合力为零，则F1、F2的合力与F3大小相等，方向相反；现撤去F3，保持其他两个力不变，则物体所受到的合力大小等于F3，方向与F3的方向相反；
故答案为F3；与F3的方向相反．
【点睛】
根据物体的受力情况，应用平衡条件与力的合成知识分析答题．
18．20N，与水平向南的夹角为
【详解】
由题意可知，两力相互垂直，根据力的平行四边形定则，结合三角知识，则有两个拉力的合力大小
合力的方向与水平向南的夹角为，则有
解得
方向与水平向南的夹角为。
【名师点睛】
考查力的合成法则，掌握三角知识，注意夹角的求解，同时注意两力相互垂直是解题的突破口。
19．180N
【详解】
取一定长度的线段表示40N，把F1、F2两个力的图示画出来，以代表F1、F2的有向线段为邻边作平行四边形，平行四边形的对角线就表示了合力的大小和方向，如图所示：
用刻度尺量得表示合力的线段长为4.5个单位长度，合力为
方向如图所示答案第1页，共2页
答案第1页，共2页