3.2 力的合成 同步练习—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同步练习能力提升（沪科版2020）
练习
一、单选题，共11小题
1．下列几组力中，合力有可能为零的是（ ）
A．2N，6N，7N B．10N，20N，40N C．12N，5N，20N D．5N，10N，4N
2．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．
3．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
4．关于物理学思想方法，下列叙述不正确的是
A．演示微小形变时，运用了放大法
B．将物体看成质点，运用了理想模型法
C．求合力时，运用了等效替代法
D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了控制变量法
5．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
6．已知两个共点力的大小分别为4N和6N，则其合力的大小不可能是( )
A．2N B．6N C．10N D．14N
7．作用在物体上的两个力，、，若它们之间的夹角可任意，那么他们的合力可能是　　
A．8N B．13N C．0N D．1N
8．如图所示，一个物体受到1N、2N、3N、4N四个力作用而处于平衡．现保持1N、3N、4N三个力的方向和大小不变，而将2N的力绕O点旋转60°，此时作用在物体上的合力大小为(　　)
A．2 N B． N C．13 N D． N
9．分别表示F1 ，… ，F5五个力的有向线段构成如图所示的几何图形．已知F5 = 5 N ，水平向左．则这五个力的合力为 ( )
A．5 N ，向左 B．5 N ，向右
C．10 N ，向右 D．15 N ，向左
10．如图所示，将光滑斜面上的物体的重力mg分解为、两个力，下列结论正确的是　　
A．力、二个力的作用效果跟重力mg的作用效果相同
B．物体受mg、N、、四个力作用
C．物体受N、、三个力作用
D．是物体对斜面的正压力
11．下列几组平面共点力作用在同一物体上，不能使物体做匀速直线运动的是（　　）
A．3N 4N 6N B．1N 2N 4N
C．2N 4N 6N D．5N 5N 5N
二、多选题，共4小题
12．作用在同一物体上的三个共点力F1=5N、F2=4N、F3=10N则它们合力大小可能是（ ）
A．0 B．5N C．9N D．15N
13．两个力F1和F2间的夹角为θ，两个力的合力为F．以下说法正确的是（　　）
A．若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F就越大
B．合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大
C．如果夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，合力F有可能减小
D．如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大
14．作用于同一点的两个力，大小分别为，这两个力的合力F与的夹角为θ，则θ可能为
A．30° B．45° C．90° D．120°
15．下列关于力的说法正确的是
A．重力的方向一定竖直向下
B．滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
C．放在桌面上的物体受到的支持力是由于桌面要恢复形变而产生的
D．合力一定比分力大
三、填空题，共2小题
16．两个共点力，它们方向相同时合力为14N，它们之间的夹角为900时，合力为10N，这两个力的大小分别为___________N和_____________N．
17．作用在一个平面内，大小分别为5N、7N、10N的三个共点力，其合力的最大值是_________ N，最小值是_________ N
四、解答题，共2小题
18．如图所示，六个力中相互间的夹角为60°，大小如图所示，则它们的合力大小和方向各如何？
19．如图所示，在水平地面上放一质量为1.0 kg的木块，木块与地面间的动摩擦因数为0.6，在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2，已知F1＝3.0 N，F2＝4.0 N，g取10 N/kg，则木块受到的摩擦力为多少？若将F2顺时针转90°，此时木块在水平方向上受的合力大小为多少？
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．A
【分析】
二力合成时，合力范围为：∣F1-F2∣F∣F1+F2∣；三个力合成时，先合成两个力，如果二力合力范围包括第三个力，则三个力可能平衡．
【详解】
A、2N与6N合成最大8N，最小4N，此两个力的合力可能为7N，所以最终合力可能为零，故A正确；
B、10N和20N合成最大30N，最小10N，此两个力的合力不可能40N，所以最终合力不可能为零，故B错误；
C、12N和5N合成最大17N，最小7N，此两个力的合力不可能20N，所以最终合力不可能为零，故C错误；
D、5N和10N合成最大15N，最小5N，所以此两个力的合力不可能为4N，所以最终合力不可能为零，故D错误；
故选A
【点睛】
三力合成时合力能否为零可以借助三角形法则，只要表示三个力的三条边能组成三角形，则三个力的合力可以为零．
2．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。
3．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。
4．D
【详解】
A．演示微小形变时，为了便于观察，运用了放大法，故A正确，不符合题意；
B．将物体看做质点，运用了理想模型法，故B正确，不符合题意；
C．求合力时，运用了等效替代法，选项C正确，不符合题意；
D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，选项D错误，符合题意；
故选D.
5．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．
6．D
【详解】
两个共点力的大小分别为4N和6N，则其合力的范围为；即合力大小不可能是14N．故D正确，ABC三项错误．
7．A
【分析】
当两个力同向时，合力大小为两力大小之和，最大；当两个力反向时，合力大小等于两力大小之差，最小；即．代入、，即可得出两个力的合力范围为：；判断选项中所给各力大小是否在这个范围内，即可确定合力的可能值．
【详解】
A.满足，故A符合题意；
B.不满足，故B不符合题意；
C.不满足，故C不符合题意；
D.不满足，故D不符合题意；
故选A.
8．A
【分析】
根据“一个物体受到1N、2N、3N、4N四个力作用而处于平衡”可知，本题考查力的平衡条件，根据平行四边形定则，运用多力平衡的推论求解剩下力的合力.
【详解】
由题意可知四力的合力为零，则可知1N、3N、4N三个力的合力2N；与2N大小相等方向相反；则2N的力绕O点旋转60°，其他三力的合力不变，那么现在变为2N的两个力，其夹角成120°，因此这两个力的合力大小为2N，故A正确，B、C、D错误；故选A.
【点睛】
本题中应用了力的合成中的一个结论：当多力合成其合力为零时，任一力与其他各力的合力大小相等方向相反.
9．B
【详解】
根据矢量合成的法则可知，F1和F2的合力与F5等大反向；F3和F4的合力与F5等大反向；则这五个力的合力大小等于F5=5N，方向与F5反向，故选B.
10．A
【分析】
根据“重力mg分解为、两个力”可知，本题考查重力的作用效果分解问题，根据重力产生的两个作用效果(一个使物体下滑，一个压紧斜面),运用合力与分力的关系、平行四边形定则分析.
【详解】
A．是重力沿着斜面的分力，是重力垂直斜面的分力，力、二个力的作用效果跟重力mg的作用效果相同；故A正确.
BC．是重力沿着斜面的分力，是重力垂直斜面的分力，力mg与和是合力与分力关系，因此物体只受重力和支持力两个力；故B错误，C错误.
D．是重力垂直斜面的分力，不是物体对斜面的压力；故D错误.
【点睛】
光滑斜面上的物体的重力mg按作用效果分解为沿斜面向下和垂直于斜面两个方向的分力，注意两个分力不是物体所受到的力，两分力共同作用效果与重力作用效果相同．
11．B
【详解】
A、3N与4N的合力范围为1N到7N，而6N在此范围内，则合力可以为零，能使物体做匀速直线运动，故A不符合题意；
B、1N与2N的合力范围为1N到3N，而4N不在此范围内，故合力不可能为零，不能使物体做匀速直线运动，故B符合题意；
C、2N与4N的合力范围为2N到6N，而6N在此范围内，则合力可以为零，能使物体做匀速直线运动，故C不符合题意；
D、5N与5N的合力范围为0到10N，而5N在此范围内，则合力可以为零，能使物体做匀速直线运动，故D不符合题意；
故选B．
12．BCD
【详解】
解：F1=5N、F2=4N、F3=10N，三个力最大值等于三个力之和．即19N．
F1、F2两个力的合力最大为9N，最小为1N，F3=10N，所以三个力最小值不为0N，其最小值为1N．故BCD正确，A错误；
故选BCD．
【点评】解决本题的关键掌握两个力的合力范围，从而会通过两个力的合力范围求三个力的合力范围．
13．AC
【分析】
根据“两个力F1和F2间的夹角为θ，两个力的合力为F”、“夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，合力F有可能减小”可知，本题考查合力与分力的大小关系，根据两力合力的范围|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2，分析解答．
【详解】
A、若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F越大，故A正确；
B、由力的合成方法可知，两力合力的范围|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2，所以合力有可能大于任一分力，也可能小于任一分力，还可能与两个分力都相等，故B错误；
C、如果夹角不变，F1大小不变，只增大F2，合力F可以减小，也可以增加，故C正确；D错误；
故选AC．
14．AB
【详解】
运用三角定则作出两个力F1和F2合力F，如图，根据几何知识得到，当F2与合力F垂直时，θ最大，则有
设θ的最大值为θm，则有,θm=53°,所以θ可能为30°、45°．故选AB．
【点睛】本题实质是极值问题，采用作图法分析极值的条件是常用的方法．
15．AC
【详解】
A、重力的方向一定竖直向下，故A正确；
B、滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反，故B错误；
C、放在桌面上的物体受到的支持力是由于桌面发生形变而产生的，故C正确；
D、根据力的合成的平行四边形定则可知，合力可能大于分力，也可能等于分力，也可能小于分力，故D错误．
点睛：本题关键是明确力的概念，知道力的特点，能够结合具体性质的力分析，注意摩擦力中相对两字的含义，同时理解矢量合成法则的应用．
16．6； 8；
【详解】
力是矢量，当夹角为零时合力最大，则：；
当它们之间的夹角为时，合力为：
联立得：；
故答案为6N，8N
【点睛】
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，则：；当它们之间的夹角为900时，合力为．
17．22N 0
【详解】
三个共点力合力的最大值，为三个力之和，即为22N，因为这三个力可以构成三角形，所以其合力最小为零
故答案为22；0
18．6F，方向与5F的方向相同
【分析】
在同一条直线的力的合力，可以直接计算得到，再根据两个合力之间的夹角为60°计算总的合力的大小．
【详解】
F与4F的合力为F1=3F，方向与4F同向；
2F与5F的合力为F2=3F，方向与5F同向；
3F与6F的合力为F3=3F，方向与6F同向，
根据平行四边形定则，因F1与F3的合力方向与5F同向，与5F的合力，方向与5F的方向相同．
19．5.0 N　1.0 N
【详解】
试题分析：根据力的合成，即可求出两个拉力的合力，由受力平衡，可确定木块受到的摩擦力的大小与方向；若F2顺时针90°，同理，即可求解．
由图可知，根据力的平行四边形定则，可得两个拉力的合力大小，根据受力平衡条件，则有木块受到的摩擦力为5N；
当将F2顺时针90°，则两个拉力的合力大小为7N，因滑动摩擦力的大小f=μN=0.6×10=6N；
所以此时木块在水平方向受到的合力大小F合=T-f=7-6=N
点晴：考查力的合成与分解，掌握力的平行四边形定则，理解受力平衡的条件．答案第1页，共2页
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