3.4力的合成精选题集训(Word版含答案)

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名称 3.4力的合成精选题集训(Word版含答案)
格式 docx
文件大小 120.6KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-02-03 18:36:46

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文档简介

人教版(2019)力的合成精选题集训
一.选择题(共16小题)
1.如图是由F1,…,F6六个力分别首尾相连构成的几何图形。已知F4=10N,水平向左,则这六个力的合力的大小和方向为(  )
A.10N,水平向左 B.10N,水平向右
C.20N,水平向左 D.20N,水平向右
2.已知三个共点力的合力为零,则这三个力的大小可能为(  )
A.15N,5N,6N B.3N,6N,4N C.1N,2N,10N D.1N,6N,3N
3.一物体受到三个公共点力F1、F2、F3的作用,且表示三个力的有向线段恰好构成首尾相连的三角形,如图所示.可知该物体受到的合力为(  )
A.0 B.2F1 C.2F2 D.2F3
4.两个共点力F1=F2=5N,夹角为60°,则这两个力的合力为(  )
A.5N B.10N C.10N D.5N
5.下列各组共点的三个力,合力可能为零的有(  )
A.3N、4N、8N B.3N、5N、1N C.3N、7N、2N D.7N、9N、16N
6.同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是(  )
A.3N、4N、5N B.3N、5N、9N C.4N、6N、11N D.5N、6N、12N
7.大小分别为15N和20N的两个力,同时作用在一个物体上,对于合力F大小的估计,正确的说法是(  )
A.15N≤F≤20N B.0N≤F≤35N C.5N≤F≤35N D.15N≤F≤35N
8.关于合力与分力的关系,下列说法中正确的是(  )
A.合力的大小一定大于小的分力,小于大的那个分力
B.合力的大小随分力夹角的增大而增大
C.合力的大小一定大于任意一个分力
D.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力
9.同一平面内的三个力,大小分别为4N、6N、8N,若三个力同时作用于某一物体,则该物体所受三个力合力的最大值和最小值分别为(  )
A.18N;0 B.18N;2N C.10N;0 D.14N;0N
10.N(N≥10 )个共点力作用在一个质点上,使质点处于平衡状态.当其中的F1逐渐减小时,物体所受的合力(  )
A.逐渐增大,与F1同向 B.逐渐增大,与F1反向
C.逐渐减小,与F1同向 D.逐渐减小,与F1反向
11.两个分力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则(  )。
A.F1、F2同时增大一倍,F增大二倍
B.F1、F2同时增加10N,F也增加10N
C.F1增加10N,F2减少10N,F一定不变
D.若F1、F2中的一个增大,F不一定增大
12.两个共点力的大小为F1=15N,F2=8N,它们的合力不可能等于(  )
A.9N B.25N C.8N D.21N
13.物体同时受到同一平面内三个力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是(  )
A.5 N,7 N,8 N B.5 N,2 N,3 N
C.5 N,1 N,10 N D.10 N,10 N,10 N
14.物体受共点力F1、F2、F3的作用保持静止,则这三个力可能是(  )
A.15N、5N,8N B.6N、6N、6N C.12N、14N、1N D.8N、12N、3N
15.已知相互垂直的两个共点力合力为40N,其中一个力的大小为20N,则另一个力的大小是(  )
A.10N B.20N C.60N D.20N
16.下列说法中正确的是(  )
A.两个力F1和F2之间的夹角θ不变,力F1大小不变,增大F2,则合力F一定增大
B.汽车速度越大,刹车后越难停下来,表明物体的速度越大,其惯性越大
C.伽利略将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动
D.国际单位制中力学的基本单位有:s(秒)、m(米)、N(牛)
二.多选题(共8小题)
17.以下关于分力和合力的关系的叙述中,正确的是(  )
A.合力和它的两个分力同时作用于物体上
B.合力的大小等于两个分力大小的代数和
C.合力可能小于它的任一个分力
D.合力的大小可能等于某一个分力的大小
18.如图所示,质量为20kg的物体,沿粗糙水平地面以某一速度开始向左运动,一水平向右的力F=10N作用于物体上,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.1,则下列说法正确的是(g取10m/s2)(  )
A.物体受到的摩擦力大小为20N
B.物体受到的摩擦力大小为10N
C.物体受到的合力大小为30N
D.物体受到的合力大小为10N
19.大小不变的两个共点力F1与F2其合力为F,下列说法正确的是(  )
A.合力F一定大于任何一个分力
B.合力大小既可等于F1,也可等于F2
C.合力不可能小于任何一个分力
D.合力F的大小随F1、F2之间夹角的增大而减小
20.关于合力与分力的说法,正确的是(  )
A.一个合力与它的两个分力是等效力
B.一个合力与它的两个分力作用点相同
C.一个合力与它的两个分力是同性质的力
D.一个合力一定大于它的任意一个分力
21.一个物体受两个力的作用,大小分别为4N、5N,这两个力的合力可能是(  )
A.0N B.5N C.8N D.10N
22.通过你对高中物理的学习判断下列说法正确的是(  )
A.一根轻质弹簧双手分别用10N的力拉住两端,则弹簧弹力为20N
B.大小分别为5 N、7 N和9 N的三个力合成,其合力F大小的范围为3 N≤F≤21 N
C.绕地球运动的飞船内宇航员处于完全失重状态,此时他仍受重力
D.在单向匀变速直线运动中,中间时刻速度一定小于中间位移的速度
23.两个共点力F1和F2的合力大小为5N,则F1和F2的大小可能是(  )
A.F1=2N,F2=9N B.F1=4N,F2=8N
C.F1=2N,F2=8N D.F1=5N,F2=5N
24.已知两个力大小分别为20N和40N,则它们的合力大小不可能等于(  )
A.15N B.20N C.45N D.65N
三.填空题(共6小题)
25.共点的两个力合力的最大值为35N,最小值为5N,则这两个力的大小分别是    N和    N。当这两力的夹角为90°时,合力为    。
26.大小分别为30N和40N的两个共点力,当它们的夹角为90°时,合力的大小为    N;当它们的夹角为180°时,合力的大小为    N。
27.同一平面内的三个力,大小分别为4N、6N、7N,若三力同时作用于某一物体,则该物体所受三力合力的最大值为   N和最小值为   N.
28.力的合成遵循   定则.6N和9N两个共点力的合力范围是   ;合力为最大值时,这两个共点力的夹角为   ;当夹角从0°逐渐增大到180°过程中,合力的大小随夹角的增大而   .
29.质量为2kg的质点在大小为5N、5N和9N三个共点力的作用下运动,其加速度的值最小值为    m/s2,最大值为    m/s2。
30.如图所示,某个物体在F1、F2、F3和F4四个共点力作用下处于静止状态,若F4的方向沿逆时针转过90°而保持其大小不变,其余三个力的大小和方向均保持不变,则此时物体所受到的合力大小为   .
四.计算题(共1小题)
31.如图,已知共面的三个力F1=20N、F2=30N、F3=40N作用于物体的同一点上,三个力之间的夹角都是120°,求合力的大小和方向。
人教版(2019)力的合成精选题集训
参考答案与试题解析
一.选择题(共16小题)
1.如图是由F1,…,F6六个力分别首尾相连构成的几何图形。已知F4=10N,水平向左,则这六个力的合力的大小和方向为(  )
A.10N,水平向左 B.10N,水平向右
C.20N,水平向左 D.20N,水平向右
【解答】解:由图F4=10N,方向向左;
依据力的三角形法则,可知,F1、F2、F3三个力的合力大小等于F4,方向向右;F5、F6两个力的合力大小也等于F4,方向向右;所以这六个力的合力的大小也等于F4,即大小等于10N,方向向右,故ACD错误,B正确;
故选:B。
2.已知三个共点力的合力为零,则这三个力的大小可能为(  )
A.15N,5N,6N B.3N,6N,4N C.1N,2N,10N D.1N,6N,3N
【解答】解:A、5N、15N的合力范围为10N≤F≤20N,6不在合力范围内,所以三个力的合力不可能为零。故A错误。
B、3N、6N的合力范围为3N≤F≤9N,4N在合力范围内,所以三个力的合力能为零。故B正确。
C、1N、2N的合力范围为1N≤F≤3N,10N不在合力范围内,所以三个力的合力不可能为零。故C错误。
D、1N、6N的合力范围为5N≤F≤7N,3N不在合力范围内,所以三个力的合力不可能为零。故D错误。
故选:B。
3.一物体受到三个公共点力F1、F2、F3的作用,且表示三个力的有向线段恰好构成首尾相连的三角形,如图所示.可知该物体受到的合力为(  )
A.0 B.2F1 C.2F2 D.2F3
【解答】解:根据三角形定则,F1与F2的合力等于从F1的起点到F2的终点的有向线段,正好与F3大小相等,方向相反,故合力等于0,
故选:A。
4.两个共点力F1=F2=5N,夹角为60°,则这两个力的合力为(  )
A.5N B.10N C.10N D.5N
【解答】解:由题意,两个大小相等的共点力大小为:F1=F2=5N,
当这两个力之间的夹角为60°时,由几何关系可得合力大小为:F=2F1cos30°=5N;
故ABC错误,D正确;
故选:D。
5.下列各组共点的三个力,合力可能为零的有(  )
A.3N、4N、8N B.3N、5N、1N C.3N、7N、2N D.7N、9N、16N
【解答】解:A、3N与4N合成时,最大7N,最小1N,不可能与8N的力平衡,故A错误;
B、3N和5N合成时,最大8N,最小2N,不可能与1N的力平衡,故B错误;
C、3和7N合成时,最大10N,最小为4N,不可能与2N的力平衡,故C错误;
D、7N和9N的合力最大值为16N,最小为2N,可以与16N的力平衡,故D正确;
故选:D。
6.同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是(  )
A.3N、4N、5N B.3N、5N、9N C.4N、6N、11N D.5N、6N、12N
【解答】解:A、3N和15N的合力范围为1N~7N,5N在其合力范围内,三个力的合力可能为零。则物体可能处于静止状态。故A正确。
B、3N和5N的合力范围为2N~7N,9N不在其合力范围内,三个力的合力不可能为零。则物体不可能处于静止状态。故B错误。
C、4N和6N的合力范围为2N~10N,11N不在其合力范围内,三个力的合力不可能为零。则物体不可能处于静止状态。故C错误。
D、5N和6N的合力范围为1N~11N,12N不在其合力范围内,三个力的合力不可能为零。则物体不可能处于静止状态。故D错误。
故选:A。
7.大小分别为15N和20N的两个力,同时作用在一个物体上,对于合力F大小的估计,正确的说法是(  )
A.15N≤F≤20N B.0N≤F≤35N C.5N≤F≤35N D.15N≤F≤35N
【解答】解:由题意知F1=15N,F2=20N,所以两个力合成时的合力范围:|15﹣20N|≤F合≤15+20N即5N≤F≤35N
故选:C。
8.关于合力与分力的关系,下列说法中正确的是(  )
A.合力的大小一定大于小的分力,小于大的那个分力
B.合力的大小随分力夹角的增大而增大
C.合力的大小一定大于任意一个分力
D.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力
【解答】解:A、若夹角较大时,两个力的合力可能小于任一分力,故A错误;
B、两个力大小一定,若夹角越大,则力的平行四边形中的对角线越短,即合力越小,故B错误;
C、两分力相互垂直时,由几何关系可知,合力一定大于任一分力,故C错误;
D、根据力的合成法则可知,合力的大小可能大于分力,也可能小于分力,也可能等于分力,故D正确;
故选:D。
9.同一平面内的三个力,大小分别为4N、6N、8N,若三个力同时作用于某一物体,则该物体所受三个力合力的最大值和最小值分别为(  )
A.18N;0 B.18N;2N C.10N;0 D.14N;0N
【解答】解:当三个力作用在同一直线、同方向时,三个力的合力最大,即F=4N+6N+8N=18N。
若先把4N与6N的力合成,则合力的范围是大于等于2N,小于等于10N,8N在这一个范围内,所以它们合力的最小值为0.故A正确,BCD错误
故选:A。
10.N(N≥10 )个共点力作用在一个质点上,使质点处于平衡状态.当其中的F1逐渐减小时,物体所受的合力(  )
A.逐渐增大,与F1同向 B.逐渐增大,与F1反向
C.逐渐减小,与F1同向 D.逐渐减小,与F1反向
【解答】解:N(N≥10 )个共点力作用在一个质点上,使质点处于平衡状态,F1与剩余力的合力等值反向,当F1逐渐减小,则物体所受合力逐渐增大,与F1反向。故B正确。A、C、D错误。
故选:B。
11.两个分力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则(  )。
A.F1、F2同时增大一倍,F增大二倍
B.F1、F2同时增加10N,F也增加10N
C.F1增加10N,F2减少10N,F一定不变
D.若F1、F2中的一个增大,F不一定增大
【解答】解:
A、根据平行四边形定则,F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍,故A错误;
B、根据平行四边形定则,F1、F2都增大10N,若方向相同F增加20N;若方向相反,F不变,故B错误;
C、只有方向相同时,F1增加10N,F2减少10N,F才一定不变,故C错误;
D、F1、F2中的一个增大,根据平行四边形定则,若F1、F2方向相反,若F1、F2中的一个增大,F不一定增大,故D正确。
故选:D。
12.两个共点力的大小为F1=15N,F2=8N,它们的合力不可能等于(  )
A.9N B.25N C.8N D.21N
【解答】解:二力合成时合力范围:|F1+F2|≥F≥|F1﹣F2|;
故合力最大23N,最小7N,之间任意结果都可以;
故选:B。
13.物体同时受到同一平面内三个力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是(  )
A.5 N,7 N,8 N B.5 N,2 N,3 N
C.5 N,1 N,10 N D.10 N,10 N,10 N
【解答】解:三个力合力为0时,则任意两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,由此可知,任意一个力在另外两个力的合力范围。
A、5N和7N的合力范围为:2N﹣12N,8N在合力范围里,故三个力的合力可能为0;故A错误
B、2N和3N的合力范围为:1N﹣5N,5N在合力范围里,故三个力的合力可能为0;故B错误
C、1N和5N的合力范围为:4N﹣6N,10N不在合力范围里,故三个力的合力不可能为0;故C正确
D、10N和10N的合力范围为:0N﹣20N,10N在合力的范围里,故三个力的合力可能为0.故D错误
本题不可能的,故选:C。
14.物体受共点力F1、F2、F3的作用保持静止,则这三个力可能是(  )
A.15N、5N,8N B.6N、6N、6N C.12N、14N、1N D.8N、12N、3N
【解答】解:因为是三个力我们可让前两个先合成,再和第三个合成:
A:前两个力的合力范围是:[10N,20N],第三个力是8N,所以合力不可能为零。故A错误。
B:前两个力的合力范围是:[0N,12N],第三个力是6N,所以合力可能为零。故B正确。
C:前两个力的合力范围是:[2N,26N],第三个力是1N,所以合力不可能为零。故C错误。
D:前两个力的合力范围是:[4N,20N],第三个力是3N,所以合力不可能为零。故D错误。
故选:B。
15.已知相互垂直的两个共点力合力为40N,其中一个力的大小为20N,则另一个力的大小是(  )
A.10N B.20N C.60N D.20N
【解答】解:根据平行四边形定则,如图
根据几何关系,有
=20N
故选:D。
16.下列说法中正确的是(  )
A.两个力F1和F2之间的夹角θ不变,力F1大小不变,增大F2,则合力F一定增大
B.汽车速度越大,刹车后越难停下来,表明物体的速度越大,其惯性越大
C.伽利略将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动
D.国际单位制中力学的基本单位有:s(秒)、m(米)、N(牛)
【解答】解:A、根据平行四边形定则,两个力F1和F2之间的夹角θ不变,力F1大小不变,增大F2,合力F不一定增大,故A错误;
B、惯性大小与物体的质量有关,与物体的速度无关,故B错误;
C、根据物理学史可知,伽利略将斜面实验的结论合理外推,间接证明了自由落体运动是匀变速直线运动,故C正确;
D、国际单位制中力学的基本单位有:s(秒)、m(米)和kg(千克),N(牛)是导出单位,故D错误。
故选:C。
二.多选题(共8小题)
17.以下关于分力和合力的关系的叙述中,正确的是(  )
A.合力和它的两个分力同时作用于物体上
B.合力的大小等于两个分力大小的代数和
C.合力可能小于它的任一个分力
D.合力的大小可能等于某一个分力的大小
【解答】解:A、合力与分力是等效替代关系,不是重复受力,故A错误;
B、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B错误;
C、D、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,故C正确,D也正确;
故选:CD。
18.如图所示,质量为20kg的物体,沿粗糙水平地面以某一速度开始向左运动,一水平向右的力F=10N作用于物体上,物体与水平地面间的动摩擦因数为0.1,则下列说法正确的是(g取10m/s2)(  )
A.物体受到的摩擦力大小为20N
B.物体受到的摩擦力大小为10N
C.物体受到的合力大小为30N
D.物体受到的合力大小为10N
【解答】解:A、物体在水平向右的拉力作用在水平面上运动,物体对地面的压力大小N=mg,滑动摩擦力大小为f=μN=0.1×20×10=20N.物体相对地面向左运动,所以滑动摩擦力的方向水平向右,故A正确,B错误;
C、根据对物体受力分析可知,滑动摩擦力与拉力同向,则其合力大小为30N,方向水平向右,故C正确,D错误。
故选:AC。
19.大小不变的两个共点力F1与F2其合力为F,下列说法正确的是(  )
A.合力F一定大于任何一个分力
B.合力大小既可等于F1,也可等于F2
C.合力不可能小于任何一个分力
D.合力F的大小随F1、F2之间夹角的增大而减小
【解答】解:A、合力可以大于分力,也可以小于分力,总之合力大小与分力无关,故A错误;
B、根据平行四边形定则可知,合力可能小于分力,可能大于分力,也可能等于分力,故B正确;
C、如果两个分力大小相等、方向相反时,两个力的合力为零,合力小于每一个分力,当方向相同时,则大于任一分力,因此存在有可能,故C错误;
D、由力的合成法则可知,当合力F的大小随F1、F2间夹角增大而减小,故D正确;
故选:BD。
20.关于合力与分力的说法,正确的是(  )
A.一个合力与它的两个分力是等效力
B.一个合力与它的两个分力作用点相同
C.一个合力与它的两个分力是同性质的力
D.一个合力一定大于它的任意一个分力
【解答】解:A、合力与分力是等效替换关系,即一个合力与它的两个分力是等效力。故A正确;
B、合力与分力是等效替换关系,所以它们的作用点必定是相同的。故B正确;
C、合力与分力是等效替换关系,它们的性质不一定相同。故C错误;
D、两个分力F1、F2与合力F合的大小关系与两个分力方向间的夹角θ有关。当θ=0,则F合=F1+F2(F合最大);当θ=180°,则F合=|F1﹣F2|(F合最小)。所以两个力的合力可以大于任一分力,也可以小于任一分力,还可以等于某一分力,并且在两力同向时合力最大,反向时合力最小。故D错误。
故选:AB。
21.一个物体受两个力的作用,大小分别为4N、5N,这两个力的合力可能是(  )
A.0N B.5N C.8N D.10N
【解答】解:当二力夹角为零时,即两个力在同一直线上,并且方向相同,合力最大、最大值为:
F1+F2=5N+4N=9N;
当夹角180°时,即两个力在同一直线上,并且方向相反,合力最小、最小值为:
F1﹣F2=5N﹣4N=1N;
故合力的范围为1N≤F≤9N,故BC正确,AD错误;
故选:BC。
22.通过你对高中物理的学习判断下列说法正确的是(  )
A.一根轻质弹簧双手分别用10N的力拉住两端,则弹簧弹力为20N
B.大小分别为5 N、7 N和9 N的三个力合成,其合力F大小的范围为3 N≤F≤21 N
C.绕地球运动的飞船内宇航员处于完全失重状态,此时他仍受重力
D.在单向匀变速直线运动中,中间时刻速度一定小于中间位移的速度
【解答】解:A、若将此弹簧测力计分别用10N的力拉住两端,这时弹簧测力计受到一对为10N的平衡力,弹簧测力计的示数等于这个力的大小,等于10N;故A错误;
B、当三个力的方向相同时,合力最大,F合=5+9+7N=21N.5N和7N两个力的合力大于等于2N,小于等于12N,而9N在这合力范围内,所以三个力的合力能为零。则合力的最小值为0.合力范围为:0N≤F<21N.故B错误;
C、飞船在绕地球做圆行轨道运行时,万有引力完全提供向心力,飞船内的宇航员对飞船的压力为零,飞行员处于完全失重状态,此时他仍受重力。故C正确。
D、设匀变速直线运动的初速度为v0,末速度为v,
则中间时刻的瞬时速度:
中间位置的瞬时速度:,
则=﹣=>0,知无论匀加速还是匀减速,.故D正确。
故选:CD。
23.两个共点力F1和F2的合力大小为5N,则F1和F2的大小可能是(  )
A.F1=2N,F2=9N B.F1=4N,F2=8N
C.F1=2N,F2=8N D.F1=5N,F2=5N
【解答】解:两个共点力的合力范围 合力大小的取值范围为:F1+F2≥F≥|F1﹣F2|
A、F1=2N,F2=9N,合力大小的取值范围为:11N≥F≥7N,是不可能的,故A错误。
B、F1=4N,F2=8N,合力大小的取值范围为:12N≥F≥4N,是可能的,故B正确。
C、F1=2N,F2=8N,合力大小的取值范围为:10N≥F≥6N,是不可能的,故C错误。
D、F1=5N,F2=5N,合力大小的取值范围为:10N≥F≥0N,是可能的,故D正确。
故选:BD。
24.已知两个力大小分别为20N和40N,则它们的合力大小不可能等于(  )
A.15N B.20N C.45N D.65N
【解答】解:二力合成时合力范围:|F1+F2|≥F≥|F1﹣F2|;
故合力最大60N,最小20N,之间任意结果都可以;则20N,45N都可能,15N,65N不可能。
本题选不可能的,故选:AD。
三.填空题(共6小题)
25.共点的两个力合力的最大值为35N,最小值为5N,则这两个力的大小分别是  20 N和  15 N。当这两力的夹角为90°时,合力为  25N 。
【解答】解:根据矢量合成的特点可知,两个力同向时,合力最大,则:F1+F2=35N;
当两个力反向时,合力最小,则:F1﹣F2=5N
联立可得:F1=20N,F2=15N
当这两力的夹角为90°时,合力为:N=25N
故答案为:20,15,25N
26.大小分别为30N和40N的两个共点力,当它们的夹角为90°时,合力的大小为  50 N;当它们的夹角为180°时,合力的大小为  10 N。
【解答】解:当它们的夹角为90°时,合力的大小为N=50N
当它们的夹角为180°时,合力的大小为F′合=40N﹣30N=10N
故答案为:50,10
27.同一平面内的三个力,大小分别为4N、6N、7N,若三力同时作用于某一物体,则该物体所受三力合力的最大值为 17 N和最小值为 0 N.
【解答】解:当三个力作用在同一直线、同方向时,三个力的合力最大,即F=6N+7N+4N=17N.
当三个力作用在一个物体上,不在一条直线,并且夹角可以改变,总能使物体处于静止状态,故此时三个力的合力为零,即它们合力的最小值为0.
故答案为:17,0.
28.力的合成遵循 平行四边形 定则.6N和9N两个共点力的合力范围是 15N≥F≥3N ;合力为最大值时,这两个共点力的夹角为 0° ;当夹角从0°逐渐增大到180°过程中,合力的大小随夹角的增大而 减小 .
【解答】解:力是矢量,合成遵循平行四边形定则,同向合力最大,反向合力最小,故合力范围为:15N≥F≥3N,根据平行四边形定则,两个分力的夹角越大,合力越小,如图
故答案为:平行四边形,15N≥F≥3N,0°,减小.
29.质量为2kg的质点在大小为5N、5N和9N三个共点力的作用下运动,其加速度的值最小值为  0 m/s2,最大值为  9.5 m/s2。
【解答】解:5N、5N、9N三力同向时,合力最大,Fmax=5N+5N+9N=19N;
5N与5N合成最大为10N,最小为0,可能为9N,所以三个力的合力可以为零,则三力合力的最小值为零;
根据牛顿第二定律可知,加速度的最小值为0,最大值为:amax=;
故答案为:0,9.5
30.如图所示,某个物体在F1、F2、F3和F4四个共点力作用下处于静止状态,若F4的方向沿逆时针转过90°而保持其大小不变,其余三个力的大小和方向均保持不变,则此时物体所受到的合力大小为 F4 .
【解答】解:由题意可知,四力的合力为零,则可知F1、F2、F3的合力F′=F4;与F4大小相等方向相反;则F4移动后,其他三力的合力不变,则如图所示,将三力的合力与F4′合成可得合力:
F==F4;
故答案为:F4.
四.计算题(共1小题)
31.如图,已知共面的三个力F1=20N、F2=30N、F3=40N作用于物体的同一点上,三个力之间的夹角都是120°,求合力的大小和方向。
【解答】解:根据推论得知,三个力F1=20N,F2=30N,F3=40N,每两个力之间的夹角都是120°,
它们的合力相当于F2′=10N,F3′=20N,夹角为120°两个力的合力,
合力大小为F合==10N
因F合=10N,而等效后的力,F2′=10N,F3′=20N,
依据勾股定律,则构成直角三角形,即F合垂直于F2,
因此合力的方向在第二象限,与y轴正向成30°角,即与F3成30°角,与F2与90°角;
答:合力的大小10N;合力的方向与F3成30°角,与F2与90°角。