3.2力的合成新学期同步练习基础过关——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能力提升（沪科版2020）
练习
一、单选题，共12小题
1．在体操比赛的吊环比赛中，运动员的两臂从竖直位置开始缓慢展开到接近水平，形成如图所示“十字支撑”造型开始时吊绳竖直，这一过程下列说法正确的是 ( )
A．吊绳的拉力保持不变
B．吊绳的拉力逐渐减小
C．两绳的合力保持不变
D．两绳的合力逐渐减小
2．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
3．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
4．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
5．大小分别为和的两个共点力，它们合力的大小可能是（　　）
A．0 B． C． D．
6．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
7．作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是1N，另一个力的大小是3N．这两个力的合力值可能为
A．3.2N B．1.5N C．5N D．1N
8．如图所示，某质点在共点力F1,F2,F3作用下处于静止状态，现将F1逆时针旋转，其它力均保持不变，那么该质点的合力大小为（）
A．F1
B．F2+F1
C．F3
D．F1+F2
9．在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，以下说法中正确的是（　　）
A．用两个弹簧测力计拉小圆环时，两细绳之间的夹角必须为90°，以便求出合力的大小
B．用两个弹簧测力计拉小圆环时，小圆环的位置必须与用一个弹簧测力计拉时小圆环的位置重合
C．若用两个弹簧测力计拉时合力的图示F与用一个弹簧测力计拉时拉力的图示F′不完全重合，说明力的合成的平行四边形定则不一定是普遍成立的
D．同一实验过程中，小圆环所处的位置O允许变动
10．两位身高相近的同学提着同一桶水在水平路面上匀速行走．下图的四种提水方式中最省力( )．
A． B． C． D．
11．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
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
13．一根细绳能承受的最大拉力是G，现把一重为G的物体系在绳的中点，分别握住绳的两端，先并拢，然后缓慢地左右对称地分开，若要求绳不断，则两绳间夹角的可能值：（ ）
A．45° B．60° C．120° D．135°
14．共点的两个大小均为10 N的力，当它们的合力在0～10 N范围时，它们夹角可能值是(　　)
A．27° B．79° C．121° D．173°
15．在“研究合力与两个分力的关系”的实验中，实验器材如图所示．实验时图板应该 （“水平放置”、“竖直放置”或“任何方向放置”）；用两只弹簧秤分别挂在细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置O点静止．此时，必须记录的是，用字母表示 和 以及 ．
A．O点的位置
B．两只弹簧秤的计数
C．橡皮条固定端位置
D．橡皮条的伸长长度
E.两条细绳套间的夹角
F.两条细绳套的方向
16．如图所示，在“共点力合成”实验中，橡皮条一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用F1与F2拉两个弹簧秤，将这端的结点拉至O点.现让F2大小不变，方向沿顺时针方向转动某一角度，要使这端的结点仍位于O点，则F1的大小及图中β角相应作如下哪些变化才有可能（ ）
A．减小F1的同时增大β角 B．增大F1而保持β角不变
C．增大F1的同时减小β角 D．增大F1的同时增大β角
三、填空题，共2小题
17．两个共点力，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．
18．三个大小分别为6N、10N、14N的力的合力最大为______牛，最小为______牛．
四、解答题，共2小题
19．如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，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30°，为了使船受到的合力能恰沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直，求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小。
20．有两个大小相等的共点力和，当它们的夹角为时，合力为，则当它们间夹角为时，合力多大？
试卷第2页，共2页
参考答案
1．C
【分析】
两根绳拉力的合力与人的重力平衡，不变；根据平行四边形定则判断拉力随夹角的变化．
【详解】
对人受力分析可知，两绳的拉力的合力与人的重力的大小是相等的，人的重力的大小是不变的，所以两绳的合力F不变，即当双臂缓慢张开时绳之间的夹角变大，两个分力的大小F都要增大，所以C正确.ABD错误．
故选C.
2．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．
3．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．
4．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.
5．C
【详解】
两力合成时，合力范围为
故有
ABD错误，C正确。
故选C。
6．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．
7．A
【详解】
已知其中一个力的大小是1N，合力的大小是3N；当两个力的方向相同时，大小等于这两个力的大小之和，方向与这两个力的方向相同，即F=F1+F2，故另一个力的大小是4N；当两个力的方向相反时，大小等于这两个力的大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同，即F=F1-F2，故另一个力的大小是2N；即合力的取值范围是2N≤F≤4N；故选A．
【点睛】
能否根据分力的方向进行分类讨论是本题的解题关键，求解出二力的取值范围然后判断即可．
8．A
【分析】
三力平衡中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故先求出除F1外的两个力的合力，然后将转向后的力F1与除F1外的两个力的合力合成．
【详解】
力平衡中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故除F1外的两个力F2、F3的合力大小等于F1，方向与F1反向；现将F1逆时针旋转60°，根据平行四边形定则可知，两个大小均为F1且互成120°的力合成时，合力在两个分力的角平分线上，大小等于分力F1，故此时物体所受到的合力大小为F1；故选A．
【点睛】
本题关键在于三力平衡中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；同时用到两个大小相等且互成120°的力合成时，合力在两个分力的角平分线上，且大小等于两分力．
9．B
【详解】
A. 细绳之间的夹角只有是任意的，才能说明平行四边形定则的普遍性，故A错误。
BD. 前、后两次小圆环的位置相同，才能说明力的作用效果相同，故B正确，D错误；
C. 由于测量和作图存在误差，F′和F不一定重合，实验可以证明，在误差允许的范围内，平行四边形定则总是成立的，故C错误。
故选B。
10．D
【分析】
分析水桶的受力情况，分析平衡条件求解两位同学的手臂受到的拉力大小．由于两人手臂均与竖直方向成θ 角，根据对称性可知，两人对水桶的拉力大小相等．
【详解】
设手臂对水桶的拉力大小为F，设手臂均与竖直方向成θ 角，根据对称性可知，两人对水桶的拉力大小相等，则根据平衡条件是：
得 ，当θ=0°时，F最小，最省力，故D正确，ABC错误．
故应选：D．
【点睛】
本题要根据对称性得出两人对水桶的拉力大小相等，再由竖直方向力平衡即可求出豆豆的手臂受到的拉力大小．
11．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.
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．ABC
【详解】
试题分析：物体受到重力和绳子的两个拉力作用，并且绳子的两个拉力是相等的，根据力的合成可知，当绳子间的夹角为120°时，正好绳子的两个拉力等于重力G，故不能超过120°，C正确；
考点：考查了力的合成与分解
【名师点睛】把一重为G的物体系在绳的中点，将绳子左右对称分开，即两个力的合力不变且夹角在逐渐变大，故两个力逐渐变大，便达到临界条件大小为G时进行计算
14．CD
【详解】
由题意，两个相等的共点力大小为10 N，而合力的大小也为10 N，因此由等边三角形的知识可知，当它们之间的夹角为120°时，合力即为10 N，如图所示，而当夹角为180°时，则合力为零，因此它们的合力在0～10 N范围时，它们夹角在120°～180°之间．
A. 27°不在120°～180°之间，故A错误；
B. 79°不在120°～180°之间，故B错误；
C. 121°在120°～180°之间，故C正确；
D. 173°在120°～180°之间，故D正确
15．ABF
【详解】
解：在进行该实验时为了便于记录两弹力的方向，实验时将弹簧水平放置，本实验采取“等效法”，即一个弹簧拉绳套和两个弹簧拉绳套效果相同，因此需要记录O点位置，以便两次都拉到同一位置，在求两个力的合力时，需要知道其大小和方向，因此该实验需要记录弹簧秤的读数以及绳套的方向．
故答案为水平位置，A、B、F．
【点评】
对于中学中的实验，同学们尽量亲自动手做一下，这样对于实验原理、实验步骤、注意事项、数据处理、误差分析等才有深刻的认识．
16．BCD
【分析】
根据平行四边形定值分析讨论．
【详解】
根据平行四边形定则有：
若如图1变化所受，可以增大的同时减小角，C正确；
如图2所受示，可以增大F1的同时增大角，D正确；
如图3所受示，可以增大F1而保持角不变，B正确；同时根据平行四边形定则可知，减小的同时增大角是不能组成平行四边形的，A错误．
【点睛】
本题考查力的平行四边形定则，根据题意，保持合力大小方向不变，大小不变，方向改变，看怎样改变F1仍能组成平行四边形即可．
17．6； 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．
18．30 0
【详解】
根据力的合成法则可知，当三个力方向相同时，合力最大，最大为三力之和30N，因为6N和10N的合力范围是4N到16N，14N在该范围内，所以三个力合力最小为0N．
19．50N，50N
【详解】
如图所示，以F1、F2为邻边作平行四边形，使合力F沿正东方向
则有
20．
【详解】
两个大小相等的力F1和F2，当它们的夹角为90°时
所以F1和F2的大小为
当它们的夹角为120°时，根据平行四边形定则可得，合力与分力的大小相等，即此时合力的大小为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页