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第4节 同一直线上二力的合成
一、单选题
1.假期社区服务劳动中,小明用200N的力水平向前拉车,小芳用100N的力水平向前推车,如图所示。则这两个力的合力大小是:( )
A.200N B.300N C.500N D.700N
2.踢毽子起源于汉代,踢毽子是孩子们特别爱玩的一项游戏,在如图所示的某次游戏中,毽子被竖直向上踢出,上升过程中,下列说法正确的是( )
A.所受合力方向竖直向下
B.运动状态不改变
C.运动到最高点时受到平衡力
D.毽子被踢出后能继续向上运动是由于物体受到惯性力作用
3.将5N的力进行分解,若一个分力大小为10N,则另一个分力的大小可能是( )
A.4N B.18N C.6N D.16N
4. 关于作用在某个物体上同一直线上两个力的合成,下列说法中正确的是( )
A.这两个力的合力有可能为零
B.这两个的合力,不可能大于其中任何一个力
C.这两个力的合力,一定大于其中任何一个力
D.求这两个力的合力大小,就是把两个力大小相加
5.作用在同一个物体上且同在一直线上的两个力F1和F2,合力为8N,其中F1=2N,则F2的大小( )
A.一定为6N B.可能大于10N
C.可能等于10N D.以上说法都错
二、填空题
6.如图所示,A、B两物体叠放在一起,已知GA=30N,GB=20N,在F1=10N和F2=5N的作用下,A和B一起向右做匀速直线运动,则:B受到的摩擦力为 N,方向 ;地面给A的摩擦力,大小为 N,方向 。
7.某同学练习排球垫球时,排球离开胳膊后竖直上升,到达最高点后竖直下落;若排球所受重力约为2.7N,竖直上升的某时刻所受空气阻力约为0.5N,则该时刻排球所受合力是 N;竖直下落的某时刻所受空气阻力也约为0.5N,则该时刻排球所受合力是 N。
8. 连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连,细绳恰好水平,如图所示。当A重3N,B重5N时,M恰好做水平匀速直线运动,若滑轮摩擦不计,此时M受到的摩擦力大小为 N。当B刚触地时,若A、M都不会与滑轮组相碰,M受到的摩擦力方向是 。
9.沿直线运动的物体在同一直线上的两个力作用下,其运动的速度越来越小,那么这两个力的合力的方向与运动的方向 (选填“相同”或“相反”)。
三、计算题
10.如图所示,已知一个质量为250克的足球,在运动过程中受到的阻力的方向是始终与物体运动方向相反,且大小为0.4牛,求:
(1)足球所受的重力;
(2)足球在竖直上升过程中受到的合力大小和方向;
(3)足球在竖直下降过程中受到的合力大小和方向。
四、实验探究题
11.如图所示是研究“同一直线上方向相同的两个力的合成”实验。
①将橡皮筋一端固定,另一端与小圆环相连。
②把两个弹簧测力计分别通过细绳与小圆环相连后,沿水平方向向右拉皮筋,将小圆环拉至O点,标记下此时小圆环的位置,并记录 (选填“F1”或“F2”或“F1和F2”)的示数。
③只用一个弹簧测力计拉橡皮筋,将小圆环再次拉到 点,记下弹簧测力计的示数F合。
五、综合题
12.物理是一门以实验研究为基础的学科,在实验研究的过程中涉及很多的物理研究方法。在研究物体受到几个力作用时,引入“合力”概念,用到了 研究方法。探究滑动摩擦力与哪些因素有关时,用到的研究方法是 。为了测定滑动摩擦力的大小,用弹簧测力计沿水平方向拉动木块使其在水平桌面上做匀速直线运动,可测量滑动摩擦力的大小,如图甲乙所示的实验情景,分析可得滑动摩擦力与 有关。如图丙是在机械制造工业上广泛应用滚动轴承,是利用了滚动摩擦力 滑动摩擦力(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
13.如图4.87所示,欲使一条无动力小船在河中前进,甲、乙两人分别通过绳索施加拉力F1,F2作用在船上,已知F1的大小为100 N,方向与船前进方向的夹角为30°,且为了使船受到的合力能恰平行于河岸方向,乙的拉力F2与河岸垂直。
(1)求乙的拉力F2的大小,拉力的合力F的大小。
(2)船前进一段时间后,乙已疲惫不堪,为了保证船所受拉力的合力不变,甲的拉力方向不变的条件下,使乙施加的拉力F2最小,乙应沿着什么方向拉船?拉力F2最小值为多少?此时甲的拉力F1应调节为多少?
六、科普阅读题
14.牛顿第一定律告诉我们:一切物体没有受到力的作用时,总保持静止状态或者匀速直线运动状态。
(1)小明同学想:现实生活中物体不受力是不可能的,而且物体受到的力不止一个。学习了二力平衡之后,她明白了一对平衡力的合力为0;一对平衡力的大小是相等的、方向是相反的。但是一个物体受力时有可能两个力的方向是相同,假如这两个方向相同的力的大小均为10N,则这两个力的合力大小为;
(2)小明同学接着想:现实生活中,一个物体受到的两个力的方向并不一定相反的,也不一定是相同的,两个力有时是互成角度的,那么互成角度的两个力的合力的大小是多少呢?物理老师告诉他,互成角度的两个力的合力遵循力的平行四边形定则,即:求两个互成角度的共点力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,合力的大小和方向就可以用这个平行四边形的对角线表示出来。物理老师并画图进行了说明。
小明同学在某次实验中测量出两个力的大小分别为30N和40N,两个力互成90°,请你和他一起算算这两个力的合力大小为。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】力的合成与应用
2.【答案】A
【知识点】物体运动状态的变化;惯性及其现象;平衡状态的判断;力的合成与应用
3.【答案】C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
4.【答案】A
【知识点】力的合成与应用
5.【答案】C
【知识点】力的合成与应用
6.【答案】5;水平向左;15;水平向左
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用;摩擦力的方向
7.【答案】3.2;2.2
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
8.【答案】2;水平向左
【知识点】力的合成与应用;摩擦力的方向
9.【答案】相反
【知识点】力的合成与应用
10.【答案】(1)2.5N;(2)2.9N,竖直向下;(3)2.1N,竖直向下
【知识点】重力及其大小的计算;力的合成与应用
11.【答案】F1和F2;B
【知识点】力的合成与应用
12.【答案】等效替代;控制变量法;接触面的粗糙程度;小于
【知识点】力的合成与应用;探究影响摩擦力大小因素的实验;物理学方法
13.【答案】(1)F1,F2合力的方向平行于河岸,根据平行四边形定则,画出如图(a)所示的矢量关系,
可解得合力F= F1cos30°=50 N,F2=Ftan30°= 50 N
(2)保证合力F大小和方向不变,甲的拉力方向也不变,可画出如图(b)所示的矢量三角形,
可见,从F1末端指向合力F末端的有向线段即表示F2,当F1调整为不同大小时,F2的大小、方向随之变化。当F2与F1垂直时F2取得最小值F2min,F2min = Fsin30°=25 N,方向与船前进方向的夹角为60°,对应的F1的大小应调整为F1 = Fcos30°=75N。
【知识点】力的合成与应用
14.【答案】20N,50N
【知识点】二力平衡的条件及其应用;力的合成与应用
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