高一物理人教版必修1（第3.4 力的合成 课时同步附解析

绝密★启用前
人教版必修1
第三章相互作用
4．力的合成
第Ⅰ部分选择题
一、选择题：本题共8小题。将正确答案填写在题干后面的括号里。
1．关于合力的下列说法，正确的是（　　）
A．几个力的合力就是这几个力的代数和
B．几个力的合力一定大于这几个力中的任何一个力
C．几个力的合力可能小于这几个力中最小的力
D．几个力的合力可能大于这几个力中最大的力
2．F1、F2是力F的两个分力，若F=10
N，则下列不可能是F的两个分力的是（　　）
A．F1=10
N，F2=10
N
B．F1=20
N，F2=20
N
C．F1=2
N，F2=6
N
D．F1=20
N，F2=30
N
3．如图所示，两个共点力F1、F2的大小一定，夹角θ是变化的，在θ角从0°逐渐增大到180°的过程中，合力F的大小变化情况为（　　）
A．逐渐增加到最大
B．从最大逐渐减小到零
C．从最大逐渐减小到最小
D．先增大后减小
4．有两组共点力：甲组三个力的大小分别为6
N、8
N、12
N，乙组三个力的大小分别为5
N、7
N、14
N，那么下列判断中正确的是（　　）
A．甲、乙两组合力的最大值相同
B．甲、乙两组合力的最小值相同
C．甲组合力的最小值不可能等于零
D．乙组合力的最小值为2
N
5．如图所示，小方块代表一些相同质量的钩码，图①中O为轻绳之间连接的节点，图②中光滑的滑轮跨在轻绳上，下端悬挂钩码，两装置处于静止状态，现将图①中的B滑轮或图②中的端点B沿虚线稍稍上移一些，则关于θ角变化说法正确的是（　　）
A．图①、图②中θ角均增大
B．图①、图②中θ角均不变
C．图①中θ增大、图②中θ角不变化
D．图①中θ不变、图②中θ角变大
6．手握轻杆，杆的另一端安放有一个小滑轮C，支持着悬挂重物的绳子，如图所示，现保持滑轮C的位置不变，使杆向下转动一个角度，则杆对滑轮C的作用力将（　　）
A．变大
B．不变
C．变小
D．无法确定
7．关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系，下列说法中正确的是（　　）
A．F大小随F1、F2间的夹角（0°～180°）的增大而增大
B．F大小一定大于F1、F2中最大者
C．F大小随F1、F2间的夹角（0°～180°）的增大而减小
D．F大小不能小于F1、F2中最小者
8．如图，作用在一个物体上的六个共点力的大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F，相邻两力间的夹角均为60°，其合力大小为（　　）
A．F
B．2F
C．6F
D．0
第Ⅱ部分非选择题
二、非选择题：本题4个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
9．F1和F2的合力大小随着它们的夹角θ变化的关系如图所示（F1、F2的大小均不变，且F1＞F2）则可知F1的大小为　　N，a的值为　　N。
10．某同学做《共点的两个力的合成》实验作出如图所示的图，其中A为固定橡皮条的固定点，O为橡皮条与细绳的结合点，图中　　是F1、F2合力的理论值，　　是合力的实验值，通过本实验，可以得出结论：在误差允许的范围　　是正确的。
11．如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量m=1
kg，斜面倾角α=30°，悬线与竖直方向夹角θ=30°，光滑斜面的质量为3
kg，置于粗糙水平面上。(g=10
m/s2)
求：悬线对小球拉力大小；
12．轻绳的两端A、B固定在天花板上，绳能承受的最大拉力为120N，现用摩擦很大的挂钩将一重物挂在绳子上，结果挂钩停在C点，如图所示，两端与竖直方向的夹角分别为37°和53°，（sin37°=0.6；cos37°=0.8）。求：
（1）此重物的最大重力不应超过多少？
（2）若将挂钩换成一个光滑的小滑轮，重物的最大重力可达多大？
人教版必修1
第三章相互作用
4．力的合成
参考答案及解析
一、选择题
【答案】
1.CD
【解析】力是矢量，根据力的平行四边形定则可知，几个力的合力就是这几个力的矢量和，故A错误；当两个力方向相同时，合力等于两分力之和，合力大于每一个分力；当两个分力方向相反时，合力等于两个分力之差，合力可能小于最小分力，由此可见：合力可能大于分力也有可能小于分力，故B错误，CD正确。
【答案】
2.C
【解析】根据，10
N和10
N的合力范围为（0
N，20
N），可能为10
N，故A不符合题意；同理BD不符合题意；故选C。
【答案】
3.C
【解析】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，根据平行四边形定则，两个分力的夹角越大，合力越小，如图：
则有C正确，ABD错误。
【答案】
4.AD
【解析】甲组三个力的大小分别为6
N、8
N、12
N，当三个力同向时，合力最大，为26
N；6
N、8
N两个力的合力最大为14
N，最小为2
N，而12
N在这之间，则三个力合力能够为零，则合力最小值为0；乙组三个力的大小分别为5
N、7
N、14
N，当三个力同向时，合力最大，为26
N；5
N、7
N两个力的合力最大为12
N，最小为2
N，而14
N不在这之间，则三个力合力最小值为2
N。由上分析可知，故AD正确，BC错误。
【答案】
5.B
【解析】图1中，根据钩码个数，三个力正好构成直角三角形，若端点B沿虚线稍稍上移一些，三力大小不变，根据力的合成法则，可知，方向不变，即夹角不变。图2中，因光滑的滑轮，且绳子中的张力相等，则A、B的力总是相等的，因此合力平分A、B绳的夹角，即使稍上移，绳子张力大小仍不变，则根据力的合成法则，可知，AB夹角也不变，故选项B正确。　
【答案】
6.B
【解析】以小滑轮为研究对象，进行受力分析可知，小滑轮受到三个力的作用：即两绳的拉力和杆对小滑轮的作用力，小滑轮处于平衡状态，杆对滑轮C的作用力大小等于两绳的合力，由于两绳的合力不变，故杆对滑轮C的作用力不变，选项B正确，ACD错误。
【答案】
7.C
【解析】当夹角θ＜180°时，由公式可知，随两力夹角增大合力减小，故A错误，C正确；由力的合成三角形定则知两个力及它们的合力构成一个矢量三角形，合力不一定大于任何一个分力，故BD错误，答案选C。
【答案】
8.D
【解析】竖直方向两力的合力为3F，竖直向上；3F与6F的合力为3F，沿6F的方向；2F与5F的合力为3F，沿5F的方向；如图所示：
由几何关系可知，3力大小相等，夹角为120度，合力为零；故ABC错误，D正确。
二、非选择题
【答案】
9.
4　　5
【解析】由图象知，当F1、F2成0°角时，两个力的合力为F1+F2=7
N，当两个力成180°时，两个力的合力为F1－F2=1
N（F1＞F2）得F1=4
N；F2=3
N。当两者垂直时，和合力构成直角三角形，直角三角形根据勾股定理，两边为3、4，剩下的一边为5。故a=5
N。
【答案】
10.
FF′
平行四边形定则
【解析】F1、F2合力的理论值是指通过平行四边形定则求出的合力值，而实验值是指一个弹簧拉橡皮条时所测得的数值，由此可知F是F1、F2合力的理论值，F′是合力的实验值；该实验的实验目的就是比较F1、F2合力的理论值和实验值是否相等，通过实验可以得出结论，在误差允许的范围内平行四边形定则是正确的。
【答案】
11.
悬线对小球拉力大小为；
【解析】以小球为研究对象，受力分析如答图1所示：
根据平行四边形定则知，T与N的合力F=mg
得
【答案】
12.
（1）重物的最大重力不应超过150
N；（2）重物的最大重力可达168
N。
【解析】（1）取C点为研究对象进行受力分析如图甲所示：
由图可知，物体平衡时AC上的张力比BC上大，所以当AC上的张力为最大值120
N时，BC上的张力小于120
N，由三角形法则重物的最大重力为：
（2）在图甲中，由几何关系设AB=s，则绳长l=0.6s+0.8s=1.4s；若将挂钩换成滑轮，则两根绳子的张力大小相等，对C点受力分析，
如图乙所示：
由几何关系
则重物的最大重力为：G=2Tcosθ=168N