必修1 第5章 力与平衡 第1节 力的合成 课时练习 3

第5章　力与平衡
第1节　力的合成
1．共点力的合成：
(1)如果几个力同时作用在物体上的______，或者它们的______相交于同一点，这几个力叫做共点力．
(2)几个共点力共同作用______________可以用一个力来代替，物理学中就把这个力叫做那几个力的______，求几个力的合力叫做________．
2.
共点力合成的平行四边形定则：
两个力合成时，如果以表示原来两个共点力F1和F2的线段为　　作平行四边形，那么，合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的　　来表示，这就是共点力合成的平行四边形定则．力的合成的平行四边形定则，只适用于　　　.
3．矢量和标量的运算法则有何不同？
4．当两个共点力F1、F2大小一定时，合力F的大小和方向随着F1、F2之间的夹角变化．
当夹角θ＝0°时，力F1、F2在同一直线上且方向相同，F＝______，方向跟两个力的方向______，此时，合力最大．
当夹角θ＝180°时，力F1、F2在同一直线上且方向相反，F＝|F1－F2|，方向跟两个力中______相同，此时，合力最小．
当夹角θ＝90°，F＝______.
由上述分析可知，合力的大小可在最大值和最小值之间取值，取值范围为______≤F≤______.
1．关于共点力，下列说法中不正确的是(　　)
A．作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，这两个力是共点力
B．作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力
C．作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力
D．作用在一个物体上的几个力，如果它们力的作用线汇交于同一点，则这几个力是共点力
2．关于几个力与它们的合力的说法正确的是…(　　)
A．合力的作用效果跟原来那几个力共同作用的效果相同
B．合力与原来那几个力同时作用在物体上
C．合力的作用可以代替那几个力的作用
D．求几个力的合力遵从平行四边形定则
3．有两个共点力，F1＝2 N，F2＝4 N，它们的合力F的大小可能是(　　)
A．1 N　　　　　　　B．5 N
C．7 N D．9 N
4．在做“验证平行四边形定则”实验时，橡皮筋的一端固定在木板上，用两个测力计把橡皮筋的另一端拉到某一确定的O点，以下操作中错误的是…
(　　)
A．同一次实验过程中，O点位置允许变动
B．实验中，测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对测力计刻度
C．实验中，先将其中一个测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个测力计拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点
D．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个测力计之间夹角应取90°以便于算出合力大小
5.
(创新题)俗话说：“三个臭皮匠，顶个诸葛亮．”意为个人的能力是有限的，集体的智慧是无穷的．“众人划桨开大船”，说的是众人合力可以排山倒海，可以开动大船．日常生活中一个大人可以搬动一个重物，两个小孩也可以抬动这个重物，如图所示说明：两个小孩的作用力可以等效为一个大人的作用力．
(1)几个力作用在物体上相当于一个很大的力作用，这是不是就是力的合成？
(2)两个小孩的力可以等效为一个大人的力，在什么条件下可以等效？
(3)两个小孩的力是不是就是这个大人的力，为什么？
1．关于合力与其两个分力的关系，正确的是(　　)
A．合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力
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
2.下列关于矢量和标量的说法正确的是 …(　　)
A．既有大小又有方向的物理量叫矢量
B．矢量的大小可以直接相加，矢量的方向应遵从平行四边形定则
C．矢量求和用平行四边形定则，标量求和用代数法
D．只用大小就能完整描述的物理量是标量
3.
如图所示，日光灯管用两根悬绳吊在天花板上，设两悬绳的拉力分别为F1、F2，其合力为F，则关于灯管受力的说法中正确的是 …(　　)
A．灯管只受F1和F2的作用
B．灯管受F1、F2和F的共同作用
C．灯管受F1、F2、F和重力的共同作用
D．灯管受F1、F2和重力的共同作用
4．一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0的是(　　)
A．5 N、7 N、8 N　　　　B．5 N、2 N、3 N
C．1 N、5 N、10 N D．10 N、10 N、10 N
5．如图所示，有五个力作用于一点P，构成一个正六边形的两条邻边和三条对角线，设F3＝10 N，则这五个力的合力大小为(　　)
A．10(2＋) N
B．20 N
C．30 N
D．0
6.
在研究两个共点力合成的实验中，得到如图所示的合力F跟两个分力间夹角θ的关系曲线，下列说法中正确的有…
(　　)
A．两个分力大小分别为1 N、4 N
B．两个分力大小分别为3 N、4 N
C．合力大小的范围是1 N≤F≤7 N
D．合力大小的范围是1 N≤F≤5 N
7．在“验证平行四边形定则”实验时，其中的三个操作步骤是：
(1)在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点和两弹簧秤的读数F1和F2.
(2)在纸上根据F1和F2的大小，应用平行四边形定则作图求出合力F.
(3)只用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时相同，记下此时弹簧秤的读数F′和细线的方向．
以上三个步骤中均有错误或疏漏，指出错在哪里．
在(1)中是__________________________；
在(2)中是__________________________；
在(3)中是__________________________．
8．两个小孩拉一辆车子，一个小孩用的力是45 N，另一个小孩用的力是60 N，这两个力的夹角是90°，求它们的合力．
9. 如图所示，一个木块放在水平桌面上，在水平方向共受到三个力即F1、F2和静摩擦力作用，而且三个力的合力为零，其中F1=10 N，F2=2 N．若撤去力F1，则木块在水平方向受到的合力为多大？
答案与解析
第1节　力的合成
课前预习
1．答案：(1)同一点　作用线　(2)所产生的效果　合力　力的合成
2．答案：邻边　对角线　共点力
3．答案：矢量运算要遵循平行四边形定则，而标量运算遵循算术法则．
4．答案：F1＋F2　相同　较大的力方向　　|F1－F2|　F1＋F2
课堂巩固
1．A　如果两力分别作用于同一根杆的两端，大小相等，方向相反，但作用线平行不相交，则不是共点力，所以选A.作用在物体的同一点或者它们的作用线相交于同一点，这几个力叫做共点力，如果物体能够看做质点，则作用在物体上的力就可以看做是共点力．
2．ACD
3．B　这两个力方向相反时合力最小，最小值Fmin＝4 N－2 N＝2 N；这两个力方向相同时合力最大，最大值Fmax＝4 N＋2 N＝6 N，故这两个力的合力范围是：2 N≤F≤6 N，B正确．
4．ACD　在同一次实验中，橡皮筋拉长时的结点的位置一定要相同，故A错；在使用测力计的时候，要使它的弹簧与木板平面平行，读数时视线要正对测力计刻度，B对；用两只测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长到某一位置，角度不要过大也不要过小，C、D错．
5．答案：(1)是　(2)效果相同时　(3)不是，因为大人与小孩施加的力的施力物体不同
课后检测
1．D　在分力大小不变的情况下，合力F随θ角的增大而减小，随θ角的减小而增大，范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，所以，F可以大于任一分力，也可以小于任一分力或等于某一分力．
2．ACD　既有大小又有方向，不遵守一般的代数运算法则，而遵守特殊的运算法则，这样的物理量才叫矢量．定义中“特殊的运算法则”指的是矢量运算法则，即平行四边形定则．矢量和标量的根本区别就在于它们分别遵循两种不同的求和运算法则．
3．D　灯管受两悬绳的拉力F1、F2作用，同时受到自身的重力作用而处于平衡状态，所以选项D正确．F1、F2的合力F只是在效果上与F1、F2共同作用的效果相同，在受力分析中不能同时出现．
4．C　A、B、D选项都满足任意两个力之和大于(或等于)第三个力的条件，而C选项较小的两个力之和仍小于最大的力，因此它们的合力不为零，应选C.
5．C　根据正六边形的性质及平行四边形定则知，F1与F4的合力大小与F3相等，方向也与F3相同，同理F2与F5的合力大小和方向也与F3相同，所以这五个力的合力大小为3F3＝30 N.
6．BC　设两分力分别为F1、F2，由题图可得，|F1－F2|＝1，F＋F＝52，则可解得，两力分别为3 N、4 N.
7．答案：(1)还要记下“两细线的方向”
(2)在“F1和F2的大小”后面加“和方向”
(3)“只用一个弹簧秤通过细线拉橡皮条”之后加“把橡皮条与细线的结点拉至O点”
8．答案：合力大小为75 N，方向与45 N的力成53°角．
解析：解法一：如图甲所示，选择标度，作出F1、F2的图示，利用三角板作出平行四边形，画出对角线，用15 N的标度去度量F，得出F＝75 N．再用量角器量得F与F1之间的夹角为53°.
解法二：根据平行四边形定则，作出如图乙所示的力的示意图，利用勾股定理求出合力．F＝＝ N＝75 N，tanθ＝＝＝1.33，所以θ＝53°.
图甲　　　　　　图乙
9．答案：0
解析：F1和F2的合力F12＝F1－F2＝8 N，方向向右，又因物体受三个力作用且合力为零，故静摩擦力f＝8 N，方向向左．
若撤去力F1，则木块受F2作用而有向左运动的趋势，此时物体受到的静摩擦力为2 N，方向向右，木块仍保持静止状态，木块在水平方向受到的合力为零．