人教版(新课程标准)学业水平测试物理考前冲刺第五讲 力的合成和分解 学案(含答案)

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名称 人教版(新课程标准)学业水平测试物理考前冲刺第五讲 力的合成和分解 学案(含答案)
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2019-12-27 15:42:23

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第五讲 力的合成和分解
1.力的合成和分解
(1)合力和力的合成:一个力产生的________如果能跟原来几个力共同作用产生的________相同,这个力就叫做那几个力的合力.求几个力的合力叫做力的合成.
(2)力的平行四边形定则: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________表示出来.
(3)分力与力的分解:如果________的作用效果跟原来________的作用效果相同,这几个力叫原来那一个力的分力.求一个力的分力叫做力的分解.
(4)物体受到的各力的作用线或作用线的延长线能________________的力叫做共点力.
(5)平衡状态是指物体处于________或________________的状态.
(6)共点力作用下物体的平衡条件是__________________.
常见题型一:力的合成
例题1:两个大小分别为5N和8N的共点力,它们合力的大小不可能是(  )
A.1N B.3N C.6N D.12N
例题2:两个共点力的夹角θ固定不变,其合力为F,当其中一个力增大时,下述正确的是(  )
A.F一定增大 B.F矢量可以不变
C.F可能增大,也可能减小 D.当0<θ<90°,F一定减小
跟踪训练1:有三个力矢量F1、F2、F3,恰好可围成一个封闭的直角三角形,在下列四个选项表示的情形中(如图),三个力的合力最大的是(  )
A. B.
C. D.
常见题型二:力的分解
例题1:将一个力F=10N分解为两个分力,已知一个分力的方向与F成30°角,另一个分力的大小为6N,则在分解中(  )
A.有无数组解? B.有两解?
C.有惟一解? D.无解
例题2:如图所示,一重力为G的物体静止在倾角为θ的斜面上,沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力G,这两个方向上的分力分别为F1和F2.则分力F1的大小为(  )

A.Gsinθ B.Gcosθ C.Gtanθ D.G
跟踪训练1:如图所示,拖拉机拉着耙耕地,拉力F与水平方向成α角,若将该力沿水平和竖直方向分解,则它的水平分力为(  )

A.Fsinα B.Fcosα C.Ftanα D.
跟踪训练2:在倾角为θ斜面上,物体的重力G可以分解为沿斜面向下的G1和垂直斜面向下的G2,如图所示.下列说法正确的是(  )

A.G1和G2的代数和等于G
B.G2就是物体对斜面的压力
C.G2=Gsinθ
D.G1=Gsinθ
2.验证力的平行四边形定则
【实验目的】
1.验证互成角度的两个共点力合成时的平行四边形定则.
2.培养学生应用作图法处理实验数据和得出结论的能力.
【实验原理】
(1)等效法:一个力F′的作用效果和两个力F1、F2的作用效果都是让同一条一端固定的橡皮条伸长到同一点,所以一个力F′就是这两个力F1和F2的合力,作出力F′的图示,如图所示.

(2)平行四边形法:根据平行四边形定则作出力F1和F2的合力F的图示.
(3)验证:比较F和F′的大小和方向是否相同,若在误差允许的范围内相同,则验证了力的平行四边形定则.
【实验器材】
方木板一块、白纸、弹簧测力计(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉(几个)、细芯铅笔.
【实验过程】
1.在水平桌面上平放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸固定在方木板上.
2.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系上细绳套.
3.用两个弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,将结点拉到某一位置O,如图所示.

4.用铅笔描下O点的位置和两条细绳的方向,读出并记录两个弹簧测力计的示数.
5.用铅笔和刻度尺在白纸上从O点沿两条细绳的方向画直线,按一定的标度作出两个力F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点的平行四边形的对角线即为合力F.
6.只用一个弹簧测力计,通过细绳把橡皮条的结点拉到同样的位置O,读出并记录弹簧测力计的示数,记下细绳的方向,按同一标度用刻度尺从O点作出这个力F′的图示.
7.比较F′与用平行四边形定则求出的合力 F的大小和方向,看它们在实验误差允许的范围内是否相等.
8.改变F1和F2的大小和方向,再做两次实验.
【注意事项】
1.同一实验中的两只弹簧测力计的选取方法是:将两只弹簧测力计调零后互钩对拉,若两只弹簧测力计在对拉过程中,读数相同,则可选;若读数不同,应另换,直至相同为止.
2.在同一次实验中,使橡皮条拉长时,结点O的位置一定要相同.
3.用两只弹簧测力计钩住绳套互成角度地拉橡皮条时,夹角不宜太大也不宜太小,在60°~100°之间为宜.
4.读数时应注意使弹簧测力计与木板平行,并使细绳套与弹簧测力计的轴线在同一条直线上,避免弹簧测力计的外壳与弹簧测力计的限位卡之间有摩擦.
5.细绳套应适当长一些,便于确定力的方向.不要直接沿细绳套的方向画直线,应在细绳套末端用铅笔画一个点,去掉细绳套后,再将所标点与O点连接,即可确定力的方向.
6.在同一次实验中,画力的图示所选定的标度要相同,并且要恰当选取标度,使所作力的图示稍大一些.
【误差分析】
1.误差来源:除弹簧测力计本身的误差外,还有读数误差、作图误差等.
2.减小误差的办法:
(1)实验过程中读数时眼睛一定要正视弹簧测力计的刻度,要按有效数字和弹簧测力计的精度正确读数和记录.
(2)作图时用刻度尺借助于三角板,使表示两力的对边一定要平行.
常见题型四:验证力的平行四边形定则
例题1:如图所示,在“探究求合力的方法”的实验中,两弹簧测力计将橡皮条拉伸到0点,它们示数分别为F1和F2.按下来用一只弹簧测力计拉橡皮条时(  )

A.将橡皮条拉伸到O点 B.拉力大小等于F1﹣F2
C.拉力大小等于F1+F2 D.沿F1和F2角平分线方向
例题2:小明同学在学完力的合成与分解后,想在家里做实验验证力的平行四边形定则.他从学校的实验室里借来两只弹簧测力计,按如下步骤进行实验.
A.在墙上贴一张白纸用来记录弹簧弹力的大小和方向
B.在一只弹簧测力计的下端悬挂一装满水的水杯,记下静止时弹簧测力计的读数F.
C.将一根大约30cm长的细线从杯带中穿过,再将细线两端拴在两只弹簧测力计的挂钩上.在靠近白纸处用手对称地拉开细线,使两只弹簧测力计的读数相等,在白纸上记下细线的方向和弹簧测力计的读数.如图甲所示.
D.在白纸上按一定标度作出两个弹簧测力计的弹力的图示(两弹力夹角为60度),如图乙所示,根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力F′.
(1)在步骤C中,弹簧测力计的读数为   N.
(2)在步骤D中,合力F′=   N.(保留2位有效数字)
(3)若   ,就可以验证力的平行四边形定则.

跟踪训练1:如图所示为“探究求合力的方法”的实验装置,则(  )

A.实验时两细线的夹角一定要等于900,以便于计算合力的大小
B.为减小实验的误差,实验中所用的两根细线越短越好
C.实验前两弹簧秤要先调零,实验读数时视线要与刻度板表面垂直
D.实验中要保持O点的位置不变,采用的是“控制变量法”
跟踪训练2:关于“探究求合力的方法”的实验,下列说法中不正确的是(  )
A.两个拉力的方向必须垂直
B.实验过程中,弹簧的轴线必须与纸面平行
C.作力的平行四边形时,不同拉力的标度应该相同
D.用两只弹簧秤和用一只弹簧秤拉橡皮筋时,结点必须拉到同一点
巩固练习
1.同时作用在某物体上的两个方向相反的两个力,大小分别为8N和10N,其中8N的力在逐步减小到零的过程中,两个力的合力的大小(  )
A.先减小后增大 B.先增大后减小
C.一直减小 D.一直增大
2.下列说法中正确的是(  )
A.力的合成与分解都可以按平行四边形定则进行
B.一个力只能根据它的实际作用效果进行分解
C.合力的方向一定与最大的分力方向相同
D.一个力只能分解成两个力
3.同一直线上的两个力F1和F2作用在同一物体上,已知F1=20N,F2=30N.它们的合力可能是(  )
A.大小为50N,方向与F1相反
B.大小为50N,方向与F2相反
C.大小为10N,方向与F1相同
D.大小为10N,方向与F2相同
4.互相垂直且大小分别为6N和8N的两个共点力的合力大小为(  )
A.6 N B.8 N C.10 N D.14 N
5.如图所示,在做“探究力的平行四边形定则”的实验时,用M、N两个测力计通过细线拉橡皮条的结点,使其到达O点,此时α+β=90°,然后保持M的示数不变,而使α角减小,为保持结点位置不变,可采用的办法是(  )
A.减小N的示数同时减小β角
B.减小N的示数同时增大β角
C.增大N的示数同时增大β角
D.增大N的示数同时减小β角
二.填空题(共1小题)
6.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.

三.实验题(共1小题)
7.在“力的合成的平行四边形定则”实验中,某同学将橡皮筋的一端固定于P点,用一只弹簧测力计将橡皮筋的另一端拉到O点,记下拉力F合的大小和方向.

(1)改用两只弹簧测力计拉伸橡皮筋,记下两个分力,如图1所示.请指出图中两处操作错误.
(2)纠正错误后,记下两分力F1、F2的大小和方向.如图2所示,用力的图示法在纸上画出表示三个力的箭头,以表示F1和F2的线段为邻边作平行四边形,由图可得,F1和F2的合力F=   N.
(3)在题25﹣2图中,表示F合的线段不在平行四边形的对角线上,上述实验误差产生的原因可能有哪些?(写出两个原因)
8.三个共点力,大小分别是2N、3N、4N,那么这三个共点力的合力的最小值为   N,最大值为   N.
课堂作业
一.选择题(共5小题)
1.在力的合成中,合力与分力的大小关系是(  )
A.合力一定大于每一个分力
B.合力一定至少大于其中一个分力
C.合力可能比两个分力都小,也可能比两个分力都大
D.合力一定随两个分力夹角的增大而增大
2.某物体在三个共点力的作用下处于静止状态,若把其中一个力F1沿顺时针转过60°而保持其大小不变.其余两力保持不变,则此时物体所受到的合力大小为(  )
A.F1 B.F1 C.2F1 D.无法确定
3.图中的四幅图展示了某同学做引体向上运动前的四种抓杠姿势,其中手臂受力最小的是(  )
A. B.
C. D.
4.关于两个大小不变的共点力与其合力大小的关系,下列说法中正确的是(  )
A.合力大小不可能小于分力中的最小者
B.合力大小一定大于分力中的最大者
C.合力大小随两分力间夹角增大而增大
D.两分力间夹角小于180°时,合力随夹角的减小而增大
5.在“力的合成的平行四边形定则”实验中,某同学测出了F1、F2,如图所示。接下来,要用一只弹簧测力计拉伸橡皮条测合力。在操作中应当(  )

A.沿F1、F2的角平分线方向拉伸橡皮条
B.将橡皮条拉伸至O点
C.使拉力的大小等于
D.使拉力的大小等于F1、F2的大小之和 
二.填空题(共1小题)
6.给你两个弹簧测力计,一根橡皮条,一张白纸,细绳套(两个),三角板(两个),方木板等按课本要求做《互成角度的两个共点力的合成》实验,实验中主要步骤有:
A.只用一个弹簧测力计,通过细绳套把橡皮条的结点拉至O点,记下弹簧测力计的读数和细绳的方向,按同标度做出这个拉力F′的图示;
B.用铅笔描下O点的位置和两条细绳套的方向,并记下两个弹簧测力计的读数;
C.比较一下,力F′与用平行四边形定则求出的合力F大小和方向是否在误差允许范围内相同.
D.用两只弹簧测力计分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,让结点到达某一位置O;
E.把白纸钉在木板上,并将橡皮条的一端固定在木板上的A点,让两根细绳套拴在橡皮条的另一端(结点);
F.用铅笔和刻度尺从力的作用点(位置O)沿着两绳套的方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,以F1和F2为邻边利用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,即为合力F的图示.
G.改变两个力F1、F2的大小和夹角,再重复实验两次.
(1)将上述步骤,按实际操作的先后顺序填在下面:
①   ②   ③   ④   ⑤   ⑥   ⑦   .
(2)在本实验中,用F表示理论合力,F′表示实验测出的合力,则下面的两个图中,比较符合实验事实的是   .

参考答案
1.力的合成和分解
常见题型一
例题1:A
例题2:C
跟踪训练1:C
常见题型二
例题1:B
例题2:B
跟踪训练1:B
跟踪训练2:D
2.验证力的平行四边形定则
常见题型四
例题1:A
例题2:(1)3.00(2)2.98(3)若F′近似在竖直方向
跟踪训练1:C
跟踪训练2:A
巩固练习
DABCA
二.填空题
6.F, F′,力合成的平行四边形定则
三.实验题
7.(1)图中有两处操作错误:①橡皮筋的端点没有再次回到O点。②拴在橡皮筋上的细绳套太短。
(2)4.5
(3)上述实验误差产生的原因可能有力的测量有误差;作图不准确;力的方向记录不准确;等等。
8. 0,9
课堂作业
选择题
CABDB
二.填空题
6.(1)EDBFACG(2)A





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