上海市北虹高中2020—2021学年高中物理沪科版（2019）必修第一册：3.5怎样求合力 课时作业（含解析）

3.5怎样求合力
1．如图所示，重力G=10N的物体，在F=5N的水平拉力作用下，沿粗糙水平桌面做匀加速直线运动，已知桌面与物体间的动摩擦因数μ=0.2，则物体受到的合力大小为（　　）
A．1N B．2N C．3N D．5N
2．作用在同一物体上的两个力，大小分别是3N和4N，则这两个力的合力不可能是（　　）
A．1N B．3N C．7N D．8N
3．两个共点力F1和F2的合力大小为6 N，则F1和F2的大小可能是(　　)
A．F1＝2 N，F2＝9 N
B．F1＝4 N，F2＝8 N
C．F1＝1 N，F2＝8 N
D．F1＝2 N，F2＝1 N
4．在“探究力的平行四边形定则”的实验中，橡皮筋A端固定在木板上，先后用两个弹簧测力计和用一个弹簧测力计通过细绳把橡皮筋的另一端B拉到同一位置O．为减小实验误差，在实验过程中
A．两弹簧测力计的拉力方向必须互相垂直
B．两弹簧测力计的拉力方向间的夹角越大越好
C．两弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行
D．两弹簧测力计的拉力大小必须相等
5．已知物体在F1、F2、F3，三个共点力的作用下处于平衡状态，若F1=20 N，F2=28 N，那么F3的大小可能是
（ ）
A．40 N B．70 N C．100 N D．6 N
6．如图所示，质量为1kg的物块甲和质量为2kg的物块乙放在水平面上，用轻弹簧连接，弹簧的劲度系数为100N/m，两物块与水平地面间的动摩擦因数均为0.5，弹簧处于压缩状态，两物块处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。现给物块甲一个向右的推力F，当F从0缓慢增大到8N时，物块甲刚好要滑动，则（　　）
A．施加推力前，弹簧的压缩量为6cm
B．施加推力前，物块乙受到的摩擦力大小为3N
C．施加推力前，弹簧受到的合力为8N
D．施加推力后，随着F增大，物块乙受到的摩擦力减小
7．如图（俯视），物体静止在光滑水平桌面上，一个水平向东的力F1作用在物体上，但要使物体获得方向东偏北30?的加速度，那么必须同时对物体施加另一个作用力F2，F2的最小值为（ ）
A． B． C． D．
8．如图所示，力F1、F2是两个相互垂直的共点力，其中，。则F1、F2的合力大小为
A．1N B．2N
C．5N D．7N
9．在“探究力的平行四边形定则”实验中，下列不正确的实验要求是（　　）
A．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行
B．两弹簧测力计的拉力方向必须相互垂直
C．读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度
D．使用弹簧测力计时，不能超过其量程
10．有两个大小分别为3N和4N的作用力，它们合力的大小可能是（ ）。
A．0 B．10N C．5N D．8N
11．如图所示，在“研究共点力的合成”实验中，把橡皮筋一端用图钉固定于P点，同时用两个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋拉长，这时不用记录的是（ ）
A．橡皮筋另一端到达的位置O点
B．两个弹簧测力计的示数
C．橡皮筋伸长的长度
D．两条细绳的方向
12．以下关于所用物理学的研究方法叙述不正确的是（　　）
A．合力、分力概念的建立体现了等效替代的思想
B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法
C．当时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思维法
D．求匀变速直线运动位移时，将其看成很多小段匀速直线运动的累加，采用了微元法
13．大小分别为30N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不
可能等于（ ）
A．5N B．10N C．45N D．60N
14．如图所示，为骨科医院用于牵引受伤颈椎的器具的示意图，一根轻绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端各挂一个质量相同的重物，与动滑轮相连的帆布带牵引病人的受伤颈椎（图中是用手指代替颈椎做实验），整个装置在同一竖直平面内，如果要增大颈椎所受的拉力，可采取的办法有（　　）
A．只将手指向下移动 B．只将手指向上移动
C．只增加与重物相连的绳子长度 D．只增加重物的质量
15．大小分别为5N和15N的两个力，同时作用在一个物体上，则它们的合力可能是（　　）
A．5N B．8N C．15N D．20N
16．在“研究共点力的合成”实验中，把橡皮筋一端用图钉固定于P点，同时用两个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋的另一端拉到指定位置O，这时要记录的是________和_________。
17．如图所示，互相垂直的两个分力F1=3N、F2=4N，则合力大小为__________N，将F2绕O点顺时针旋转至和F1重合，则合力在__________（选填“增大”或“减小”）。
参考答案
1．C
【解析】
因为物体在做匀加速直线运动，摩擦力为滑动摩擦力，大小为
所以物体受到的合力大小为
故C正确，ABD错误。
故选C。
2．D
【解析】
根据力的合成规则可知3N和4N的两个力合力最大为7N，最小为1N，故这两个力的合力不可能是8N，故D正确，ABC错误。
故选D。
3．B
【解析】
由于合力大小为：|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|可通过以下表格对选项进行分析
选项 诊断 结论
A 7 N≤F≤11 N ×
B 4 N≤F≤12 N √
C 7 N≤F≤9 N ×
D 1 N≤F≤3 N ×
综上分析B正确。
4．C
【解析】
AB．在实验中两个分力的夹角大小适当，在作图时有利于减小误差，并非越大越好，也不需要两弹簧测力计的拉力方向一定垂直，故A、B错误；
C．测量力的实验要求尽量准确，为了减小实验中因摩擦造成的误差，操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故C正确；
D．在实验中两个分力的夹角大小适当，且二力的大小要适量大些，这样有利于减小实验中偶然误差的影响，不需要两弹簧测力计的拉力大小一定相等，故D错误。
故选C。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
和的合力取值范围：，代入数据得8N≤F≤48N，40N在合力范围内，即的大小可能是40N，选项A正确，BCD错误；
故选A
【点睛】
题关键抓住三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由题意可知，物块甲的最大静摩擦力
物块乙的最大静摩擦力
当推力F=8N时，物块甲刚好要滑动，根据力的平衡可知
弹簧的弹力
根据
弹簧的压缩量
A错误；
B．没有施加推力时，弹簧的弹力为3N，根据平衡原理，物块乙受到的摩擦力为3N，B正确；
C．没有施加推力时，弹簧静止，弹簧的合力为零，C错误；
D．施加推力后，随着F增大，弹簧的形变量不变，弹力不变，物块乙静止不动，物块乙受到的摩擦力不变，D错误。
故选B。
7．A
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知合力方向正好沿东北方向，由力的合成规律可知当F2的方向垂直东北方向时F2最小，如图所示：
由矢量三角形定则，可得最小值为：
故选A．
8．C
【解析】
【详解】
根据力的平行四边形定则，可知质点所受F1和F2的合力大小为：
故C正确，ABD错误；
故选C。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行，以减少读数的误差，故A正确，不符合题意；
B．两弹簧测力计的拉力方向没必要必须相互垂直，故B错误，符合题意；
C．读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，以减少读数的偶然误差，故C正确，不符合题意；
D．使用弹簧测力计时，不能超过其量程，以保证使用仪器的安全性．故D正确，不符合题意。
本题先不正确的，故选B。
10．C
【解析】
【分析】
【详解】
当这两个力的夹角为零时，即两力的方向相同时合力最大，最大值为
当这两个力的夹角为时，即两力方向相反时合力最小，最小值为
由力的合成法则可知，这两个力的合力大小介于至之间，因此这两个力的合力大小可能是，A错误，B错误，C正确，D错误。
故选C。
11．C
【解析】
【分析】
【详解】
在“研究共点力的合成”实验中，把橡皮筋一端用图钉固定于点，同时用两个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋的另一端拉到位置，这时除需记录点的位置外，为了作出力的图示，还需记录力的大小和方向，即两个弹簧测力计的示数和两条细绳的方向。橡皮筋伸长的长度不用记录，因此，AB正确，不符合题意，C错误，符合题意，D正确，不符合题意。
故选C。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做分力，合力与几个分力之间是相互替代关系，故A正确，不符合题意；
B．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，故B错误，符合题意；
C．极限的思维是研究物理的一种重要思想，是指用极限概念分析问题和解决问题的一种思想，故C正确，不符合题意；
D．微元法是指在处理问题时，从对事物的极小部分(微元)分析入手，达到解决事物整体目的的方法。它在解决物理学问题时很常用，思想就是“化整为零"”，先分析“微元”，再通过“微元”分析整体，故D正确，不符合题意。
故选B。
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
两力合成时，合力满足关系式：,所以大小分别为10N和15N的两个力合力满足,所以D不可能，
14．AD
【解析】
【分析】
【详解】
AB．由力的合成可知，在分力不变时增大夹角，则合力减小，即将手指向上移动时增大了夹角，合力减小，而将手指向下移动减小了夹角，则合力增大，故A正确，B错误；
C．只增加绳的长度既没有增大分力的大小，也没有改变力的夹角，所以对合力没有影响，故C错误；
D．夹角不变时，分力增大，合力就增大，增加重物的重量就是增大分力，故D正确。
故选AD。
15．CD
【解析】
【分析】
【详解】
合力的范围是
即
故AB错误，CD正确。
故选CD。
16．两个弹簧测力计的示数 两条细绳的方向
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]在“研究共点力的合成”实验中，把橡皮筋一端用图钉固定于P点，同时用两个弹簧测力计通过细绳将橡皮筋的另一端拉到指定位置O，这时需要记录O点的位置外，为了作出力的图示，还需记录力的大小和方向，即两个弹簧测力计的求数和两条细绳的方向。
17．5 增大
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]根据力的平行四边形定则和三角知识可得
结合力的合成法则，可知，随着将绕着O点顺时针旋转至与重合，其合外力的大小增加。