上海市丰华高中2020—2021学年高中物理沪科版（2019）必修第一册：3.5怎样求合力 同步练习（含解析）

3.5怎样求合力
1．下列几组共点力中，合力可能为零的是（　　）
A．5N，6N，7N B．2N，4N，8N
C．4N，6N，12N D．3N，6N，12N
2．作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是5N，另一个力的大小是8N，它们合力的大小可能是
A．2N B．6N C．14N D．16N
3．两个大小相等的共点力F1、F2，当它们间的夹角为90°时合力大小为10N；则当它们间夹角为120°时，合力的大小为（　　）
A．20N B．10N C．N D．5N
4．一物体受到三个共点力、、的作用，且表示三个力的有向线段恰好构成三角形，如图所示。可知该物体受到的合力为（　　）
A．0 B． C． D．
5．两个共点力的大小分别为3N和4N,两个力之间的夹角为90°,则这两个力的合力大小为( )
A．3N B．4N C．5N D．7N
6．如图为汽车的机械式手刹（驻车器）系统的结构示意图，结构对称。当向上拉动手刹拉杆时，手刹拉索（不可伸缩）就会拉紧，拉索OD、OC分别作用于两边轮子的制动器，从而实现驻车的目的。则以下说法正确的是（ ）
A．当OD、OC两拉索夹角为60°时，三根拉索的拉力大小相等
B．拉动手刹拉杆时，拉索AO上拉力总比拉索OD和OC中任何一个拉力大
C．若在AO上施加一恒力，OD、OC两拉索夹角越小，拉索OD、OC拉力越大
D．若保持OD、OC两拉索拉力不变，OD、OC两拉索越短，拉动拉索AO越省力
7．、的合力为，已知，，那么的取值可能是（　　）
A． B． C． D．
8．大小分别是和的两个共点力，对于它们合力大小的判断，下列说法中正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．下列几组共点力，分别作用在同一个物体上，有可能使物体做匀速直线运动的是（ ）
A．4N、5N、7N B．3N、4N、8N C．2N、9N、5N D．5N、7N、1N
10．如图所示，两个共点力、的大小一定，夹角θ是变化的，合力F在θ角从 逐渐增大到的过程中，合力F的大小变化情况为（ ）.
A．从最小逐渐增大到最大 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
11．下列物理概念的建立不属于用到“等效替代”方法的是( )
A．质点 B．重心
C．平均速度 D．合力
12．一个质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态，如图所示，则它们的大小关系是(　　)
A．F1＞F2＞F3
B．F1＞F3＞F2
C．F3＞F1＞F2
D．F2＞F1＞F3
13．已知共点力，，则它们的合力不可能是（　　）
A．1N B．2N C．5N D．6N
14．一位体操运动员在水平地面上做倒立动作，下列哪个图中沿每个手臂受到的力最大(　　)
A． B．C．D．
15．下列几组共点力分别作用于同一物体上，有可能使物体做匀速直线运动的是（　　）
A．1 N、5 N、3 N B．3 N、6N、8 N
C．4 N、10 N、5 N D．4 N、8 N、13N
16．有两个共点力，一个力的大小F1=6N，另一个力的大小F2=8N，则它们合力的最小值为____________N；当这两个力的夹角为90°时，它们的合力大小为___________N。
17．两个共点力分别为4N、6N的合力最大值为________N，最小值为_________N。
参考答案
1．A
【解析】
A．和的力的合力取值范围为
当两力的合力为时，方向与第三个力方向相反时，它们三个力的合力可能为零，故A正确；
B．和的力的合力取值范围为
不可能与的力合成为零，故B错误；
C．和的力的合力取值范围为
不可能与的力合成为零，故C错误；
D．和的力的合力取值范围为
不可能与的力合成为零，故D错误。
故选A。
2．B
【解析】
两力合成时，合力范围为
代入数据，故有
故B正确，ACD错误。
故选B。
3．C
【解析】
当两个力之间的夹角为90°时合力大小为10N，根据平行四边形定则知
当两个力夹角为120°时，根据平行四边形定则知
故C正确，ABD错误。
故选C。
【点睛】
平行四边形定则。
4．A
【解析】
、、三个力的有向线段恰好构成三角形，且首尾相接，则根据三角形定则可得三个合力等于0。
故选A。
5．C
【解析】
由题意得，两个分力的夹角为90°，根据平行四边形定则得：合力的大小为，故选C．
【点睛】根据两个分力的大小及方向，由平行四边形定则即可求解合力的大小．
6．D
【解析】
A．当OD、OC两拉索夹角为120°时，三根拉索的拉力大小才相等，选项A错误；
B．拉动手刹拉杆时，当OD、OC两拉索夹角大于120°时，拉索AO上拉力比拉索OD和OC中任何一个拉力小，选项B错误；
C．根据平行四边形法则可知，若在AO上施加一恒力，OD、OC两拉索夹角越小，拉索OD、OC拉力越小，选项C错误；
D．若保持OD、OC两拉索拉力不变，OD、OC两拉索越短，则两力夹角越大，合力越小，即拉动拉索AO越省力，选项D正确。
故选D。
7．A
【解析】
两力方向相同时，合力则
两力方向相反时，合力则
综上所述，F2的大小可能是8N到48N，故A正确，BCD错误。
故选A。
8．D
【解析】
由题意可知F1=20N，F2=15N，当二共点力的方向相反时，合力最小即
当二共点力的方向相同时，合力最大即
所以这两个共点力的合力范围是
故选ABC错误，D正确。
故选D。
9．A
【解析】
A．5N和7N的合力范围是2N≤F合≤12N，第三个力4N在这个范围之内，这三个力的合力可以为零，能够使物体做匀速直线运动，故A正确；
B．3N和4N的合力范围是1N≤F合≤7N，第三个力8N不在其范围之内，这三个力的合力不可以为零，不能够使物体做匀速直线运动，故B错误；
C．2N和9N的合力范围是7N≤F合≤11N，第三个力5N在不其范围之内，这三个力的合力不可以为零，不能够使物体做匀速直线运动，故C错误；
D．5N和7N的合力范围是2N≤F合≤12N，第三个力1N不在其范围之内，这三个力的合力不可以为零，能够使物体做匀速直线运动，故D错误。
故选A。
10．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，由图可知，两力大小不等，所以合力的最小值不为零
A．从最小逐渐增大到最大与分析不符，故A错误；
B．从最大逐渐减小到零与分析不符，故B错误；
C．从最大逐渐减小到最小与分析相符，故C正确；
D．先增大后减小与分析不符，故D错误．
11．A
【详解】
A.质点是为了研究的方便把物体看做一个抽象的点，不属于等效替代，故A符合题意。
B.重心是将整个物体所受重力等效集中到一点上，这点就是重心，故B不符合题意。
C. 平均速度是利用位移比时间的数值来替代运动过程中的速度，属于等效替代，故C不符合题意。
D. 合力与分力是可以相互替代，属于等效替代，故D不符合题意。
12．C
【解析】
试题分析：因为质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态，所以将三力首尾相连组成一封闭三角形，如图所示：
根据数学知识三角形中大角对大边，即得出F3＞F1＞F2，所以选项ABD错误，C正确．故选C.
考点：共点力的平衡
【名师点睛】此题掌握共点力平衡的条件，巧妙运用力的三角形法则即可解决此类问题，即当三个力平衡时，三个力首尾相接可以在构成封闭的三角形，由此可判断三个力之间的大小关系；此题是中等题，意在考查基础知识的运用.
13．D
【解析】
【分析】
【详解】
两力合成时，合力范围为：|F1-F2|≤F≤F1+F2；故题中两个力的合力范围
1N≤F≤5N
所以不可能的是6N，故D项符合题意。
故选D。
14．D
【解析】
以人为研究对象，人受到重力和沿两手臂方向的支持力作用，沿两手臂方向的支持力的合力与重力大小相等．在合力一定时，两分力的夹角越大，两分力越大，故D正确
综上所述本题答案是：D
15．B
【解析】
【分析】
要使物体做匀速直线运动，需要物体所受合外力为0，根据力的合成法则可得出合力大小范围。
【详解】
A．因为
所以合外力不可能为0，故A错误；
B．因为
所以合外力可能为0，故B正确；
C．因为
所以合外力不可能为0，故C错误；
D．
所以合外力不可能为0，故D错误。
故选B。
16．2 10
【解析】
【详解】
[1]当夹角为时合力最小，最小值为
即两力最小值为。
[2]当夹角为90°时，合力的大小为
即两力垂直时合力为10N。
17．10 2
【解析】
【详解】
[1][2]两个共点力分别为4N、6N，当两个力同向时合力最大，合力最大值为4N+6N=10N；当两个力反向时合力最小，合力最小值为6N-4N=2N。