上海市金山高中2020—2021学年高中物理沪科版（2019）必修第一册：3.5怎样求合力 课时训练（含解析）

3.5怎样求合力
1．一个在光滑水平面上的物体在三个方向不定的水平力的作用下做匀速直线运动，这三个力的大小可能是（　　）
A．2N 2N 4N B．2N 3N 6N
C．3N 4N 8N D．5N 7N 15N
2．下列各组共点力作用在一个物体上，不能使物体保持平衡的是（　　）
A．2 N、3 N、4 N B．2 N、3 N、5 N
C．10 N、10 N、10 N D．3 N、4 N、10 N
3．在“探究求合力的方法”实验中，把橡皮筋一端固定于P点，另一端（自由端）通过细绳套连接两只弹簧秤a、b，并将该端拉至O点如图所示。已读出弹簧秤的示数，这一步操作中还必须记录的是（　　）
A．描下O点位置和两条细绳套的方向
B．橡皮条固定端的位置
C．橡皮条伸长后的总长度
D．细绳套的长度
4．如图所示，相互垂直的两个共点力，大小分别为F1=6N和F2=8N，它们的合力大小F合为
A．2N
B．10N
C．14N
D．45N
5．如图所示，同时作用在质点O上有三个共点力F1、F2、F3，其中F1、F2是正六边形的两条边，F3是正六边形的一条对角线。已知F1=F2=2N，则这三个力的合力大小等于
A．6N B．8N C．10N D．12N
6．关于两个共点力的合力与两个分力的大小关系，下列说法中正确的是
A．合力一定比任意一个分力大
B．合力至少大于其中一个分力
C．合力一定等于两个分力的大小的代数和
D．合力可以比两个分力都小，也可能比两个分力都大
7．一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用，三力的矢量关系如图所示（各小方格边长相等），则下列说法正确的是（ ）
A．三力的合力为F1+F2+F3，方向不确定
B．三力的合力为3F2，方向与F2同向
C．三力的合力为2F3，方向与F3同向
D．由题给条件无法求出合力大小
8．如图所示，大小分别为的三个力恰好围成封闭的直角三角形（顶角为直角）．下列四个图中，这三个力的合力最大的是（ ）
A．B．
C．D．
9．三个共点力的大小分别是2N，6N，10N，则它们的合力不可能是（ ）
A．10N B．1.5N C．3.7N D．18N
10．有两个共点力，其中一个力大小是3N，另一个力大小是4N，这两个力的合力大小可能是
A．16N B．12N C．9N D．7N
11．同一平面内的三个力，大小分别为4N、2N、7N，若三力同时作用于某一物体，则该物体所受三力合力的最大值和最小值分别为（　　）
A．13N，0N B．5N，0N C．9N，1N D．13N，1N
12．两个共点力F1与F2，其合力为F，则（　　）
A．合力一定大于任一分力
B．合力有可能小于某一分力
C．分力F1增大，而F2不变，且它们的夹角不变时，合力F一定增大
D．当两分力大小不变时，增大两分力的夹角，则合力减小
13．如图，一个大人单独提起一桶水和两个小孩共同提起同一桶水，则下列说法正确的是（ ）
A．大人的拉力可以看作两个小孩拉力的合力
B．大人拉力一定等于两个小孩拉力大小之和
C．两个小孩两手臂夹角越大，则小孩拉力越小
D．两个小孩两手臂夹角越大，则小孩拉力越大
14．有三个共点力，一个大小为10N，另两个大小均为2N，则它们的合力大小可能为（ ）
A．2N B．8N C．10N D．12N
15．三个共点力作用于一个物体，下列每一组力中合力可以为零的是( )
A．，， B．，，
C．，， D．，，
16．两个共点力的合力最大为15N，最小为5N，则这两个力的大小分别为____N和___N．若这两个力的夹角是90°，则合力的大小为 ____N．
17．共点力的合成遵循_____________________________ 定则．请画出图中共点力F1和F2合力的示意图_________（请保留有关的辅助线）．
参考答案
1．A
【解析】
A．物体在三个方向不定的水平力的作用下做匀速直线运动，这三个力的合力一定为零。与的合力最大值为，最小值为，可以与的力平衡，A正确；
B．和合成时，最大，最小，不可能与合成平衡，B错误；
C．和合成时，最大，最小，不可能与合成平衡，C错误；
D．和的合力最小为，最大为，不可能与的力平衡，D错误。
故选A。
2．D
【解析】
【详解】
根据先求出前两个力的合力范围，如果第三个力在这两个力的范围内，则三力平衡，合力为零。若不在两个力的合力范围内，则合力不能为零，不能保持平衡；
A．和的合力范围为[，]，在合力范围之内，则三个力合力能为零，物体能平衡；故A不符合题意；
B．和的合力范围为[，]，在合力范围之内，则三个力合力能为零，物体能平衡；故B不符合题意；
C．和的合力范围为[，]，在合力范围之内，则三个力合力能为零，物体能平衡；故C不符合题意；
D．和的合力范围为[，]，不在合力范围之内，则三个力合力不可能为零，物体能平衡；故D符合题意。
故选D。
3．A
【解析】
【详解】
用两个弹簧测力计拉时，需要记录两分力的大小和方向以及O点的位置，已读出弹簧秤的示数，这一步操作中还必须记录的是O点位置和两条细绳套的方向，故A正确，BCD错误。
故选A。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
两共点力，大小分别为F1=6N和F2=8N，当夹角为时，合力的大小为
A．2N与分析不符，故A项错误；
B．10N与分析相符，故B项正确；
C．14N与分析不符，故C项错误；
D．45N与分析不符，故D项错误．
5．A
【解析】
【详解】
将F1、F2合成如图，由几何关系得，F1、F2的合力
由于F12与F3的方向相同，由几何关系可得，三力的合力
故A项正确，BCD三项错误。
6．D
【解析】
【详解】
AB.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AB错误；
C.当两个分力的方向相同时, 合力等于两个分力的大小的代数和，若方向不同时，则合力不等于两个分力的大小的代数和，故C错误；
D. 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可知：合力可以比两个分力都小，也可能比两个分力都大，故D正确。
7．B
【解析】
【详解】
根据平行四边形定则，出F1、F3的合力如图所示：
大小等于2F2，方向与F2相同，再跟F2合成，两个力同向，则三个力的合力为3F2，故B正确，ACD错误。
8．B
【解析】
【分析】
在矢量三角形中，分力是首尾相接的，合力是由一个分力的箭尾指向另一个分力的箭头的，由此可以判断分力与合力的关系，从而可以求得合力的大小．
【详解】
根据三角形定则或平行四边形定则，知A选项合力为2F1，B选项合力为2F2，C选项合力为0， D选项合力为2F3．因为F2是直角三角形的你斜边，故选项B的合力最大，B符合题意，ACD不符题意。
故选B。
【点睛】
本题中要会区分三角形中的三条边是代表的分力还是代表的合力，这是解决本题的关键所在．
9．B
【解析】
【详解】
2N、6N、10N方向相同的时候，合力最大为18N；2N、6N的合力的范围是，所以三个力的最小值为2N；因此合力的范围是，在这个范围内的都是可能的，所以ACD可能，B不可能。
故选B。
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
两力合成时，大小关系满足
代入数据可得
故D可能，ABC不可能；故选D。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
当三个力作用在同一直线、同方向时，三个力的合力最大，即
Fmax=4N+7N+2N=13N
4N与2N的最大值为6N，所以当4N与2N的方向相同，都与7N的力的方向相反时，三个力的合力最小，最小值为
Fmin=1N
故ABC错误，D正确；
故选D。
12．BD
【解析】
【详解】
AB．合力与分力是等效关系，合力F的范围为
|F1-F2|≤F≤F1+F2
可知合力不一定大于任一分力，也有可能小于某一分力，故A错误，B正确；
C．分力F1增大而F2不变，且它们的夹角不变时，根据平行四边形定则可知：当F1、F2的夹角为锐角或直角时，合力增大；当F1、F2的夹角为钝角时，合力可能减小，可能增大，也可能先减小后增大，故C错误；
D．当两分力大小不变时，而增大两分力的夹角，由平行四边形定则结合余弦定律有：
可知合力一定减小，故D正确；
故选BD。
13．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．大人的拉力作用的效果和两人小孩拉力共同作用的效果相同；故A正确
B．根据平行四边形定则可知，合力的大小可以大于、小于也可以等于分力的大小；故B错误
CD．两个力合成时，夹角越大则合力越小，两小孩拉力的合力一定，所以夹角越大则分力越大；故C错误，D正确。
故选AD．
14．BCD
【解析】
【详解】
两个力的大小为2N，另一个力的大小为10N，则这三个力的合力范围为：
所以BCD正确，A错误。
故选BCD。
15．ACD
【解析】
【详解】
和的合力的范围是，在这个范围内，合力可以为零，故A正确；和的合力的范围是，不在这个范围内，合力不可以为零，故B错误；和的合力的范围是，在这个范围内，合力可能为零，故C正确；和的合力的范围是，在这个范围内，合力可以为零，故D正确．所以ACD正确，B错误．
16．5 10
【解析】
【分析】
【详解】
由题知，联立得．若这两个力的夹角是90°，则合力的大小.
17．平行四边形
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]共点力的运算遵循平行四边形定则，以表示要合成的两个力的有向线段为邻边所作的平行四边形的对角线表示合力．