山东省古交市第二高级中学2020-2021学年鲁科版（2019）必修第一册：4.1科学探究：力的合成 配套练习（含解析）

4.1科学探究：力的合成 配套练习（含解析）
1．两个共点力的大小分别为8N和15N，则这两个共点力的合力不能是：（ ）
A．4N B．8N C．16N D．20N
2．作用在同一点上的两个力，大小分别是3N和5N，其合力的大小可能是（　　）
A．0N B．1N
C．3N D．15N
3．“研究共点力的合成”实验中用到的物理思想方法是（　　）
A．等效替代法
B．控制变量法
C．建立物理模型法
D．微小量放大法
4．在物理学的重大发现中科学家们使用了许多物理学方法，如建立理想模型法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、等效替代法等等，以下关于所用物理学方法的叙述正确的是（　　）
A．引入合力与分力的概念时运用了等效替代法
B．根据速度定义式，当非常非常小时，就可以表示物体在该时刻的瞬时速度，瞬时速度的定义应用了建立理想模型法
C．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实验法
D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了类比法
5．在“探究求合力的方法”的实验中，要使每次合力与分力产生的效果相同，则必须
A．每次把橡皮条结点拉到相同的位置
B．每次把橡皮条拉直
C．每次读出弹簧测力计的示数
D．每次记准细绳的方向
6．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
7．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
8．“力的合成的平行四边形定则”实验中体现的物理思想方法是( )
A．控制变量的方法
B．等效替代的方法
C．建立物理模型的方法
D．取微元的方法
9．物块受到共点力F1和F2的作用，它们的合力大小为4N，则F1和F2的大小可能是（　　）
A．F1=10N F2=5N B．F1=1N F2=2N
C．F1=4N F2=4N D．F1=10N F2=16N
10．两个共点力，一个是40N，另一个等于F，它们的合力是100N，则F的大小可能是（ ）
A．40N B．50N C．150N D．80N
11．如图所示，重力为20N的物体在动摩擦因数0.2的水平面上向左运动，同时受到大小为10N、方向向右的水平力F的作用，则物体所受合力的大小和方向是（　　）
A．4N，向左 B．10N，向左
C．4N，向右 D．14N，向右
12．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
13．大小分别为、和的三个力合成，其合力F大小的范围为（ ）
A． B．
C． D．
14．物理学在研究实际问题时，常常进行科学抽象，即抓住研究问题的主要特征，不考虑与当前研究问题无关或影响较小的因素，建立理想化模型。以下属于物理学中的理想化模型的是（　　）
A．轻弹簧 B．加速度
C．力的合成 D．自由落体运动
15．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
16．两个共点力，力F1＝45N，方向水平向右。力F2＝60N，方向竖直向下。求它们的合力（用图示法和计算法两种方法）
参考答案
1．A
【解析】
【分析】
【详解】
据平行四边形法则可得：若二力方向相同时，合力大小为 F=F1+F2=8N+15N=23N，为最大值；?若二力方向相反时，合力大小为 F=F2-F1=15N-8N=7N，为最小值；故两力的合力大小可能范围为：7N≤F≤23N，故BCD可能，A不可能，故选A．
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
作用在同一点上的两个力，F1=3N、F2=5N，当两个力的方向相反时，其合力最小
Fmin=F2﹣F1=5N﹣3N=2N
当两个力的方向相同时，其合力最大
Fmax=F1+F2=5N+3N=8N
因为两个力的方向不确定，所以其合力的大小在2N与8N之间，故选项C正确，ABD错误。故选C。
3．A
【解析】
【分析】
【详解】
“研究共点力的合成”实验中用到的物理思想方法是等效替代法。
故选A。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．引入合力与分力的概念时运用了等效替代法，故A正确；
B．瞬时速度的定义应用了极限法，故B错误；
C．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C错误；
D．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，故D错误。
故选A。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
要使每次合力与分力产生的效果相同，则必须每次把橡皮条结点拉到相同的位置，故A正确，BCD错误．
6．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
7．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．
8．B
【解析】
【分析】
【详解】
该实验中，两个力拉绳套和一个力拉绳套时，节点要到同一位置，即要求作用效果相同，故采用了“等效替代”的科学思想方法；
A. 控制变量的方法，与结论不相符，选项A错误；
B. 等效替代的方法，与结论相符，选项B正确；
C. 建立物理模型的方法，与结论不相符，选项C错误；
D. 取微元的方法，与结论不相符，选项D错误．
9．C
【解析】
F1=10N F2=5N，它们的合力最小值是5N，最大值是15N，4N不在该范围内，所以它们的合力不可能是4N．故A错误；F1=1N F2=2N，它们的合力最小值是1N，最大值是3N，4N不在该范围内，所以它们的合力不可能是4N．故B错误；F1=4N F2=4N，它们的合力最小值是0N，最大值是8N，4N在该范围内，所以它们的合力可能是4N．故C正确；F1=10N F2=16N，它们的合力最小值是6N，最大值是26N，4N不在该范围内，所以它们的合力不可能是4N．故D错误．所以C正确，ABD错误．
10．D
【解析】
【分析】
【详解】
两力合成时，合力范围为： ，故140N≥F≥60N．
A. 40N与分析不符，故A错误．
B. 50N与分析不符，故B错误．
C. 150N与分析不符，故C错误．
D. 80N与分析相符，故D正确．
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
物体在水平面上向左运动，受到水平面滑动摩擦力方向向右。物体对水平面的压力大小N等于物体的重力G，则摩擦力大小为
所以合力为
合力方向向右，故ABC错误，D正确。
故选D。
12．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。
13．D
【解析】
【分析】
当三个力的方向相同时，合力最大，，和两个力的合力大于等于，小于等于，而在这合力范围内，所以三个力的合力能为零，则合力的最小值为0．合力范围为：．
【详解】
A．选项不符合．
B．选项不符合．
C．选项不符合．
D．选项符合．
故选D项．
【点睛】
当三个力同向时，合力最大；判断合力的最小值看合力能否为零，若能为零，最小值是0．若不能为零，则最小值等于较小的两个力同向与较大的一个力反向而得到的合力．
【考点】
力的合成
14．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A．轻弹簧忽略了弹簧的质量，是一种理想化的模型，故A正确；
B．加速度是描述速度变化快慢的物理，不属于理想化模型，故B错误；
C．力的合成是一种等效替代思维，故C错误；
D．自由落体运动忽略了空气的阻力作用，是一种理想化的模型，故D正确。
故选AD。
15．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．
16．
【解析】
【分析】
【详解】
图示法：取单位长度表示15N，以两分力为邻边做平行四边开，对角线表是合力，求得合力F=5ⅹ15N=75N
计算法：
力F1和力F2相互垂直，由勾股定理得：