山东省怀仁县巨子高中2020-2021学年鲁科版（2019）必修第一册：4.1科学探究：力的合成 达标作业（含解析）

4.1科学探究：力的合成 达标作业（含解析）
1．F1、F2是两个互相垂直的共点力，其中，，这两个力合力的大小为（　　）
A．2N B．10N C．12N D．14N
2．两个大小分别为和的共点力，它们合力的大小可能是（　　）
A． B． C． D．
3．互成角度的两个共点力，其中一个力保持恒定，另一个力从零开始逐渐增大，且方向保持不变。则这两个共点力的合力
A．一定逐渐增大 B．一定逐渐减小 C．可能先增大后减小 D．可能先减小后增大
4．将一个力分解为两个分力，合力与分力的关系是（　　）
A．合力的大小一定大于两个分力大小之和
B．合力的大小一定比每一个分力都大
C．合力的大小一定小于每一个分力的大小
D．合力的大小可能比一个分力大而比另一个分力小
5．两个力和之间的夹角为，合力为F，则（　　）
A．合力F比力，中的任何一个都大
B．、大小不变，角越小，F越小
C．F的最大值等于
D．、的作用效果不可用F替代
6．有两个力，它们的合力为0，现在把其中一个向北的5N的力改为向南（大小不变），它们的合力大小变为（　　）
A．0 B．5N C．N D．10N
7．力的合成和分解是我们受力分析过程中重要的方法，下图是探究合力和分力关系的示意图，根据图中内容回答问题。本实验需要两次拉伸橡皮条：一次是通过细线用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是通过细线用一个弹簧测力计拉橡皮条，关于这两次拉伸，下列说法中正确的是（ ）
A．要求将橡皮条拉到相同的长度
B．要求图乙中两个弹簧测力计所成角度为90°
C．要求将橡皮条和细绳的结点O拉到相同的位置
D．要求图乙中两个弹簧测力计读数相同
8．有两个力，一个是 14N，一个是4N，它们的合力可能等于 （　　）
A．5N B．9N C．15N D．20N
9．两个不在同一直线上的共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，保持两分力的方向不变，则（　　）
A．F1增大一倍，F增大一倍
B．F2增加10 N，F增加10N
C．F1、F2同时增大一倍，F可能不变
D．F1增加1 N，F2减少1 N，F可能减小
10．在“探究力的平行四边形定则”的实验中，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，细绳另一端系着绳套B、C（用来连接弹簧测力计）。其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳，如图所示。以下关于此试验的说法中正确的是 （　　）
A．两次实验都将结点拉到同一位置的目的是实现作用效果相同
B．OB和OC两细绳长一些较好， 便于记录两个分力的方向
C．OB和OC两细绳应该等长，拉动时两绳要与AO夹角相等
D．实验中弹簧测力计必须与木板平行， 读数时视线要正对弹簧测力计刻度
11．一质点受到下列几组共点力的作用，一定能使质点产生加速度的是（　　）
A．25N，25N，40N B．10N，5N，20N
C．10N，20N，40N D．3N，4N，5N
12．作用在物体上的两个力，，其合力的大小可能是（　　）
A．0N B．6N C．12N D．18N
13．作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是3N，另一个力的大小是8N，它们合力的大小可能是（　　）
A．2N B．6N C．10N D．16N
14．两个共点力F1与F2的合力大小为6N，则F1与F2的大小可能是（　　）
A．F1＝2N，F2＝3N B．F1＝2N，F2＝4N
C．F1＝5N，F2＝8N D．F1＝6N，F2＝6N
15．力，方向向东，力，方向向北，试用作图法求这两个力的合力的大小和方向。
16．已知两个共点力，F1=10N，方向水平向右，F2=10N，方向竖直向上，如图所示。
（1）求这两个力的合力F的大小和方向；
（2）若将F2绕O点逆时针旋转角，求这时合力F的大小和方向。
参考答案
1．B
【解析】
【分析】
【详解】
如图所示，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B正确，ACD错误。
故选B。
2．D
【解析】
【分析】
【详解】
根据力的平行四边形定则，两个共点力的合力当两个力同向时最大，两个力反向时最小，所以两个大小分别为和的共点力的合力范围为
所以D正确，ABC错误。
故选D。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
当两个力夹角，根据平行四边形定则，合力逐渐增大；当两个力夹角，根据平行四边形定则，合力先减小后增大，所以D正确，ABC错误。
故选D。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．合力的大小一定小于两个分力大小之和，选项A错误；
BC．合力的大小可能比每一个分力都大，也可能都小，也可能相等，选项BC错误；
D．合力的大小可能比一个分力大而比另一个分力小，选项D正确。
故选D。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．合力F比力，中的任何一个可能大也可能小也可能介于二者之间，故A错误；
B．、大小不变，角越小，F越大，而不是越小，故B错误；
C． F的最大值等于，正确；
D．、的作用效果可用F替代，而不是不可用替代，故D错误；
故选C。
6．D
【解析】
【分析】
【详解】
由题意知，两力的大小为5N，方向相反时，此时合力为零；当一个向北的5N的力改为向南（大小不变），剩下的其它力的合力，大小为5N，方向向南，根据力的平行四边形定则，它们的方向相同，大小相等，则其合力大小变为F合=10N，故ABC错误，D正确；
故选D。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
AC．本实验采用“等效法”，要求两次拉伸橡皮条时效果相同（橡皮条的拉伸方向和伸长量相同），即要求细绳的结点拉到相同的位置，故A错误，C正确。
BD．两弹簧拉力大小和夹角大小适度即可，大小不一定相等，夹角也不一定为90°，故BD错误。
故选C。
8．C
【解析】
【分析】
根据合力与分力的关系。
【详解】
当两个力方向相同时，合力最大为
当两个力方向相反时，合力最小为
因此合力范围
因此，C正确，ABD错误。
故选C。
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据平行四边形定则，仅将F1增大一倍，F不一定增大一倍，选项A错误；
B．将F2同时增加10N，根据平行四边形定则合成之后，合力的大小增加不一定是10N，选项B错误；
C．根据平行四边形定则，F1、F2同时增大一倍，F增大一倍，选项C错误；
D．F1增加1N，F2减少1N，，根据平行四边形定则，F可能减小，选项D正确。
故选D。
10．ABD
【解析】
【分析】
【详解】
A．两次实验都将结点拉到同一位置的目的是实现作用效果相同，故A正确；
B．OB和OC两细绳长一些较好， 便于记录两个分力的方向并能减小误差，故B正确；
C．为了让实验规律更具有普遍性，OB和OC两细绳不必等长，拉动时两绳要与AO夹角也不必相等，故C错误；
D．实验中弹簧测力计必须与木板平行， 读数时视线要正对弹簧测力计刻度，可以减小误差，故D正确。
故选ABD。
11．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．25N，25N，40N三个力中25N与25N的合力范围为0N～50N，可以与40N的力平衡，合力可以为零，所以不一定产生加速度，故A错误；
B．10N，5N，20N三个力中10N与5N的合力范围为5N～15N，20N不在这个范围内，三个力不平衡，合力一定不能等于零，所以一定产生加速度，故B正确；
C．10N，20N，40N三个力中10N与20N的合力范围为10N～30N，40N不在这个范围内，三个力不平衡，合力一定不能等于零，所以一定产生加速度，故C正确；
D．3N，4N，5N三个力中3N与4N的合力范围为1N～7N，5N在这个范围内，三个力可以平衡，合力可以等于零，所以不一定产生加速度，故D错误。
故选BC。
12．BC
【解析】
【分析】
【详解】
根据力的平行四边形定则，两个力合力的大小为
代入数据得
所以合力可能的值为6N和12N。
故选BC。
13．BC
【解析】
【分析】
【详解】
两力合成时，合力范围为：
|F1-F2|≤F≤F1+F2
一个力的大小是3N，另一个力的大小是8N，故合力：
5N≤F≤11N
故BC正确，AD错误。
故选BC。
14．BCD
【解析】
【分析】
【详解】
A．F1=2N，F2=3N，合力大小的取值范围为
不可能是6N，故A错误；
B．F1=2N，F2=4N，合力大小的取值范围为
可能是6N，故B正确；
C．F1=5N，F2=8N，合力大小的取值范围为
可能是6N，故C正确；
D．F1=6N，F2=6N，合力大小的取值范围为
可能是6N，故D正确。
故选BCD。
15．合力大小为10 N，方向为北偏东53°。
【解析】
【详解】
①用4mm长的线段代表2 N的力，作出表示的线段长16 mm，作出表示的线段长12 mm，并标明方向，如图所示
②以和为邻边作平行四边形，并作出两邻边所夹的对角线；
③用刻度尺量出后可知表示合力F的对角线的长度为20 mm，所以合力的大小：
④用量角器量得与的夹角，即合力方向为北偏东53°
16．(1)14.14N 45° (2)10N 60°
【解析】
【详解】
(1)当F1与F2垂直时，由平行四边形定则作出平行四边形，由勾股定理可得：
合力的方向与F1的夹角θ为：
解得：
θ=45°
(2)当F1与F2互成120°角时，作出平行四边形，由于F1=F2，故所得平行四边形为菱形，且F平分F1、F2的夹角，由图所示：
F1、F2与F构成一等边三角形．即这种情况下：
F=F1=F2=10?N
?F与F1的夹角：
θ=60°