山东省济南济北中学2020-2021学年鲁科版（2019）必修第一册：4.1科学探究：力的合成 课后训练（含解析）

4.1科学探究：力的合成 课后训练（含解析）
1．物体仅受到大小分别为4N和8N的两个力作用，其合力大小可能为（　　）
A．1N B．3N C．7N D．13N
2．如图所示，某物体在F1、F2、F3和F4四个共点力作用下处于静止状态。若只将F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变。此时物体所受到的合力大小为（　　）
A． B．0
C． D．
3．六个大小均为F的共点力经过平移拼成一个正楷“白”字，其中“白”字上面的一撇与一横的夹角为，该六个力的合力大小为（ ）
A． B． C． D．
4．在研究《互成角度的两个力的合成》实验时，橡皮条的一端固定在木板上，用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点，以下操作中正确的是（　　）
A．同一次实验过程中，O点位置允许变动
B．在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度
C．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮条的结点拉到O点
D．实验中，把橡皮条的结点拉到O点时，两弹簧之间的夹角应取不变，以便于算出合力的大小
5．如图所示，甲、乙两人共同提一桶水静止不动时，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两静止人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是（　　）
A．θ越大，两人的合力越大
B．θ越小，两人的合力越大
C．不管θ为何值，两人的合力大小是不变的
D．不管θ为何值，
6．物体受共点力F1、F2、F3的作用保持静止，则这三个力可能是（　　）
A．15N、5N、8N
B．6N、6N、6N
C．12N、14N、1N
D．8N、12N、3N
7．两个分力F1和F2之间的夹角为，其合力为F，下列说法正确的是（　　）
A．合力F等于F1和F2的代数和
B．若F1和F2大小不变，夹角越小，合力F一定越小
C．若夹角不变，F1和F2都减小，合力可能增大
D．若夹角不变，F1大小不变，F2增大，则合力F一定增大
8．作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是2N，另一个力的大小是5N，它们合力的大小可能是（　　）
A．0 B．2N C．5N D．10N
9．下列共点力作用在物体上，一定不能使物体保持平衡的是（　　）
A．2N、3N、5N B．3N、4N、8N C．10N、10N、10N D．4N、6N、7N
10．三个大小分别为，，的共点力，其合力大小不可能等于（ ）
A． B． C． D．
11．物体在以下三个共点力作用下，可能做匀速直线运动的是（　　）
A．1N、6N、8N B．7N、2N、6N
C．4N、6N、2N D．5N、9N、15N
12．如图所示为六个共点力，相邻两个力间的夹角为60°，大小如图所示，则它们的合力（　　）
A．大小为6F
B．大小为
C．方向与5 F的方向相同
D．方向无法确定
13．两个力的合力F为50N，其中一个力F1为30N，那么另一个力F2的大小可能是（　　）
A．10N B．25N C．80N D．85N
14．关于两个力的合力，下列说法错误的是（　　）
A．两个力的合力一定大于每个分力
B．两个力的合力可能小于较小的那个分力
C．两个力的合力一定小于或等于两个分力
D．当两个力大小相等时，它们的合力可能等于分力大小
15．如图所示，有五个力作用于同一点O，表示这五个力的有向线段恰分别构成一个正六边形的两邻边和三条对角线．已知，则这五个力的合力大小为多少？
16．力，方向向东，力，方向向北，试应用作图法和计算法求这两个力的合力的大小和方向，已知，．
参考答案
1．C
【解析】
【分析】
【详解】
两力合成时，合力范围为
故代入数据得合力范围为
4N≤F≤12N
故C可能，ABD不可能。
故选C。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知F1、F2、F3和F4四个共点力作用下处于静止状态，则四个共点力的合力为零，则F1、F2、F3三个力的合力F′与F4大小相等，方向相反；若将F4的方向沿逆时针转过60°时，此时F4与F′的夹角为120°，则根据力的合成关系可知合力大小等于F4，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．B
【解析】
【分析】
【详解】
依据力的合成法则，竖直方向的两个力的合力为0；下面两个水平方向的合力也为0。则六个力的合力即为“白”字上面的一撇与一横的夹角为的两个力的合力。
这两个合力的合力如图：
则合力为
选项B正确，ACD错误。
故选B。
4．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．为了产生相同的作用效果，两次均要将橡皮条的结点拉到同一位置，即O点的位置不能变动，故A错误；
B．在实验中，弹簧秤必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度，故B正确；
C．因为弹簧有一定的弹性限度，所以弹簧秤的弹力大小适中即可，不需要拉到最大值，故C错误；
D．合力是我们根据平行四边形画出来的，不是计算出来的，并非要求两弹簧秤之间的夹角一定为，故D错误。
故选B。
5．C
【解析】
【分析】
【详解】
ABC．以桶和水为研究对象，受力分析，有竖直向下的重力和互成θ的两个拉力F，三力平衡，两人手臂上的拉力合力与重力等大反向，与θ大小无关，所以C正确，AB错误；
D．根据三力平衡得
所以θ越大，F越大；θ越小，F越小，所以D错误。
故选C。
6．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．前两个力的合力范围是
第三个力是8N，不在范围内，所以合力不可能为零。故A错误；
B．前两个力的合力范围是
第三个力是6N，在范围内，所以合力可能为零。故B正确；
C．前两个力的合力范围是
第三个力是1N，不在范围内，所以合力不可能为零。故C错误；
D．前两个力的合力范围是
第三个力是3N，不在范围内，所以合力不可能为零。故D错误。
故选B。
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．F1和F2的矢量和等于F，不是代数和，故A错误；
B．由平行四边形定则可知，若F1和F2大小不变，θ角越小，合力F越大，故B错误；
C．如果F1和F2两个力反向且F1比F2减小得多，则合力增大，故C正确；
D．若夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，若F2与F1反向且F1＞F2，则合力F减小，故D错误。
故选C。
8．C
【解析】
【分析】
【详解】
两力合成时，合力范围为
故大小是2N和5N的合力范围为
3N≤F≤7N
选项C正确，ABD错误。
故选C。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．2N和3N的合力范围为
5N在合力范围之内，则三个力合力能为零，物体能平衡，故A错误；
B．3N和4N的合力范围为
10N不在合力范围之内，则三个力合力不能为零，物体不能平衡，故B正确；
C．10N和10N的合力范围为
10N在合力范围之内，则三个力合力能为零，物体能平衡，故C错误；
D．4N和6N的合力范围为
7N在合力范围之内，则三个力合力能为零，物体能平衡，故D错误。
故选B。
10．B
【解析】
【分析】
【详解】
三个大小分别为5N、8N、10N的共点力，当三个力方向相同时，三个力最大合力为23N；三个共点力中，5N和8N和合力的范围是
3N≤F≤13N
10N在这个范围内，故三个力的合力最小值为零，所以三个力的合力范围是0到23N之间。
A． 在范围内，可以合成，故A不符合题意。
B． 不在范围内，不可以合成，故B符合题意。
C． 在范围内，可以合成，故C不符合题意。
D． 在范围内，可以合成，故D不符合题意。
11．BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．1N和6N的合力范围为，而8N的力不在这个范围内，三个力不可能平衡，所以物体就不可能做匀速直线运动，故A错误；
B．7N和2N的合力范围为，而6N的力在这个范围内，三个力可能平衡，物体就可能做匀速直线运动，故B正确；
C．4N和6N的合力范围为，2N的力在这个范围内，三个力可能平衡，物体就可能做匀速直线运动，故C正确；
D．5N和9N的合力范围为，15N的力不在这个范围内，三个力不可能平衡，物体就不可能做匀速直线运动，故D错误。
故选BC。
12．AC
【解析】
【分析】
【详解】
ABCD．共线的两个力合成，合力均为，相邻两个合力的夹角均为60°，其中夹角为120°的两个力的合力沿对角线，大小为，则六个力的合力为，沿的方向，BD错误AC项正确。
故选AC。
13．BC
【解析】
【详解】
由两个共点力的合力大小为50N，若其中一个分为大小为30N，另一个分力的大小应在20N≤F≤80N范围，所以可能为25N和80N，故BC正确，AD错误。
故选BC。
14．AC
【解析】
【详解】
A．如果两个分力大小相等、方向相反时，两个力的合力为零，合力小于每一个分力，故A错误，符合题意；
B．因为同一直线、反方向二力的合力大小等于二力之差，因此合力大小可能小于或大于或等于较小的力，故B正确，不符合题意；
C．根据力的平行四边形定则可知，两个力的合力可能小于等于或者大于两个分力，故C错误，符合题意；
D．当两个分力大小相等，夹角为120°时，合外力和两个分力的大小相等，故D正确，不符合题意。
故选AC。
15．30N
【解析】
【详解】
将力、平移到与、与的尾端之间，如图所示，、的合力等于，、的合力等于，这五个力的合力大小为
16．5N，方向为北偏东53°
【解析】
【详解】
作图法
①用4mm长的线段代表1N，作出的线段长16mm，的线段长12mm，并标明方向，如答图所示；
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用刻度尺量出表示合力的对角线的长度为20mm，所以合力大小
④用量角器量得F与的夹角，即合力方向为北偏东53°．
计算法
分别作出、，如答图所示，并作出平行四边形及其对角线．
在直角三角形中
设合力F与的夹角为，则
解得，即合力方向为北偏东53°．