第二节 力的合成
一、单选题
1.???作用在一个物体上的两个力,分别为F1=7N,F2=6N,并且作用在同一条直线上,则F1与F2的合力( )
A.?一定是13N?????????????????????????
B.?一定是6N?????????????????????????
C.?可能是6N?????????????????????????
D.?可能是13N
2.???如图所示,在“探究相互作用力的关系”实验中,关于A、B两个弹簧测力计示数FA、FB的大小关系,下列说法中正确的是( )
A.?FA=FB?????????????????????????
B.?FA>FB?????????????????????????
C.?FA<FB?????????????????????????
D.?以上三种情况都有可能
3.???下列说法正确的是( )
A.?马拉车前进时,车拉马的力大小一定等于马拉车的力的大小
B.?推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果只与力的作用点有关
C.?一重100N的水桶静止在地面上,当用80N的拉力竖直向上提水桶时,水桶受到的合力为20N
D.?放在桌面上的水杯对桌面的压力不是弹力
4.???“众人划桨开大船”告诉我们,团结就是力量。那么几个人同时施力作用在一个物体上的合力( )
A.?一定比每一个分力大?????????????????????????
B.?一定比每一个分力小?????????????????????????
C.?一定等于每一个分力?????????????????????????
D.?不一定大于每一个分力
5.???把一个质量是0.5kg的篮球竖直向上抛出,假定运动过程中空气对它的阻力恒为0.5N,则篮球在竖直上升和降落过程中所受力的合力分别是( )
A.?5.5N 5N?????????????????????????
B.?5.5N 4.5N?????????????????????????
C.?4.5N 5.5N?????????????????????????
D.?5N 4.5N
6.???小红用150N的力竖直向上提静止在地面上重200N的水桶,则水桶受到的合力大小是( )
A.?50N?????????????????????????
B.?150N?????????????????????????
C.?500N?????????????????????????
D.?0N
7.???水平地面上有一辆小车,放在水平地面上。小明向右拉,拉力为200N;同时小红向右推(如图所示),推力为150N,他们对小车合力的大小与方向为( )
A.?350N,方向向右?????????????????????????
B.?200N,方向向右?????????????????????????
C.?150N,方向向右?????????????????????????
D.?50N,方向向左
8.???同一直线上的两个力作用在同一物体上,已知其中一个力的大小是600N,合力的大小是1000N,则另一个力的大小是( )
A.?一定等于400N?????????????????????????
B.?一定小于400N?????????????????????????
C.?可能等于1600N?????????????????????????
D.?一定大于1600N
二、多选题
9.???将一个重为1N的小球放入盛满水的烧杯中,静止后从杯中溢出重为0.4N的水,则下列判断正确的是( )
A.?小球受到的支持力等于0.6N????????????????????????????????????????
B.?小球受到的支持力等于0.4N????????????????????????????????????????
C.?小球受到的重力和支持力的合力为零????????????????????????????????????????
D.?小球受到的浮力大小为0.4N
10.???下列说法正确的是( )
A.?力是维持物体运动的原因????????????????????????????????????????
B.?木块沿斜面匀速直线下滑时,所受合力为零????????????????????????????????????????
C.?原地起跳时人的双脚要向下用力,说明力的作用是相互的????????
D.?电梯加速上升时,钢缆对电梯厢的拉力大于电梯厢对钢缆的拉力
11.???作用在同一物体上,并且在同一直线上的两个力F1=30N,F2=50N,下列情况可能的是( )
A.?合力的大小是80N,方向与F1的方向相反????????????????????????????????????????
B.?合力的大小是80N,方向与F2的方向相同????????????????????????????????????????
C.?合力的大小是20N,方向与F1的方向相同????????????????????????????????????????
D.?合力的大小是20N,方向与F2的方向相同
12.???竖直向上击出的羽毛球在空中受到重力G和空气阻力f的作用,已知它在空中飞行时受到的空气阻力始终与它运动方向相反,且小于它受到的重力。若毽子在上升过程所受重力和空气阻力的合力大小为F1、下降过程所受这两力的合力大小F2,则下列说法不正确的是( )
A.?F1的方向为竖直向上?????????????????????????
B.?F2的方向为竖直向上?????????????????????????
C.?F1一定等于F2?????????????????????????
D.?F1一定大于F2
13.???下列说法中正确的是( )
A.?用手将水桶从地面上提起来,手对水桶的作用力等于水桶对手的作用力
B.?将锤柄在石墩上撞击几下,松动的锤头就紧套在锤柄上,这是利用了锤柄的惯性
C.?竖直向上抛出后的排球,在空中向上运动的过程中受到的合力方向向上
D.?物体的运动状态发生改变,该物体一定受到力的作用
三、填空题
14.???小明同学用水平向右5N的推力,推着物块沿水平地面向右做匀速直线运动。若将水平推力增大到10N,则物块所受合力的大小为______N,合力的方向为______。
15.???一个重50N的箱子放在水平地面上,受到10N的水平推力,箱子恰好做匀速直线运动,这时箱子受到的摩擦力为______N,当水平推力增大到18N时,箱子所受合力的大小为______N。
16.???大小为30N的拉力作用在质量为10kg物体上,物体在水平面上向右做匀速直线运动,这个物体所受的合力为______N,物体受到的摩擦力为______N(g=10N/kg)。
17.???竖直上抛一小球,小球上升和下降时都受到阻力作用(不考虑空气对小球的浮力),阻力小于重力且大小不变。若小球上升时重力和阻力的合力是F1,下降时重力和阻力的合力是F2,则F1______F2.(选填“大于”、“等于”、“小于”)
18.???一重为50N的箱子放在水平地面上,当箱子受到10N的水平向右推力时,箱子恰好做匀速直线运动,此时箱子受到的摩擦力______(选填“大于”、“等于”或“小于”)10N;当水平向右推力增大到18N时,箱子受到合力的大小为______N,方向为______。
19.???同一直线上的两个力F1、F2作用在某一物体上,当F1、F2方向相同时,其合力大小100N;当F1、F2方向相反时,其合力大小为50N,且与F1方向相同。则F1=______N,F2=______N。
四、实验探究题
20.???小聪将一根橡皮筋左端固定在墙上,用弹簧测力计拉其右端来“探究两个分力与合力的关系”。
(1)实验中使用的弹簧测力计如图甲所示,其分度值为______N;
(2)小聪用两个弹簧测力计一起沿相同方向作用于橡皮筋上拉到A点,此时两个弹簧测力计的示数分别为F1=3.0N、F2=4.0N;小聪只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到A点,弹簧测力计的示数F=7.0N,如图乙所示。F的作用效果F1、F2共同作用的效果相同,即F为F1和F2的合力,这种探究物理规律的方法是______(选填“控制变量法”或“等效替代法”);
(3)小聪在实验中突发奇想,将两弹簧测力计相互垂直作用在橡皮筋上拉到B点,记下两弹簧测力计的示数分别为F1=3.0N、F2=4.0N;然后只用一个弹簧测力计把橡皮筋也拉到B点,如图丙所示,读出弹簧测力计的示数F′=______N.根据你对合力与分力的理解,判断F′______(选填“是”或“不是”)F3、F4的合力。
第二节 力的合成
【答案】
1.??D???????2.??A???????3.??A???????4.??D???????5.??B???????
6.??D???????7.??A???????8.??C???????9.??BD???????10.??BC???????
11.??BD???????12.??ABC???????13.??AD???????
14.??5? 水平向右???????
15.??10? 8???????
16.??0? 30???????
17.??大于???????
18.??等于? 8? 水平向右???????
19.??75? 25???????
20.??0.2? 等效替代法? 5? 是???????
【解析】
1.??
解:已知:F1=7N,F2=6N,这两个力在同一条直线上;当这两个力方向相同时合力F=F1+F2=6N+7N=13N;当这两个力方向相反时,合力F'=F1-F2=7N-6N=1N.合力可能是13N,也可能是1N。
故选:D。
根据同一直线上力的合成方法,分析解答。当两个力方向相同时,合力等于二力之和,当两个力方向相反时,合力等于二力之差。
本题考查了同一直线上力的合成,解题时考虑问题要全面,分两个力方向相同、方向相反两种情况进行讨论。
2.??
解:根据实验得出的牛顿第三定律的特点可知:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。则实验观察到FA与FB的大小总是相等。故A正确;
故选:A。
依据实验可得出一对相互作用力的特点是:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
解决本题的关键知道作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,同时产生,同时变化,同时消失。
3.??
解:
A、马拉车前进时,马拉车的力和车拉马的力是一对相互作用力,相互作用力的大小是相等的,故A正确;
B、推门时离门轴越近,用力越大,说明力的作用效果与力的作用点有关,另外力的作用效果还与力的大小和方向有关,故B错误;
C、水桶静止在地面上,处于平衡状态,则受平衡力作用,平衡力的合力为零,故C错误;
D、放在桌面上的水杯对桌面的压力是由于水杯发生弹性形变而产生的,故属于弹力,故D错误。
故选:A。
(1)相互作用力的大小是相等的;
(2)力的三要素有:力的大小、方向、作用点,它们都影响力的作用效果;
(3)物体处于静止状态,受平衡力作用,平衡力的合力为零;
(4)物体由于发生形变而产生的力叫弹力。
本题考查力的作用效果、力作用的相互性、弹力等知识,是一道基础题。
4.??
解:那么几个人同时施力作用在一个物体上,若力的方向都相同,则合力会大于每一个分力,若方向不同,则合力的大小与分力大小无法判定,故D正确。
故选:D。
同一直线上方向相同的两个力合力大小等于这两个力的大小之和;同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差。
本题考查同一直线上方向相同的两个力及同一直线上方向相反的两个力的合力大小的计算,属于基础题目,难度不大,重在审清题意。
5.??
解:篮球所受重力为 G=mg=0.5kg×10N/kg=5N;
篮球在上升过程中所受的合力为 F=G+f=5N+0.5N=5.5N;
篮球在降落过程中所受的合力为 F′=G-f=5N-0.5N=4.5N。
故选:B。
由G=mg计算重力大小;然后分阶段对篮球进行受力分析,上升过程中,篮球受两个力,方向都是竖直向下,计算合力;降落过程中,篮球受竖直向下的重力和竖直向上的阻力,计算其合力。
本题的难点是对物体受力分析与求合力,注意阻力与物体的运动方向相反。
6.??
解:
水桶受向下的重力及向上的拉力;因重力大于拉力,所以无法将水桶提起,水桶静止在地面上,还受到了地面的支持力;水桶受到的重力等于向上的拉力加上支持力,合力为零。
故选:D。
先对物体进行受力分析,确定物体的受力情况,根据力的合成及物体的状态可以得出合力的大小。
本题极易由二力的合成求得二力的合力为50N; 在分析受力时一定要同时结合运动状态进行分析,明确物体是否能处于平衡状态,若平衡合力一定为零。
7.??
解:小明沿水平方向向右用200N的力拉,小红沿水平方向向右用150N的力推,故合力为二力之和,即200N+150N=350N;合力方向与二力方向相同,即水平向右。
故选:A。
同一直线上方向相同的两个力,合力大小为二力之和,合力方向与两个分力方向相同。
本题考查了学生对同一直线上二力合成的掌握和运用,要求熟练掌握合力大小和方向的确定。
8.??
解:已知其中一个力的大小是600N,合力的大小是1000N;
当两个力的方向相同时,大小等于这两个力的大小之和,方向与这两个力的方向相同,即F=F1+F2,故另一个力的大小是400N;
当两个力的方向相反时,大小等于这两个力的大小之差,方向跟较大的那个力的方向相同,即F=F1-F2,故另一个力的大小是1600N;
故选:C。
同一直线上的两个力的合力,按方向的不同分两种情况:
一是方向相同时,大小等于这两个力的大小之和,方向与这两个力的方向相同,即F=F1+F2。
二是方向相反时,大小等于这两个力的大小之差,方向跟较大的那个力的方向相同,即F=F1-F2。
本题重点考查合力大小的计算,需首先判断分力的方向。
9.??
解:
ABD、小球受到水的浮力,即水对球的支持力,浮力的大小为排开的水的重力,为0.4N,故A错误,BD正确;
C、小球受到的重力和支持力的合力为浮力的大小,不为零,故C错误。
故选:BD。
由阿基米德原理知道,浸在液体中的物体受的浮力等于物体排开的液体的重力。
本题考查学生对阿基米德原理的了解与掌握,注意溢出的水和排开的水之间的区别是本题的关键。
10.??
解:
A、牛顿第一定律说明,物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因,故A错误;
B、做匀速直线运动的物体加速度为0,则所受合力一定为零,故B正确;
C、原地起跳时用力向下蹬地,由于物体间力的作用是相互的,地面给人一个向上的力,故人就能够向上跳起,故C正确;
D、钢缆对电梯厢的拉力等于电梯厢对钢缆的拉力是一对相互作用力,大小相等,故D错误。
故选:BC。
(1)物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因;
(2)物体受平衡力作用,物体处于平衡状态,即物体处于静止或做匀速直线运动状态;
(3)力是物体对物体的作用,物体间力的作用是相互的;
(4)相互作用的力大小相等。
本题主要考查了力和运动有关的知识,关键掌握与力有关的概念及物体的运动与力的关系。
11.??
解:F1、F2两个力作用在同一直线上,根据方向可得有两种可能:
二力方向相同时:F合=F1+F2=30N+50N=80N,方向与F1、F2的方向相同;
二力方向相反时:F合=F2-F1=50N-30N=20N,方向与F2相同。
故选:BD。
作用在同一直线上的两个力,如果方向相同,则合力的大小等于二力之和,方向与这两个力方向相同;
作用在同一直线上的两个力,如果方向相反,则合力的大小等于二力之差,方向与较大的力方向相同。
本题考查同一直线上二力的合成及应用,属于基础题目,难度不大,重在审清题意。
12.??
解:
羽毛球上升过程中,受竖直向下的重力G、竖直向下的空气阻力f作用,由于这两个力方向相同,所以羽毛球所受合力F1=G+f---①;此时合力的方向与重力的方向相同,为竖直向下;
羽毛球下落过程中,受竖直向下的重力G、竖直向上的空气阻力f′作用,由于这两个力方向相反且重力较大,所以羽毛球所受合力F2=G-f′---②;
由①②知:F1>F2.故ABC错误,D正确。
故选:ABC。
(1)对羽毛球进行受力分析,然后根据同一直线上力的合成方法求出羽毛球所受的合力,最后比较两个力的大小;
(2)同一直线上的两个力,如果两个力的方向相同,则合力等于两分力大小之和,合力方向与分力方向相同;
如果两个力方向相反,则合力等于两分力大小之差,合力方向与较大的分力方向相同。
本题考查了比较羽毛球上升与下降过程中所受合力的大小关系,对羽毛球正确受力分析、掌握力的合成方法是正确解题的关键。
13.??
解:
A、用手将水桶从地面上提起来,手对水桶的作用力和水桶对手的作用力属于相互作用力,两个力的大小相等,故A正确;
B、将锤柄在石墩上撞击几下,撞击前锤柄和锤头一起运动,撞击时锤柄停止运动,锤头由于惯性保持原来的运动状态,松动的锤头就紧套在锤柄上。利用了锤头的惯性,故B错误;
C、竖直向上抛出后的排球,在空中向上运动的过程中受到重力和空气的阻力,重力大于阻力,合力和重力方向相同,竖直向下,由同一直线二力合成得到合力方向竖直向下,故C错误;
D、力是改变物体运动状态的原因,物体的运动状态发生改变,该物体一定受到力的作用,故D正确。
故选:AD。
(1)一对相互作用力的大小相等、方向相反;
(2)一切物体都有保持原来运动状态不变的性质,叫惯性;
(3)对排球进行受力分析,可判断其所受合力的方向;
(4)力是改变物体运动状态的原因,据此判断。
本题考查了对相互作用力、惯性的理解,合力的分析,力与运动关系的理解等,属力学综合题,难度不大。
14.??
解:当推着木箱做匀速直线运动时,木箱水平方向受到的推力和摩擦力是一对平衡力,则地面对木箱的摩擦力f=F=5N;
因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与运动的速度无关,所以,将推力增大到10N时,木箱的压力和接触面的粗糙程度不变,受到的摩擦力不变,则木箱受到的合力F合=F′-f=10N-5N=5N,方向水平向右。
故答案为:5;水平向右。
(1)物体处于静止状态或匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的力为平衡力,一对平衡力的大小相等,方向相反,作用在同一直线上,作用在同一个物体上;
(2)根据影响摩擦力大小的因素判断摩擦力大小的变化,进一步求出合力的大小。
本题考查了二力平衡条件的应用和二力的合成以及影响摩擦力大小的因素,根据平衡力条件判断力的大小和方向是常用的一种方法。
15.??
解:
箱子受10N的水平推力时,恰好做匀速直线运动,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,二力的大小相等,则这时箱子受到的摩擦力等于10N;
当水平推力增大到18N时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力的大小不变,仍为10N,此时箱子所受合力的大小为:F合=F′-f=18N-10N=8N;
故答案为:10;8。
(1)掌握二力平衡条件,知道一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
(2)掌握影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度。
此题考查了二力平衡条件的应用,当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受平衡力的作用,是一道基础性题目。
16.??
解:物体在水平面上向右做匀速直线运动,此时为平衡状态,说明这个物体所受的合力为0N;
物体在水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为30N。
故答案为:0;30。
物体做处于匀速直线运动状态或静止状态时,物体受平衡力作用,受到的合力为0。
本题考查了二力平衡条件的应用、滑动摩擦力的大小等,注意运用二力平衡的知识来进行分析。
17.??
解:设小球受到的阻力大小为f、重力为G,且f<G。
则当小球上升时,受力情况如图:
阻力与重力的方向都竖直向下。
合力F1=G+f,则当小球下降时,受力情况如图:
受到竖直向下的重力和竖直向上的阻力,小球受到这两个力的方向相反。
合力F2=G-f.比较F1与F2的结果可知:F1>F2。
故答案为:大于。
根据同一直线上力的合成方法解题:
(1)两力在同一直线上方向相同时,合力的大小等于两分力的大小之和,方向与分力方向相同;
(2)两力在同一直线上,方向相反时,合力大小等于两力大小之差,方向与较大的力的方向相同。
本题考查了同一直线上力的合成,是一道基础题;解题的关键是判断出小球运动时受到的阻力方向。
18.??
解:
箱子受10N的水平推力时,恰好做匀速直线运动,所以此时摩擦力与推力是一对平衡力,二力的大小相等,则这时箱子受到的摩擦力等于10N;
当水平推力增大到18N时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力的大小不变,仍为10N,此时箱子所受合力的大小为:F合=F′-f=18N-10N=8N;方向与大的力的方向相同,即水平向右。
故答案为:等于;8;水平向右。
(1)掌握二力平衡条件,知道一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同一物体上;
(2)掌握影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度。
此题考查了二力平衡条件的应用,当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受平衡力的作用,是一道基础性题目。
19.??
解:当二力的方向相同时,F1+F2=100N----①
当二力方向相反时,F1-F2=50N----②
联立①②可得,F1=75N,F2=25N。
故答案为:75;25。
同一直线上二力的合成,若二力同向则合力为二者之和,方向与二力方向相同;若二力方向相反,则合力大小等于二力之差,方向与较大的力的方向相同。
解决此类要根据同一直线上二力的合成进行计算:同一直线上同方向二力的合力等于二力之和;同一直线反方向二力的合力等于二力之差。
20.??
解:(1)由图可知,测力计的量程为0~10N,分度值为0.2N;
(2)实验中,F的作用效果F1、F2共同作用的效果相同,即F为F1和F2的合力,该实验方法为等效替代法;
(3)由图可知,弹簧测力计分度值为0.2N,示数为5N;由图可知,F3、F4的合力的作用效果与F'的力的作用效果相同,所以F'是F3、F4的合力。
故答案为:(1)0.2;(2)等效替代法;(3)5;是。
(1)根据甲图中弹簧测力计的表盘确定其分度值的大小;
(2)本实验中两个力合力与一个力效果相同,因此采用的“等效替代法”;
(3)根据弹簧测力计的分度值读数;根据等效替代法分析。
本题考查了弹簧测力计的读数、等效替代法的应用,属于基础知识,要掌握该实验方法。