7.2力的合成 同步练习
一.选择题
1.一个物体同时受到同一直线上两个力的作用,其中F1=2N,F2=5N,若用一个力等效代替这两个力,则这个力的大小可能是( )
A.1N B.2N C.5N D.7N
2.“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
3.同一直线上的两个力作用在一个物体上,其中一个力大小是60N,合力大小是100N,则另一个力的大小( )
A.一定等于40N B.一定小于40N
C.可能等于160N D.一定大于160N
4.一个0.5kg的小铁球从空中落下,受到的空气阻力为1N,则小铁球受到的合力是( )
A.6N B.4N C.1.5N D.0.5N
5.如图甲,光滑水平面上A物体受到水平向右的推力F1=6N、拉力F2=8N作用;图乙B物体重50N,现用竖直向上F=50N的力拉,则A、B两物体受到的合力分别是( )
A.14N 100N B.14N 0N C.2N 0N D.2N 100N
6.重为G的篮球被竖直向上抛出,篮球在空中上升的过程中,受到重力和空气阻力的合力F的大小( )
A.等于G B.等于零 C.大于G D.小于G
7.跳高运动员在起跳瞬间的受力情况是( )
A.只受到地面的支持力
B.受到重力和地面的支持力,且合力为零
C.受到重力和地面的支持力,合力的方向向上
D.到重力和地面的支持力及起跳力,合力方向向上
8.一个物体只受“三要素”完全相同的两个力F1和F2的作用,则这个物体所受的合力为( )
A.0N B.F1﹣F2 C.F1+F2 D.无法确定
9.如图为研究“同一直线上二力合成”,实验中两个力F1和F2同时拉弹簧与一个力F单独拉弹簧,都要将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B.这样做目的是为了( )
A.保证力改变物体的形状的效果相同
B.保证力改变物体的运动状态的效果相同
C.使两次力的大小一样
D.没有原因
10.已知作用在同一物体上的两个在同一条直线上的力F1、F2.当F1=18N,F2=8N时,它们的合力大小( )
A.一定是 26N B.一定是 10N C.26N 或 10N D.无法判断
二.填空题
11.小明用大小250N,方向竖直向上的力提重为300N的水桶,则水桶受到的合力大小为 N。
12.将重为5N的皮球竖直向上扔出,皮球在竖直向上运动的过程中,如果受到的空气阻力大小为1N,则皮球受到的合力大小为 N.若皮球在竖直向下运动的过程中,受到的空气阻力也是1N,则皮球受到的合力大小为 N。
13.竖直向上抛出一个重10N的石头,石头又回到原处,设石头在上升和下降过程中所受的阻力都是2N,则石头在上升过程中的合力为 N,在下降过程中的合力为 N。
14.力F1和F2是同一直线上的两个力,它们合力大小是30N,已知F1为20N,那么F2的大小可能是 。
15.研究“同一直线上二力合成”,实验中两个力F1和F2同时拉弹簧与一个力F单独拉弹簧,都要将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B.这样做目的是为了保证力 (选填“改变物体形状”或“改变物体运动状态”)的效果相同。
三.实验探究题
16.利用如图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时,首先将弹簧的B端固定,再用两个测力计沿相反方向拉A端,使A端到达某一点O并记录下该点的位置,然后在表格中记录下两个拉力的大小与方向。再用一个测力计拉弹簧A端,仍将A端拉伸到O点,记录下此时拉力的大小与方向。
(1)从下表记录中你能得到的关于同一直线上方向相反的二力合成时,合力与分力的大小关系是F= 。(用字母表示)
施力情况 大小 方向
用两个测力计 F1=2.5牛 向右
F2=1牛 向左
用一个测力计 F=1.5牛 向右
(2)实验中用一个测力计拉弹簧时,仍要将弹簧A端拉伸到O点,这样做的目的是为了使两个力共同作用在一个物体上时,它们共同的 与一个力相同。(选填“大小”、“方向”或“作用效果”)
17.利用图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时,首先将弹簧的B端固定,再用两个测力计沿相同方向拉A端,使A端到达某一点O并记录下该点的位置,然后在表格中记录下两个拉力的大小与方向。再用一个测力计拉弹簧A端,仍将A端拉伸到O点,记录下此时拉力的大小与方向。实验中两次将弹簧A端都拉伸到同一点O的目的是使两次力的作用效果相同,则F叫做F1和F2的 ,如图所示F与F1、F2的关系式是F= 。
18.甲、乙两组同学探究“作用在同一直线上两个力的合力与两个力的大小关系”。他们分别将一根橡皮筋的左端固定,右端系两个细绳如图(a)所示,接着用两把测力计钩住绳套,甲组同学沿同方向、乙组同学沿反方向拉橡皮筋至O点如图(b)、(c)所示,记录拉力F1、F2的大小,然后用把测力计拉橡皮筋也至O点如图d所示],记录拉力F的大小,他们改变O点的位置各做了3次实验,记录的数据分别如表一、表二所示。
表一甲组
序号 F1(牛) F2(牛) F(牛)
1 1.5 0.5 2.0
2 2.0 1.0 3.0
3 2.5 1.5 4.0
表一乙组
序号 F1(牛) F2(牛) F(牛)
4 5.0 3.0 2.0
5 8.0 5.0 3.0
6 10.0 6.0 4.0
(1)分析比较表一中的数据及相关条件可初步得出:作用在同一直线上方向相同的两个力的合力,大小等于 。
(2)分析比较表二中的数据及相关条件可初步得出 。
(3)两组同学相互交流了各自的实验数据,有了新的发现。
小明:作用在同一直线上、方向相同的两个力的合力总大于两个力中较大的力。
小华:作用在同一直线上、方向相反的两个力的合力总小于两个力中较小的力。
(a)就实验所获得的数据而言,请判断:小明的发现 ,小华的发现 。(均选填“正确”或“错误”)
(b)基于已得初步结论,你认为小明和小华的发现中, 的发现不具普遍性,请你拟定一组F1、F2的值,以支持你的判断:F1= 牛,F2= 牛。
参考答案
一.选择题
1.解:作用在同一个物体、同一直线上的两个力,F1=2N,F2=5N;
当两个力的方向相反时,合力为:F=F2﹣F1=5N﹣2N=3N;
当两个力的方向相同时,合力为:F′=F2+F1=5N+2N=7N;
因此合力有两种情况,故D正确。
故选:D。
2.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。
3.解:一个物体受到同一直线上两个力的作用,合力的大小F=100N,已知其中一个力的大小是F1=60N,
当两个力方向相反时,那么另一个力的大小是:F2=F1+F=60N+100N=160N;
当两个力方向相同时,那么另一个力的大小是:F2=F﹣F1=100N﹣60N=40N。
故选:C。
4.解:物体的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N;
在空中下落过程中,物体受到重力的方向是竖直向下,空气阻力是竖直向上的。
所以此时物体受到的合力:F=G﹣f=5N﹣1N=4N。
故选:B。
5.解:
(1)F1、F2都作用在物体A上,方向相同,且在一条直线上,F1、F2的合力F合=F1+F2=6N+8N=14N;
(2)重力方向竖直向下,拉力方向竖直向上,方向相反、在一条直线上,合力F合=G﹣F=50N﹣50N=0N。
故选:B。
6.解:在篮球向上运动的过程中,篮球受竖直向下的重力G,竖直向下的空气阻力f,则篮球受的合力F合=G+f>G。
故选:C。
7.解:运动员起跳时,脚对地面一个向下的力,此时人的脚对地面的压力远大于人体的重力;由于力的作用是相互的,此时地面也对运动员施加了一个向上的支持力,这个力与脚对地面的压力是一对作用力与反作用力,两者大小相等,所以此时地面对脚的支持力大于人的重力,人此时受到的合力向上,正是在这个向上的合力作用下,运动员在起跳的瞬间,向上做加速运动。
故选:C。
8.解:
一个物体只受“三要素”完全相同的两个力F1和F2的作用,说明F1和F2在同一直线上、方向相同,则这个物体所受合力的大小F=F1+F2。
故选:C。
9.解:在实验中,都将弹簧由A拉伸到B位置,即使弹簧的形变程度相同,力的作用效果相同,故A正确、BCD错误。
故选:A。
10.解:(1)两个力方向相同时,合力F=F1+F2=18N+8N=26N,方向与F1、F2的方向相同;
(2)两个力方向相反时,合力F′=F2﹣F1=18N﹣8N=10N,方向与F1的方向相同;
故选:C。
二.填空题
11.解:由题知,水桶受到竖直向上的拉力小于水桶的重力,所以不能将水桶提起来,则水桶处于静止状态,水桶受平衡力作用,其受到的合力大小为0N。
故答案为:0.
12.解:足球受竖直向下的重力G=5N,空气阻力f=1N;
(1)足球上升过程中,空气阻力竖直向下,足球受到的合力F合=G+f=5N+1N=6N;
(2)足球下降过程中,空气阻力竖直向上,足球受到的合力F合′=G﹣f=5N﹣1N=4N;
故答案为:6;4。
13.解:石头受到竖直向下的重力G=10N,石头受到的阻力大小为f=2N;
(1)石头上升时,阻力竖直向下,石头受到的合力F合=G+f=10N+2N=12N,方向:竖直向下;
(2)石头下降时,阻力竖直向上,石头受到的合力F合=G﹣f=10N﹣2N=8N,方向:竖直向下;
故答案为:12;8。
14.解:(1)两各力方向相同时,合力F=F1+F2,F2=F﹣F1=30N﹣20N=10N,方向与F1、F2的方向相同;
(2)两各力方向相反时,合力F=F2﹣F1,F2=F+F1=30N+20N=50N,方向与F2的方向相同。
综上所述,F2的大小可能是10N或50N。
故答案为:10N或50N。
15.解:研究“同一直线上二力合成”,在实验中两个力F1和F2同时拉弹簧与一个力F单独拉弹簧,都要将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B,即使弹簧的形变程度相同,则每次力产生的效果是相同的,这样做目的是保证力改变物体的形状的效果相同。
故答案为:改变物体形状。
三.实验探究题
16.解:
(1)由表中数据可知,F与F1、F2的大小关系为:F=F1﹣F2。
(2)力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同时,这个力F才叫做F1,F2的合力,故将弹簧A端拉到O点再读数是为了保证力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同。
故答案为:(1)F1﹣F2;(2)作用效果。
17.解:实验中两次将弹簧A端都拉伸到同一点O的目的是使两次力的作用效果相同,则力的大小和方向是相同的,F叫做F1、F2的合力;
由图可,F1和F2的方向是相同的,则合力为:F=F1+F2。
故答案为:合力;F=F1+F2。
18.解:(1)分析比较表一中的数据及相关条件可初步得出:F=F1+F2,即作用在同一直线上方向相同的两个力的合力,大小等于两力之和。
(2)分析比较表二中的数据及相关条件可初步得出:F=F1﹣F2,即作用在同一直线上方向相反的两个力的合力,大小等于两力之差。
(3)(a)分析表一数据可得:作用在同一直线上、方向相同的两个力的合力总大于两个力中较大的力。故小明的发现正确;
分析表二数据可得:作用在同一直线上、方向相反的两个力的合力总小于两个力中较小的力。故小华的法线正确。
(b)小华的发现不具普遍性;
若F1=10N,F2=3N,则合力F=F1﹣F2=10N﹣3N=7N>F2。
故答案为:
(1)两力之和;
(2)作用在同一直线上方向相反的两个力的合力,大小等于两力之差;
(3)(a)正确;正确;
(b)小华;10;3(数据合理即可)。