（山东）鲁科版（2019）高中物理必修第一册4.1 科学探究：力的合成基础训练（word含答案）

1068070011125200山东省高一物理必修一鲁科版（2019）——第四章 第一节科学探究：力的合成基础训练
一、单选题
1．两个共点力大小分别为 2N 和 7N，这两个力的合力最小值为：
A．2N B．5N C．7N D．9N
2．在力的合成中，合力与分力的大小关系是 （ ）
A．合力一定大于每一个分力 B．合力一定至少大于其中一个分力
C．合力一定至少小于其中一个分力 D．合力可能比两个分力都小，也可能比两个分力都大
3．作用在同一物体上的两个力，大小分别是3N和4N，则这两个力的合力不可能是（　　）
A．1N B．3N C．7N D．8N
4．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
5．下列各组共点的三个力，可能平衡的有（　　）
A．false、false、false B．false、false、false
C．false、false、false D．false、false、false
6．生活中经常用刀来劈开物体。如图是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ，刀的重力可以忽略，则刀劈物体时对物体的侧向推力FN的大小为（　　）
A．false B．false C．false D．false
7．关于合力与分力的下列说法正确的是（　　）
A．合力一定大于某一分力
B．分力增大，合力一定增大
C．5N、1N两个共点力的合力可能为3N
D．把某个力分解，若知道两个分力的方向（与合力不共线），则只能作出唯一一个平行四边形
8．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
9．如图所示，甲、乙、丙三人分别在两岸用绳拉小船在河流中行驶，已知甲的拉力大小为800 N，方向与航向夹角为30°，乙的拉力大小为400 N，方向与航向夹角为60°，要保持小船在河流正中间沿虚线所示的直线行驶，则丙用力最小为(　　)
A．与F甲垂直，大小为400 N B．与F乙垂直，大小为200falseN
C．与河岸垂直，大小约为746 N D．与河岸垂直，大小为400 N
10．已知两个力的合力为10N,其中一个力为F1=6N,则另一个分力F2 的范围是（ ）
A．false B．false
C．false D．false
11．如图所示用四种方法悬挂相同的镜框，绳中所受拉力最小的图是
A． B． C． D．
12．如图为节日里悬挂灯笼的一种方式，悬点A、B等高，O为结点，∠AOB为钝角，轻绳AO、BO长度相等，拉力分别为FA、FB，灯笼受到的重力大小为G，灯笼处于静止状态。下列表述中正确的是（　　）
A．FA与FB的大小一定大于G B．FA与FB的大小可以不相等
C．FA与FB的大小可能小于G D．FA与FB的大小相加等于G
二、填空题
13．在同一个水平面内的三个共点力，他们的大小分别为3牛、5牛、7牛，它们的合力的最大值为____，最小值为_____。
14．两个共点力F1和F2的合力大小随着它们的夹角θ变化的关系如图所示（F1、F2的大小不变，且F1>F2）。则F1的大小为________N，F2的大小为________N。
15．如图所示，F为共点力false和false的合力，且false，保持false、false的大小不变，改变false和false间的夹角θ，若要使false和F间夹角达到最大值，则θ角应为________，此时F和false的夹角a为___________。
16．如图所示，六个力的合力的大小为________；若去掉1 N的那个分力，则其余五个力的大小为________，合力的方向是________。
三、实验题
17．某同学在做探究力的合成的实验中。
（1）图中B测力计的示数为______N。（本实验用的弹簧测力计示数的单位为N）
（2）有关此实验，下列叙述正确的是______。
A．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力
B．两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大
C．两次拉橡皮筋时，不需将橡皮筋结点拉到同一位置O
D．若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，另一只弹簧测力计拉力的大小也要变大
18．某同学用如图甲所示的装置做“探究求合力的方法”实验。将一固定有白纸的木板竖直平行放在铁架台和轻弹簧所在平面后面，其部分实验操作如下，请完成下列内容：
(1)如图甲，在白纸上记下悬挂两个钩码时弹簧末端的位置O，根据两钩码的重力，在白纸上作出弹簧所受的拉力F，如图丙所示；
(2)如图乙所示，卸下钩码。然后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将轻弹簧末端拉到同一位置O，记录___________，其中B弹簧测力计的读数为___________N；
(3)该同学在坐标纸上画出两弹簧拉力FA、FB的大小和方向如图丙所示，请在图丙中作出FA、FB的合力F'，若F'与F在误差范围内相同，可知力的合成遵循平行四边形定则___________；
(4)若保持OB的方向不变，将OA逆时针旋转直至竖直向下，为使轻弹簧末端始终位于O点，弹簧秤A的示数会___________。
A．增大 B．减小 C．先增大后减小 D．先减小后增大
19．在“验证力的平行四边形定则”的实验中：
（1）采用的科学方法是 ．
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
（2）下列是某同学在做该实验的一些看法，其中错误的是 （填相应的字母）．
A．拉橡皮筋的绳线要细长，实验中弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
B．拉橡皮筋结点到某一位置O时，拉力要适当大些，读数时视线要正对弹簧秤刻度
C．拉橡皮筋结点到某一位置O时，两个弹簧秤之间夹角应取90°以便于算出合力大小
D．实验中，橡皮筋应该与两个弹簧秤之间夹角的平分线在同一直线上
E．实验中，先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一个弹簧秤拉力的大小和方向，把橡皮筋另一端拉到O点
（3）实验中的情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，OB和OC为绳线．O为橡皮筋与绳线的结点，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是 （填“F”或“F′”）．
参考答案
1．B
【详解】
设两个力的大小分别为F1和F2，且F2＞F1，则有
F小=F2-F1=7-2=5N
故B正确，ACD错误。
故选B。
点睛：解决本题的关键知道两个力的合力范围，知道两个力同向时，合力最大，两个力反向时，合力最小．
2．D
【详解】
试题分析：合力的取值范围：▏F1?F2▏≤F合≤F1+F2，例如：一个3N的力和一个6N的力的合力取值范围是：[3N，9N]，所以合力有可能比任意一个分力小，有可能大于其中的一个小于其中的一个分力，有可能比两个分力都大．故选D．
考点：合力和分力
3．D
【详解】
根据力的合成规则可知3N和4N的两个力合力最大为7N，最小为1N，故这两个力的合力不可能是8N，故D正确，ABC错误。
故选D。
4．A
【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．
5．D
【详解】
三个力平衡条件是，三个力的合力为零，也就是两个力的合力与第三个力等大反向，由于F1，F2两个力的合力取值范围
false
当两个力方向相同时，合力最大，方向相反时合力最小。
A．由于false、false合力最大时为
false
因此三个力的合力不可能为零，A错误；
B．由于false、1N合力最大时为
false
因此三个力的合力不可能为零，B错误；
C．由于false、2N合力最大时为
false
因此三个力的合力不可能为零，C错误；
D．由于7N、9N合力最大时为
false
若与第三个力等大反向，三个力的合力恰好为零，D正确。
故选D。
6．B
【详解】
ABCD．将力F根据平行四边形定则分解如下
由几何知识得，侧向推力的大小为
false
ACD错误B正确。
故选B。
7．D
【详解】
A．合力的大小不一定大于每个分力的大小，可以比分力小，也可以与分力相等，故A错误；
B．保持两分力间夹角不变，增大其中一个分力，合力的大小可能减小，比如：两方向相反时，故B错误；
C．根据
F1+F2≥F≥|F1－F2|
则5N、1N两个共点力的合力范围为
false
故C错误；
D．由平行四边形定则可知，把某个力分解，若知道两个分力的方向（与合力不共线），则只能作出唯一一个平行四边形，故D正确。
故选D。
8．D
【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。
9．C
【详解】
如图所示，甲、乙两人的拉力大小和方向一定，其合力为如图所示中的F，要保持小船在河流中间沿虚线方向直线行驶，F与F丙的合力必沿图中虚线方向，当F丙与图中虚线垂直时值最小，由图可知，F丙min＝F乙sin 60°＋F甲sin 30°＝200false N＋400 N≈746 N，C正确；故选C．
10．D
【详解】
当二力夹角为零时，即两个力在同一直线上，并且方向相同时，F2的最小值：
false
当夹角180°时，即两个力在同一直线上，并且方向相反时，
false
F2的最大值：
false
所以另一个分力F2 的范围：
false
A．另一个分力F2 的范围是false，故A错误．
B．另一个分力F2 的范围是false，故B错误．
C．另一个分力F2 的范围是false，故C错误．
D．另一个分力F2 的范围是false，故D正确．
11．A
【详解】
镜框受重力和两根绳子的拉力处于平衡，合力等于0，知两根绳子拉力的合力等于重力，设每根绳与竖直方向的夹角为false，合成两等大的拉力可得false，则绳子与竖直方向的夹角false越小，绳子拉力越小；故A正确，B、C、D错误.故选A.
12．C
【详解】
对结点false受力分析，并进行力的合成
因为false，结合几何关系可知false，则
false
当false时，false；
当false时，false；
当false时，false；
当false时，false，不符合题意；
ABD错误，C正确。
故选C。
13．15N 0N
【详解】
[1]三个共点力的方向都相同时，它们的合力最大，即最大值为
false
[2]false和false合力范围是
false
false在这个范围内，所以合力最小值为false；
14．4 3
【详解】
[1][2]由图可知，当两个分力夹角为0°时，合力为7N，即
F1+F2=7N
当两个分力夹角为180°时，合力为1N，即
F1-F2=1N
解得
F1=4N
F2=3N
15．false false
【详解】
[1]设F2与F的夹角为β，则由正弦定理可知
false
由于false，所以false，false、false为定值，则当sinβ最大时，此时a也最大，所以false，即false与F垂直时，α达到最大值，则
false
false
[2]由false可得
false
16．0 1 N 与1 N的分力的方向相反
【详解】
[1]由题图可以看出，任意两个方向相反的力的合力都为3 N，方向相反的两个力合成后成为3个互成false角、大小相等的力，所以这六个力的合力为零；[2]因为这六个力的合力为零，所以任意五个力的合力一定与第六个力大小相等方向相反，由此得去掉1 N的那个分力后，其余五个力的合力为1 N，[3]方向与1 N的分力的方向相反。
17．3.6 B
【详解】
（1）[1] 弹簧测力计分度值为0.2N，其示数为3.6N。
（2）[2]A．根据共点力平衡可知，橡皮筋的拉力不是合力，而是两个合力的反方向的力，A错误；
B．本实验，弹簧测力计的拉力应不超过量程，两个弹簧测力计拉力的大小没有要求，两弹簧测力计的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大，B正确；
C．根据实验的要求，两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同，C错误；
D．根据平行四边形定则，若只增大某一只弹簧测力计的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变，则需同时调整另一只弹簧测力计拉力的大小与方向，D错误。
故选B。
18．细绳套AO、BO的方向及两弹簧测力计相应的读数 11.40 如图所示（与F完全重合不给分） D
【详解】
(2)[1][2]如图乙所示，卸下钩码。然后将两细绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将轻弹簧末端拉到同一位置O，记录细绳套AO、BO的方向及两弹簧测力计相应的读数；由图乙所示弹簧测力计可知，其分度值为0.1N，则B弹簧测力计的读数为11.40N；
(3)[3]作出FA、FB的合力F'如图；
(4)[4]保持OB的方向不变，即拉力FB的方向不变，使轻弹簧末端始终位于O点，两弹簧测力计拉力的合力不变，将OA逆时针旋转直至竖直向下过程，作出两力的合力如图所示；
由图所示可知，弹簧秤A的示数FA先减小后增大，故ABC错误，D正确。
故选D。
19．（1）B（2）CDE（3）F′
【详解】
（1）该实验中采用的科学方法是等效替代法，故B正确，ACD错误．（2）根据实验目的和实验要求知A B正确；两个拉力的夹角不一定取90度，故C错误；实验中，两弹簧秤的拉力的角平分线不一定与橡皮筋在同一条直线上，故D错误；在实验中，拉力不需太大，也不要太小，故E错误．（3）F1与F2的合力的实际值测量值的方向一定沿AO，故为一个弹簧拉绳套时的弹簧的弹力大小和方向F′．