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課時(shí)訓(xùn)練13　力的等效和替代 基礎(chǔ)夯實(shí) 1.如圖所示,日光燈管用兩懸繩吊在天花板上,設(shè)兩懸繩的拉力分別為F1、F2,其合力為F,則關(guān)于燈管受力的說(shuō)法中正確的是(　　) A.燈管只受F1和F2的作用 B.燈管受F1、F2和F的共同作用 C.燈管受F1、F2、F和重力的共同作用 D.燈管受F1、F2和重力的共同作用 答案D 解析燈管受兩懸繩的拉力F1、F2作用,同時(shí)還受自身的重力作用而處于平衡狀態(tài),所以選項(xiàng)D正確.F1、F2的合力F只是在效果上與F1和F2共同作用的效果相同,在受力分析中不能與F1、F2同時(shí)出現(xiàn). 2.在做“互成角度的兩個(gè)力的合成”實(shí)驗(yàn)時(shí),以下說(shuō)法正確的有(　　) A.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮條時(shí),應(yīng)使兩細(xì)繩之間的夾角為90,以便算出合力的大小 B.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí),結(jié)點(diǎn)的位置必須與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置重合 C.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)合力的圖示F與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)拉力的圖示F必須完全重合,否則說(shuō)明力的合成的平行四邊形定則不是普遍成立的 D.用兩只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí),結(jié)點(diǎn)的位置沒(méi)有必要與用一只彈簧測(cè)力計(jì)拉時(shí)結(jié)點(diǎn)的位置重合 答案B 解析A項(xiàng)中應(yīng)當(dāng)以60、90、120等各種角度實(shí)驗(yàn),B項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤.結(jié)點(diǎn)重合才能體現(xiàn)力的等效性,C項(xiàng)錯(cuò)誤.應(yīng)允許有一定的測(cè)量、作圖等誤差. 3.兩個(gè)大小和方向都確定的共點(diǎn)力,其合力的(　　) A.大小和方向都確定 B.大小確定,方向不確定 C.大小不確定,方向確定 D.大小、方向都不確定 答案A 解析兩個(gè)固定的力的合成是唯一的,故A項(xiàng)正確. 4.關(guān)于合力與分力的關(guān)系,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.物體對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)物體的支持力等值反向,這兩個(gè)力的合力為零 B.作用在某物體上的兩個(gè)力,它們的合力和這兩個(gè)力都同時(shí)作用在該物體上 C.合力的大小一定等于各分力的大小之和 D.合力的大小可能等于其中某一個(gè)分力的大小 答案D 解析只有作用在同一物體上的幾個(gè)力才能談合成問(wèn)題,作用在不同物體上的力無(wú)任何合力問(wèn)題可談,A項(xiàng)錯(cuò)誤;合力和分力只是一種效果替代關(guān)系,各分力可以是性質(zhì)不同的各種力,而合力只是反映各分力共同作用效果的效果力,合力并沒(méi)有真正作用在物體上,B項(xiàng)錯(cuò)誤;合力和分力等效但并不一定等值,力的運(yùn)算遵循一定的規(guī)律,合力的大小不一定等于各分力的大小之和(除非各分力方向相同),合力可能大于、等于或小于其中的一個(gè)分力,C項(xiàng)錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確. 5. 一個(gè)重力為20 N的物體置于光滑的水平面上,當(dāng)用一個(gè)F=5 N的力豎直向上拉該物體時(shí),如圖所示,重力與拉力的合力為(　　) A.15 N B.25 N C.0 D.無(wú)法確定 答案A 解析重力與拉力的合力F合=mg-F=15 N. 6.如圖所示,物體受到的多個(gè)力中不是共點(diǎn)力的是 (　　) 答案D 解析選項(xiàng)A中靜止在斜面上的物體受重力、斜面支持力和摩擦力,三力平衡,三個(gè)力是共點(diǎn)力;選項(xiàng)B中物體受重力和桌面的支持力,二力平衡,是共點(diǎn)力;選項(xiàng)C中籃球受重力、繩的拉力和墻面的彈力,三力平衡,是共點(diǎn)力;選項(xiàng)D中重物受重力和兩根繩的拉力三個(gè)力作用,三個(gè)力平行不可能構(gòu)成共點(diǎn)力,故選項(xiàng)D不是共點(diǎn)力. 7.(多選)關(guān)于兩個(gè)分力F1、F2及它們的合力F,下列說(shuō)法正確的是(　　) A.合力F一定與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同 B.兩分力F1、F2一定是同種性質(zhì)的力 C.兩分力F1、F2一定是同一個(gè)物體所受的力 D.兩分力F1、F2與F是物體同時(shí)受到的三個(gè)力 答案AC 解析只有同一個(gè)物體的受力才能合成,分別作用在不同物體上的力不能合成;合力是對(duì)原來(lái)幾個(gè)力的等效替換;分力可以是不同性質(zhì)的力;在受力分析時(shí),分力與合力不能同時(shí)存在,故正確選項(xiàng)為A、C. 8.(多選)關(guān)于共點(diǎn)力,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A.作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力,如果大小相等,方向相反,這兩個(gè)力是共點(diǎn)力 B.作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力,如果是一對(duì)平衡力,則這兩個(gè)力是共點(diǎn)力 C.作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力,如果它們的作用點(diǎn)不在同一點(diǎn)上,則這幾個(gè)力一定不是共點(diǎn)力 D.作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力,如果它們的作用線可以匯交于一點(diǎn),則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力 答案AC 解析作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力,如果作用在物體的同一點(diǎn),或者雖不作用在物體的同一點(diǎn),但力的作用線交于一點(diǎn),則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力,所以C錯(cuò),D對(duì);大小相等、方向相反的力不一定作用在同一點(diǎn),但一對(duì)平衡力必在同一直線上,是共點(diǎn)力,所以A錯(cuò)誤,B正確. 能力提升 9.(多選)兩個(gè)力的合力為F,如果它們之間的夾角固定不變,使其中一個(gè)力增大,則(　　) A.合力F一定增大 B.合力F的大小可能不變 C.合力F的大小可能增大,也可能減小 D.當(dāng)θ<90時(shí),合力F一定減小 答案BC 解析 設(shè)兩力Fa、Fb之間的夾角為鈍角,由圖所示可知,當(dāng)Fa逐漸增大為Fa1、Fa2、Fa3時(shí),其合力由原來(lái)的F變?yōu)镕1、F2、F3,它們可能小于F,可能等于F,也可能大于F,故B、C正確,A錯(cuò)誤.若Fa、Fb之間的夾角θ<90,同理可以判斷出D錯(cuò)誤. 10.(多選)如圖所示,在“尋找等效力”實(shí)驗(yàn)中,用力F1、F2通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)橡皮筋端點(diǎn)的小圓環(huán),使橡皮筋兩次伸長(zhǎng),實(shí)驗(yàn)中必須確保(　　) A.F大小等于F1大小與F2大小之和 B.F大小等于F1大小與F2大小之差 C.橡皮筋的伸長(zhǎng)量不能超過(guò)彈性限度 D.兩次橡皮筋伸長(zhǎng)量均應(yīng)使小圓環(huán)處于同一位置 答案CD 解析本實(shí)驗(yàn)中F1與F2大小之和或差并不等于F的大小,它們的大小關(guān)系滿足平行四邊形定則,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;本實(shí)驗(yàn)橡皮筋的伸長(zhǎng)量不能超過(guò)彈性限度,選項(xiàng)C正確;這兩次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度相同,即F1和F2共同作用效果與F的作用效果是相同的,選項(xiàng)D正確. 11. 設(shè)有五個(gè)力作用于A點(diǎn),這五個(gè)力的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條鄰邊和三條對(duì)角線,如圖所示.已知 F3=20 N,則這五個(gè)力的合力大小為　　　N,方向　　　　. 答案60　與F3相同 解析仔細(xì)觀察圖形,可看出巧妙的地方在于將F1平移到F4末端后,則F1與F4的合力與F3大小相等、方向相同;同理可知,F2和F5的合力也與F3大小相等、方向相同.這樣,便可將五個(gè)力等效為三個(gè)共點(diǎn)同向的F3的合力,即其合力大小為60 N,方向與F3相同. 12. 如圖所示,一個(gè)木塊放在水平桌面上,在水平方向共受到三個(gè)力,即F1、F2和靜摩擦力作用,而且三個(gè)力的合力為零,其中F1=10 N、F2=2 N,若撤去力F1,則木塊在水平方向受到的合力為多少? 答案0 解析F1和F2的合力F12=F1-F2=8 N,方向向右,又因物體受三個(gè)力作用且合力為零,故靜摩擦力f=8 N,方向向左.若撤去力F1,則木塊受F2作用而有向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),此時(shí)物體受到的靜摩擦力為2 N,方向向右,木塊仍保持靜止?fàn)顟B(tài),木塊在水平方向受到的合力為0. 13.小麗用如圖甲所示的裝置探究“等效力”.用一木板豎直放在鐵架臺(tái)和彈簧所在平面后.其部分實(shí)驗(yàn)操作如下,請(qǐng)完成下列相關(guān)內(nèi)容: 甲 乙 丙 A.如圖甲,在木板上記下懸掛兩個(gè)鉤碼時(shí)彈簧末端的位置O; B.卸下鉤碼然后將兩繩套系在彈簧下端,用兩彈簧測(cè)力計(jì)將彈簧末端拉到同一位置O,記錄細(xì)繩套AO、BO的　　　　及兩彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的讀數(shù).圖乙中B彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為　　　　 N; C.小麗在坐標(biāo)紙上畫(huà)出兩拉力FA、FB的大小和方向如圖丙所示,請(qǐng)?jiān)趫D丙中作出FA、FB的合力F; D.已知鉤碼的重力,可得彈簧所受的拉力F如圖丙所示,觀察比較F和F,得出結(jié)論. 答案方向　11.40　如圖所示　在誤差范圍內(nèi),FA與FB的合力與F是等效的 解析因?yàn)榱κ鞘噶?所以處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí),一定要記下細(xì)繩套AO、BO的方向,其方向表示力的方向.在誤差允許范圍內(nèi),FA與FB的合力與F是等效的.