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1、 第4節(jié) 力的合成
課時分層訓(xùn)練
「基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練」
1.(多選)關(guān)于共點力,下列說法中正確的是( )
A.作用在一個物體上的兩個力,如果大小相等、方向相反,這兩個力是共點力
B.作用在一個物體上的兩個力,如果是一對平衡力,則這兩個力是共點力
C.作用在一個物體上的幾個力,如果它們的作用點在同一點上,則這幾個力是共點力
D.作用在一個物體上的幾個力,如果它們的作用線相交于同一點,則這幾個力是共點力
解析:選BCD 根據(jù)共點力的概念,幾個力如果都作用在物體的同一點,或者它們的作用線相交于同一個點,這幾個力叫做共點力,所以選項C、D正確;一對平衡力一定作用在同一條直線上,它們一定是共
2、點力,所以選項B正確;對于選項A中所描述的兩個力,它們有可能一上一下,互相平行但不共點,所以選項A錯誤.
2.(多選)對兩個大小不等的共點力進(jìn)行合成,則( )
A.合力一定大于每個分力
B.合力可能同時垂直于兩個分力
C.合力的方向可能與一個分力的方向相反
D.兩個分力的夾角在0°到180°之間變化時,夾角越小,合力越大
解析:選CD 不在同一條直線上的兩個力合成時,遵循平行四邊形定則,故合力可能大于、小于或等于任意一個分力,故A錯誤;合力是兩分力構(gòu)成的平行四邊形的對角線,而對角線不可能同時垂直兩個邊,故B錯誤;當(dāng)兩分力方向相反時,則合力可以與一個分力的方向相反,故C正確;兩個大
3、小不變的力,其合力隨兩力夾角的減小而增大,故D正確.
3.(2019·山西大學(xué)附屬中學(xué)高一期中)作用在同一個物體上的兩個共點力,一個力的大小是2 N,另一個力的大小是10 N,它們合力的大小不可能是( )
A.6 N B.8 N
C.10 N D.12 N
解析:選A 兩力合成時,合力范圍為|F1-F2|≤F≤F1+F2,故8 N≤F≤12 N,故8 N,10 N,12 N是可能的合力,6 N沒有在范圍之內(nèi)是不可能的合力,故選A.
4.(2018·湖南衡陽市八中高一期中)兩個大小一定的共點力,合力最大值為A,合力最小值為B,則兩個力相互垂直時合力大小為( )
4、A. B.
C. D.
解析:選C 當(dāng)兩力同向時:F1+F2=A;當(dāng)兩力反向時:F1-F2=B,聯(lián)立解得F1=,F(xiàn)2=,當(dāng)這兩個共點力互相垂直時,根據(jù)力的平行四邊形定則,則其合力的大小為:F= = ,故C正確,A、B、D錯誤.
5.如圖所示,三個大小相等的力F作用于同一點O,則合力最小的是( )
解析:選C 由圖可知,C圖中三個力的合力為零,而A、B、D圖中三個力的合力不為零,故選項C正確.
6.如圖所示為兩個共點力的合力F的大小隨兩分力的夾角θ變化的圖象,則這兩個分力的大小分別為( )
A.1 N和4 N
B.2 N和3 N
C.1 N和5 N
D.2 N和
5、4 N
解析:選B 由題圖知,兩力方向相同時,合力為5 N.即F1+F2=5 N;方向相反時,合力為1 N,即|F1-F2|=1 N.故F1=3 N,F(xiàn)2=2 N,或F1=2 N,F(xiàn)2=3 N,B正確.
7.(2019·福建省四地六校高一第二次聯(lián)考)如圖,兩個體重相同的人靜止坐在秋千上,兩秋千繩子能承受的最大張力是一樣的.往兩人身上同時慢慢加相同重量的物體,直到繩子斷開,則下面的敘述正確的是( )
A.甲中繩子先斷 B.甲、乙中繩子同時斷
C.乙中繩子先斷 D.不確定
解析:選C 小孩的重力和兩根繩子拉力的合力等值反向,合力一定,兩分力夾角越大,分力越大,所以夾角越大,繩子拉力
6、越大,則乙中繩子容易斷,故C正確,A、B、D錯誤,故選C.
8.如圖甲所示,在廣州亞運(yùn)會射箭女子個人決賽中,中國選手程明獲得亞軍.創(chuàng)造了中國女子箭手在亞運(yùn)個人賽歷史上的最好成績.那么射箭時,若剛釋放的瞬間弓弦的拉力為100 N,對箭產(chǎn)生的作用力為120 N,其弓弦的拉力如圖乙中F1和F2所示,對箭產(chǎn)生的作用力如圖乙中F所示.已知cos 53°=0.6,則弓弦的夾角應(yīng)為( )
A.53° B.127°
C.143° D.106°
解析:選D 由圖知:F1cos +F2cos =F,F(xiàn)1=F2=100 N,F(xiàn)=120 N,解得α=106°,故選D.
9.如圖所示,物體受到大小相
7、等的兩個拉力的作用.每個拉力均為200 N,兩力之間的夾角為60°,求這兩個拉力的合力.
解析:根據(jù)平行四邊形定則作出合力的示意圖,它是一個菱形,我們可以利用其對角線互相垂直平分的性質(zhì),由圖知F=2F1cos 30°=200 N≈346 N,合力與F1、F2的夾角均為30°.
答案:346 N,合力與F1、F2的夾角均為30°
「能力提升練」
10.(2019·山西大學(xué)附屬中學(xué)高一期中)已知力F1、F2的合力為F,下列能反映三者關(guān)系的矢量圖是( )
解析:選B A圖中反映F1與F的合力是F2,選項A錯誤;B圖中反映F1與F2的合力是F,選項B正確;C圖中反映F2與F的合
8、力是F1,選項C錯誤;D圖中反映F與F2的合力是F1,選項D錯誤.
11.(多選)三個共點力的大小分別為F1=5 N,F(xiàn)2=10 N,F(xiàn)3=20 N,則它們的合力( )
A.不會大于35 N B.最小值為5 N
C.可能為0 D.可能為20 N
解析:選ABD 三個力的合力最大值Fmax=F1+F2+F3=35 N.F1與F2的合力范圍為5 N≤F12≤15 N,當(dāng)F12=15 N且與F3反向時,三個力的合力最小,F(xiàn)min=|F12-F3|=5 N,故三個力的合力范圍為5 N≤F≤35 N,故選項A、B、D正確.
12.設(shè)有三個力同時作用在質(zhì)點P上,它們的大小和方向相當(dāng)于正六邊
9、形的兩條邊和一條對角線,如圖所示,這三個力中最小的力的大小為F,則這三個力的合力等于( )
A.3F B.4F
C.5F D.6F
解析:選A 由幾何關(guān)系得F3=2F,又F1、F2夾角為120°,大小均為F,故其合力大小為F,方向與F3相同,因此三個力的合力大小為3F,A正確.
13.如圖所示,水平橫梁一端A插在墻壁內(nèi),另一端裝有一小滑輪B.一輕繩的一端C固定于墻壁上,另一端跨過滑輪后懸掛一質(zhì)量為m=10 kg的重物,∠CBA=30°,則滑輪受到繩子的作用力大小為(g取10 N/kg)( )
A.50 N B.60 N
C.120 N D.100 N
解析:選D
10、輕繩跨過滑輪,BC段、BD段拉力F1=F2=mg=100 N,夾角為120°,根據(jù)平行四邊形定則,二力合成如圖所示.由于F1=F2,所以平行四邊形為菱形,又因為∠DBE=60°,所以△BDE為等邊三角形,所以F1、F2的合力F=F1=F2=100 N,即繩子對滑輪的作用力大小為100 N,選項D正確.
14.如圖所示,一條小船在河中向正東方向行駛,船上掛起一風(fēng)帆,帆受側(cè)向風(fēng)作用,風(fēng)力大小F1為100 N,方向為東偏南30°,為了使船受到的合力能恰沿正東方向,岸上一人用一根繩子拉船,繩子取向與河岸垂直,求出風(fēng)力和繩子拉力的合力大小及繩子拉力F2的大?。?
解析:如圖所示,以F1、F2為鄰邊
11、作平行四邊形,
使合力F沿正東方向,則
F=F1cos 30°=100× N=50 N,
F2=F1sin 30°=100× N=50 N.
答案:50 N 50 N
15.如圖所示,兩根長度均為L的輕繩,下端結(jié)于一點掛一質(zhì)量為m的物體,已知兩繩承受的最大拉力均為FT,求在天花板上的MN兩點間距離s的范圍.
解析:因為天花板水平,兩繩又等長,所以受力相等,又因繩長固定,MN兩點距離越大,
兩繩張角越大,當(dāng)合力一定時,繩的張力越大,越難承受,設(shè)繩子張力為FT時,MN兩點間距離為s,受力分析如圖所示,
在圖中過O點作MN的垂線,由三角形相似,對應(yīng)邊成比例得=,
解得s=L,
所以,MN的范圍s≤ L.
答案:s≤ L
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