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1、力的合成
[隨堂檢測]
1.大小分別為15 N和20 N的兩個力,同時作用在一個物體上,對于合力F大小的估計,下列哪種說法正確( )
A.15 N≤F≤20 N B.5 N≤F≤35 N
C.0 N≤F≤35 N D.15 N≤F≤35 N
答案:B
2.(2019·濟南高一檢測)某同學在單杠上做引體向上,在圖中的四個選項中雙臂用力最小的是 ( )
解析:選B.根據(jù)兩個分力大小一定時,夾角增大,合力減小可知:雙臂拉力的合力一定(等于同學自身的重力),雙臂的夾角越大,所需拉力越大,故雙臂平行時,雙臂的拉力最小,各等于重力的一半.故B正確.
3.(多選)作用在同一
2、點的兩個力,大小分別為5 N和2 N,則它們的合力不可能是( )
A.5 N B.4 N
C.2 N D.9 N
解析:選CD.根據(jù)|F1-F2|≤F≤F1+F2得,合力的大小范圍為3 N≤F≤7 N,故選項C、D不可能.
4.
如圖所示,一條小船在河中向正東方向行駛,船上掛起一風帆,帆受側(cè)向風作用,風力大小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為鄰邊作平行四邊形,使合力F沿正東方向,則F=F1cos 30°
3、
=100× N=50 N.
F2=F1sin 30°=100× N=50 N.
答案:50 N 50 N
[課時作業(yè)][學生用書P138(單獨成冊)]
一、單項選擇題
1.下列關于合力與分力的說法中錯誤的是( )
A.合力與分力同時作用在物體上
B.分力同時作用于物體時共同產(chǎn)生的效果與合力單獨作用時產(chǎn)生的效果是相同的
C.合力可能大于分力,也可能小于分力
D.當兩分力大小不變時,增大兩分力間的夾角,則合力一定減小
解析:選A.合力與分力的作用效果相同,它們并不是同時作用在物體上,選項A錯誤,B正確;當兩分力大小不變時,由平行四邊形定則可知,分力間的夾角越大,合力越小,
4、合力可能大于分力(如兩分力間的夾角為銳角時),也可能小于分力(如兩分力間的夾角大于120°時),選項C、D正確.
2.(2019·信陽高一檢測)物體同時受到同一平面內(nèi)三個共點力的作用,下列幾組力的合力不可能為零的是( )
A.5 N、7 N、8 N B.5 N、2 N、3 N
C.1 N、5 N、10 N D.10 N、10 N、10 N
解析:選C.分析各選項中前兩力合力范圍:A選項,2 N≤F合≤12 N,第三力在其范圍內(nèi);B選項,3 N≤F合≤7 N,第三力在其合力范圍內(nèi);C選項,4 N≤F合≤6 N,第三力不在其合力范圍內(nèi);D選項,0≤F合≤20 N,第三力在其合力范圍內(nèi)
5、.故C項中的三力的合力不可能為零.
3.如圖所示,一水桶上系有三條繩子a、b、c,分別用它們提起相同的水時,下列說法中正確的是( )
A.a(chǎn)繩受力最大
B.b繩受力最大
C.c繩受力最大
D.三條繩子受力一樣大
解析:選C.對水桶研究:受到重力和繩子的兩個拉力作用,根據(jù)平衡條件得知:兩個拉力的合力與重力平衡,大小等于重力,方向豎直向上.根據(jù)幾何關系得繩子越長,夾角越小,繩子的拉力越小,而繩子越短,夾角越大,繩子的拉力越大,c繩子夾角最大,故c繩受力最大.
4.(2019·泰安高一檢測)設有三個力同時作用在質(zhì)點P上,它們的大小和方向相當于正六邊形的兩條邊和一條對角線,如圖
6、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.由題圖可知F1=F2=F,F(xiàn)3=2F.其中F1、F2的夾角為120°,則這兩個力的合力等于F,方向在其角平分線上,即與F3同向,故這三個力的合力等于3F.選項A正確.
5.(2019·大連高一檢測)
蹦床運動是運動員在一張彈性的網(wǎng)上借助于網(wǎng)的作用被彈起一定的高度,運動員在空中做出各種優(yōu)美的動作.它在我國起步較晚,但發(fā)展迅速,如圖為蹦床上彈性網(wǎng)示意圖,網(wǎng)繩的結(jié)構(gòu)為正方格形,O、A、B、C、D等為網(wǎng)繩的結(jié)點.安全網(wǎng)水平張緊后,若質(zhì)量為m的運動員從高處落下,并恰好落
7、在O點上.該處下凹至最低點時,網(wǎng)繩DOE、BOG均成向上的120°張角,此時O點受到的向下的沖擊力大小為F,則這時O點周圍每根網(wǎng)繩承受的力的大小為( )
A.F B.
C.F+mg D.
解析:選B.
由題意知,4根繩子在豎直方向的合力大小為F,設每根繩子拉力為T,如圖所示,則由幾何關系有4Tcos 60°=F,所以T=.
6.(2019·河北滄州高一月考)如圖所示,F(xiàn)1、F2、F3恰好構(gòu)成封閉的直角三角形,這三個力的合力最大的是( )
解析:選C.由矢量合成的法則可知,A中的合力的大小為2F3,B中的合力的大小為0,C中的合力的大小為2F2,D中的合力的大小為2F
8、3,因為F2是直角三角形的斜邊,所以F2最大,所以合力最大的是C選項.
7.如圖所示,三個大小相等的力F作用于同一點O,則合力最小是( )
解析:選C.A項中,先將相互垂直的兩個F進行合成,則為F,再與第三個力F合成,即有合力的大小為F;B項中,將方向相反的兩個力合成,則合力為0,再與第三個力F合成,則有合力大小為F;C項中,將任意兩力進行合成,可知,這三個力的合力為零;D項中,將左邊兩個力進行合成,再與右邊合成,則有合力的大小為F,故C最小.
二、多項選擇題
8.小娟、小明兩人共提一桶水勻速前行,如圖所示,已知兩人手臂上的拉力大小相等且為F,兩人手臂間的夾角為θ,水和水桶的
9、總重力為G,則下列說法中正確的是 ( )
A.當θ=120°時,F(xiàn)=G
B.不管θ為何值時,都有F=
C.當θ=0時,F(xiàn)=
D.θ越大,則F越小
解析:選AC.由力的合成可知,在兩分力相等,θ=120°時,F(xiàn)合=F=G;θ=0時,F(xiàn)=F合=,故選項A、C正確,B錯誤;在合力一定時,分力間的夾角θ越大,則分力越大,故選項D錯誤.
9.如圖所示為合力F隨兩分力間夾角θ的變化情況,當兩力夾角為180°時,它們的合力為2 N;當它們的夾角為90°時,它們的合力為10 N.則下列說法正確的是( )
A.兩力的合力大小變化范圍在2 N和14 N之間
B.兩力的合力大小變化范圍在2
10、N和10 N之間
C.兩力的大小分別是2 N和8 N
D.兩力的大小分別是6 N和8 N
解析:選AD.設兩分力為F1、F2,且F1>F2,由題意知:F1-F2=2 N, =10 N,解得,F(xiàn)1=8 N,F(xiàn)2=6 N,所以合力范圍為2 N≤F≤14 N,選項A、D正確.
10.兩個共點力F1與F2,其合力為F,則( )
A.合力一定大于任一分力
B.合力有可能小于某一分力
C.分力F1增大,而F2不變,且它們的夾角不變時,合力F一定增大
D.當兩分力大小不變時,減小兩分力的夾角,則合力一定增大
解析:選BD.合力一定小于等于兩分力之和,大于等于兩分力之差,但可以比兩個分
11、力都小,也可以比兩個分力都大,故選項A錯誤,B正確.如圖所示,兩分力F1、F2的夾角不變,F(xiàn)2不變,F(xiàn)1增大時,對角線
卻變短,即F減小,故選項C錯誤.當兩分力大小不變時,合力隨其夾角的減小而增大,故選項D正確.
三、非選擇題
11.已知一個物體受到100個共點力的作用處于靜止狀態(tài),現(xiàn)把其中一個大小為8 N的力的方向轉(zhuǎn)過90°,其余的力不變,求此時物體受到的合力大?。?
解析:物體受到100個共點力的作用而處于靜止狀態(tài)時,合力為零,其中一個大小為8 N的力與其余99個力的合力大小相等、方向相反,即其余99個力的合力大小為8 N,方向與8 N的力相反.將8 N的力的方向轉(zhuǎn)過90°時,與其余
12、99個力的合力的夾角為90°,根據(jù)平行四邊形定則得,物體受到的合力大小為F合=8 N.
答案:8 N
12.如圖所示,一輛汽車走鋼絲橫跨汨羅江,如果汽車的總質(zhì)量為2 000 kg,兩側(cè)的鋼索彎曲成150°夾角,求每條鋼索所受拉力的大小(鋼索的質(zhì)量可不計,cos 75°=0.259,g=10 N/kg).
解析:設一條鋼索的拉力大小為F,汽車兩側(cè)的鋼索的合力與汽車的總重力等大反向.作出一條鋼索上拉力與其合力的平行四邊形為一菱形,如圖所示,據(jù)幾何知識可得
=2Fcos 75°
所以拉力F== N≈19 305 N.
答案:均為19 305 N
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