2020-2021高一物理1課時(shí)分層作業(yè)12力的合成含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年高一物理人教版必修1課時(shí)分層作業(yè)12力的合成含解析課時(shí)分層作業(yè)（十二)力的合成（時(shí)間：40分鐘分值：100分)一、選擇題（本題共6小題,每小題6分，共36分）1．下面關(guān)于合力和它的兩個(gè)分力的關(guān)系的敘述中,正確的是（）A．合力一定大于其中任意的一個(gè)分力B．合力有可能小于其中任意的一個(gè)分力C．兩個(gè)分力的大小不變夾角在0～180°之間變化,夾角越大，其合力也越大D．兩個(gè)力F1和F2的夾角θ不變，F(xiàn)1大小不變，只要F2增大，合力F就一定增大B［不在同一條直線上的兩個(gè)力合成時(shí)，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(gè)分力,故A錯(cuò)誤，B正確；兩個(gè)共點(diǎn)力的夾角在0～180°之間,其合力隨兩力夾角的增大而減小,故C錯(cuò)誤；若F2與F1反向，F(xiàn)1>F2，增大F2，則合力F減小，故D錯(cuò)誤．故選B。]2．（多選)如圖甲中,在半球形的碗中放一木桿,碗的A、B兩點(diǎn)對(duì)桿的支持力分別為F1和F2；圖乙中桿的一端用鉸鏈O固定在墻上，另一端A處用豎直向上的力F將桿拉住,以下說法中正確的是（)甲乙A．圖甲中F1與F2沒有作用在同一點(diǎn)，不是共點(diǎn)力B．圖甲中F1與F2的作用線的延長(zhǎng)線交于一點(diǎn)，這兩個(gè)力是共點(diǎn)力C．圖乙中力F與桿的重力G沒有作用于一點(diǎn)且作用線的延長(zhǎng)線不可能相交，不是共點(diǎn)力D．圖乙中若F垂直于桿向上，則F與G也不是共點(diǎn)力BC［根據(jù)共點(diǎn)力的定義可知，圖甲中F1與F2不平行，作用線的延長(zhǎng)線一定交于一點(diǎn)，故F1、F2是共點(diǎn)力,選項(xiàng)A錯(cuò)，B對(duì);圖乙中F豎直向上，與G平行,則不是共點(diǎn)力，若F垂直桿向上，則作用線的延長(zhǎng)線必與重力G的作用線的延長(zhǎng)線相交，此時(shí)F與G就是共點(diǎn)力，選項(xiàng)C對(duì)，D錯(cuò)．］3．如圖所示，大小分別為F1、F2、F3的三個(gè)力恰好圍成一個(gè)閉合的三角形，且三個(gè)力的大小關(guān)系是F1＜F2＜F3,則下列四個(gè)選項(xiàng)中，這三個(gè)力的合力最大的是(）ABCDC［根據(jù)平行四邊形定則可知，A項(xiàng)中三個(gè)力的合力為2F1，B項(xiàng)中三個(gè)力的合力為0，C項(xiàng)中三個(gè)力的合力為2F3，D項(xiàng)中三個(gè)力的合力為2F2，由于三個(gè)力的大小關(guān)系是F1＜F2＜F3，所以C項(xiàng)合力最大．故C正確．］4．如圖所示，三個(gè)大小相等的力F作用于同一點(diǎn)O，則合力最小的是（)ABCDC［由圖可知，C圖中三個(gè)力的合力為零，而A、B、D圖中三個(gè)力的合力不為零，故選項(xiàng)C正確．］5．光滑水平面上的一個(gè)物體，同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，其中F1＝8N,方向水平向左；F2＝16N,方向水平向右．當(dāng)F2從16N逐漸減小至0時(shí)，二力的合力大小變化是（）A．逐漸增大 B．逐漸減小C．先減小后增大 D．先增大后減小C[F2減至8N的過程中合力減小至0，當(dāng)F2繼續(xù)減小時(shí),合力開始增大,但方向與原來合力的方向相反，故選項(xiàng)C正確．]6．如圖所示，用兩根繩子將日光燈懸掛起來，有四種懸掛方法，在乙、丙兩圖中，乙中左側(cè)繩與丙中右側(cè)繩跟水平燈管的夾角均為θ，乙中右側(cè)繩與丙中左側(cè)繩跟水平燈管夾角也為θ，那么繩受拉力大小的情況是(）甲乙丙丁A．甲方法最大，乙方法最小B．甲方法最小,丁方法最大C．四種方法一樣大D．甲方法最大，乙、丙、丁方法均為最小B[四種懸掛方法，兩繩拉力的合力都等于日光燈的重力,甲圖中兩繩夾角為0°，故繩中張力最小．丁圖中兩繩間夾角最大，在產(chǎn)生相等的合力時(shí)，兩繩中張力最大，故選B。］二、非選擇題（14分）7．有兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力F1、F2（已知F1>F2），當(dāng)它們同方向時(shí),合力為7N；當(dāng)它們反向時(shí)，合力為1N，求:(1）F1、F2的大小；（2)用計(jì)算法求出當(dāng)兩力垂直時(shí)的合力大小及方向．[解析］(1）由題意知F1＋F2＝7N，F(xiàn)1－F2＝1N所以F1＝4N，F(xiàn)2＝3N.(2）當(dāng)兩力垂直時(shí)，它們的合力大小F＝eq\r（F\o\al(2，1）＋F\o\al（2，2）)＝5N，若合力與F1的夾角為θ，則tanθ＝eq\f(F2,F1)＝eq\f（3,4)，θ＝37°.［答案](1)4N3N(2)5N合力方向與F1成37°角一、選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分)1．某物體在四個(gè)共點(diǎn)力作用下處于平衡狀態(tài)，若F4的方向沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過60°角，但其大小保持不變，其余三個(gè)力的大小和方向均保持不變，此時(shí)物體受到的合力的大小為(）A．0 B。eq\r(2)F4C．F4 D．2F4C［將力F4旋轉(zhuǎn)60°角之后，其余三個(gè)力的合力未變,大小仍為F4,方向與原F4方向相反，故此時(shí)力F4與其余三個(gè)力的合力的夾角為120°，根據(jù)平行四邊形定則可知總合力大小為F4，C正確．]2．射箭時(shí)，若剛釋放的瞬間弓弦的拉力為100N,對(duì)箭產(chǎn)生的作用力為120N,其弓弦的拉力如圖乙中F1和F2所示，對(duì)箭產(chǎn)生的作用力如圖乙中F所示．弓弦的夾角應(yīng)為（cos53°＝0.6）()甲乙A．53°B．127°C．143°D．106°D［由圖可知F1＝F2，F(xiàn)1coseq\f(α，2)＋F2coseq\f(α,2）＝F，可得α＝106°，選項(xiàng)D正確．]3．（多選）兩同學(xué)用如圖所示方法做共點(diǎn)力平衡實(shí)驗(yàn)．M、N為摩擦不計(jì)的定滑輪，O點(diǎn)是輕質(zhì)細(xì)繩OA、OB和OC的結(jié)點(diǎn)，桌上有若干相同的鉤碼，一同學(xué)已經(jīng)在A點(diǎn)和C點(diǎn)分別掛了3個(gè)和4個(gè)鉤碼,為使O點(diǎn)在兩滑輪間某位置受力平衡，另一同學(xué)在B點(diǎn)掛的鉤碼數(shù)可能是()A．1個(gè) B．3個(gè)C．4個(gè) D．5個(gè)BC[設(shè)細(xì)繩OM與OC的夾角為θ，則根據(jù)二力平衡條件可得：Feq\o\al(2,TB)＝42＋32＋24cosθ，而90°<θ〈180°，解得1<FTB〈5，所以選項(xiàng)B、C正確．]4．一根細(xì)繩能承受的最大拉力是G.現(xiàn)把一重為G的物體系在繩的中點(diǎn)，分別握住繩的兩端,先并攏，然后緩慢地左右對(duì)稱地分開．若要求繩不斷，則兩繩間的夾角不能超過(）A．45° B．60°C．120° D．135°C[由于細(xì)繩是對(duì)稱分開的，因而兩繩的拉力大小相等且與豎直方向的夾角相等,為保證物體靜止不動(dòng)，兩繩拉力的合力大小等于G,隨著兩繩夾角的增大，繩中的拉力增大，當(dāng)兩繩間的夾角為120°時(shí)，繩中拉力剛好等于G。故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(12分）如圖所示，有五個(gè)力作用于同一點(diǎn)O,表示這五個(gè)力的有向線段恰分別構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩鄰邊和三條對(duì)角線．已知F1＝10N,則這五個(gè)力的合力大小為多少？[解析]方法一：巧用對(duì)角線特性．如圖甲所示,根據(jù)正六邊形的特點(diǎn)及平行四邊形定則知：F2與F5的合力恰好與F1重合；F3與F4的合力也恰好與F1重合；故五個(gè)力的合力大小為3F1＝30N.甲乙方法二：利用對(duì)稱法．如圖乙所示,由于對(duì)稱性，F(xiàn)2和F3的夾角為120°，它們的大小相等，合力在其夾角的平分線上,故力F2和F3的合力F23＝2F2cos60°＝2(F1cos60°）cos60°＝eq\f（F1,2)＝5N．同理，F(xiàn)4和F5的合力也在其角平分線上,由圖中幾何關(guān)系可知：F45＝2F4cos30°＝2（F1cos30°)cos30°＝eq\f（3，2)F1＝15N．故這五個(gè)力的合力F＝F1＋F23＋F45＝30N。［答案］30N6．(14分）如圖所示，質(zhì)量為0。8kg的小球在輕彈簧和水平輕繩的拉力作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧與豎直方向的夾角θ＝37°，彈簧的拉力F＝10N,伸長(zhǎng)量為x＝0。01m,sin37°＝0.6。（1)畫出小球的受力示意圖；（2）求出彈簧的勁度系數(shù)；(3)已知彈簧的拉力與小球重力的合力方向水平向右，求該合力的大?。甗解析］（1）小球受到重力、細(xì)繩的拉力和彈簧的拉力,作出小球的受力示意圖如圖甲所示．甲乙（2）由胡克定律F＝kx得彈簧的勁度系數(shù)為k＝eq\f（F,x）＝eq\f(10N,0.01m)＝1000N/m.(3)由于彈簧拉力F與小球重力G的