2024-2025學(xué)年高中物理課時分層作業(yè)12力的合成含解析新人教版必修1

PAGE5-課時分層作業(yè)(十二)(時間：40分鐘分值：100分)[合格基礎(chǔ)練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．(多選)已知兩個分力的大小為F1、F2，它們的合力大小為F，下列說法中不正確的是()A．不行能出現(xiàn)F<F1同時F<F2的狀況B．不行能出現(xiàn)F>F1同時F>F2的狀況C．不行能出現(xiàn)F<F1＋F2的狀況D．不行能出現(xiàn)F>F1＋F2的狀況ABC[假如F1與F2大小相等，方向相反，則其合力為零，既小于F1又小于F2，故A錯誤；假如F1、F2同向，則合力F＝F1＋F2，既大于F1又大于F2，故B錯誤；合力F的范圍為|F1－F2|≤F≤F1＋F2，因此，C錯誤，D正確．]2．(多選)如圖甲中，在半球形的碗中放一木桿，碗的A、B兩點對桿的支持力分別為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，不是共點力B．圖甲中F1與F2的作用線的延長線交于一點，這兩個力是共點力C．圖乙中力F與桿的重力G沒有作用于一點且作用線的延長線不行能相交，不是共點力D．圖乙中若F垂直于桿向上，則F與G也不是共點力BC[依據(jù)共點力的定義可知，圖甲中F1與F2不平行，作用線的延長線肯定交于一點，故F1、F2是共點力，選項A錯，B對；圖乙中F豎直向上，與G平行，則不是共點力，若F垂直桿向上，則作用線的延長線必與重力G的作用線的延長線相交，此時F與G就是共點力，選項C對，D錯．]3．如圖所示，大小分別為F1、F2、F3的三個力恰好圍成一個閉合的三角形，且三個力的大小關(guān)系是F1＜F2＜F3，則下列四個選項中，這三個力的合力最大的是()ABCDC[依據(jù)平行四邊形定則可知，A項中三個力的合力為2F1，B項中三個力的合力為0，C項中三個力的合力為2F3，D項中三個力的合力為2F2，由于三個力的大小關(guān)系是F1＜F2＜F3，所以C項合力最大．故C正確．]4．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()ABCDC[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．]5．(多選)下列關(guān)于合力的敘述中正確的是()A．合力是原來幾個力的等效替代，合力的作用效果與分力的共同作用效果相同B．兩個力夾角為θ(0°≤θ≤180°)，它們的合力隨θ增大而增大C．合力的大小不會比分力的代數(shù)和大D．不是同時作用在同一物體上的力也能進(jìn)行力的合成的運算AC[力的合成的基本動身點是力的等效替代．合力是它的全部分力的一種等效力，它們之間是等效替代關(guān)系，A對．合力和作用在物體上各分力間的關(guān)系，在效果上和各分力的共同作用等效，而不是與一個分力等效．因此，只有同時作用在同一物體上的力才能進(jìn)行力的合成的運算，D錯．依據(jù)力的平行四邊形定則和數(shù)學(xué)學(xué)問可知，兩個力夾角為θ(0≤θ≤180°)時，它們的合力隨θ增大而減小，當(dāng)θ＝0°時，合力最大，為兩分力的代數(shù)和；當(dāng)θ＝180°時，合力最小，等于兩分力的代數(shù)差，所以合力的大小不會比分力的代數(shù)和大，B錯，C對．]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狀況是()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?。D中兩繩間夾角最大，在產(chǎn)生相等的合力時，兩繩中張力最大，故選B.]二、非選擇題(14分)7．有兩個大小不變的共點力F1、F2(已知F1>F2)，當(dāng)它們同方向時，合力為7N；當(dāng)它們反向時，合力為1N，求：(1)F1、F2的大?。?2)用計算法求出當(dāng)兩力垂直時的合力大小及方向．[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，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[等級過關(guān)練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．某物體在四個共點力作用下處于平衡狀態(tài)，若F4的方向沿逆時針方向轉(zhuǎn)過60°角，但其大小保持不變，其余三個力的大小和方向均保持不變，此時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，其余三個力的合力未變，大小仍為F4，方向與原F4方向相反，故此時力F4與其余三個力的合力的夾角為120°，依據(jù)平行四邊形定則可知總合力大小為F4，C正確．]2．射箭時，若剛釋放的瞬間弓弦的拉力為100N，對箭產(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D正確．]3．(多選)兩同學(xué)用如圖所示方法做共點力平衡試驗．M、N為摩擦不計的定滑輪，O點是輕質(zhì)細(xì)繩OA、OB和OC的結(jié)點，桌上有若干相同的鉤碼，一同學(xué)已經(jīng)在A點和C點分別掛了3個和4個鉤碼，為使O點在兩滑輪間某位置受力平衡，另一同學(xué)在B點掛的鉤碼數(shù)可能是()A．1個B．3個C．4個 D．5個BC[設(shè)細(xì)繩OM與OC的夾角為θ，則依據(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，分別握住繩的兩端，先并攏，然后緩慢地左右對稱地分開．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，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，繩中拉力剛好等于G.故C正確，A、B、D錯誤．]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(12分)“神舟十一號”返回艙上的主著陸傘在其著陸地面的過程中起到了重要的減速作用，該傘綻開面積1200m2，有96根傘繩，若每根傘繩能承受300kg物體的重力．每根傘繩與豎直方向夾角均為30°，求96根傘繩(對稱分布)能產(chǎn)生的最大合力．(g取10m/s2)[解析]由于傘繩對稱分布，取對稱的兩根傘繩，其合力如圖所示，由平面幾何學(xué)問，兩個力的合力F＝2F1cos30°＝2×300×10×0.866N＝5.2×103N，全部傘繩的合力F合＝48F＝48×5.2×103N＝2.496×105N.[答案]2.496×105N6．(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