3.2力的合成（基礎版）（解析版）

一、單選題1．在共點力合成實驗中，測出了兩分力F1和F2，根據(jù)平行四邊形定則求合力F，下列作圖D．【答案】C【詳解】根據(jù)平行四邊形定則可知，合力是以兩分力為鄰邊做平行四邊形所夾的對角線。故選C。2．嫦娥五號登陸月球時，從距月面幾十千米到幾百米的過程中沿圖中虛線做勻減速直線運動，這就需要調整發(fā)動機的噴氣方向，下列四種噴氣方向可能使嫦娥五號實現(xiàn)上述運動的【答案】C【詳解】嫦娥五號落月接近段將沿圖中虛線做勻減速直線運動，故受到的合力方向與運動方向相反，因受到的重力豎直向下，通過受力分析可知故選C。3．兩個大小相等的共點力F1和F2，當它們之間的夾角為90°時，合當它們之間的夾角為120°時，合力的大小為()A．10NB．NC．15N【答案】A【詳解】當兩個力之間的夾角為90°時，如圖甲所示，根據(jù)平行四邊形定則可知當這兩個力的夾角為120°時，如圖乙所示，根據(jù)平行四邊形定則可知F合＝10N故選A。4．如圖所示，將繩子的一端系在汽車上，另一端系在等高的樹干上，兩端點間繩長為10m。用300N的拉力把水平繩子的中點往下拉離原位置0.5m，不考慮繩子的重力和繩子的伸長量，則繩子作用在汽車上的力的大小為()【答案】A【詳解】由題意可知繩子與水平方向夾角的正弦值為所以繩子的作用力為F繩1500N故A正確；BCD錯誤。故選A。5．如圖甲為射箭比賽時的場景。已知弓的頂部跨度為l，且拉弓過程中l(wèi)保持不變；弦均勻且彈性良好，其自由長度也為l，勁度系數(shù)為k；射箭時弦和箭可等效為圖乙情景：箭在弦的正中間，弦夾在類似動滑輪的附加裝置上，將箭發(fā)射出去。發(fā)射箭時弦的最大長度為2l，設弦的彈力滿足胡克定律，則箭被發(fā)射瞬間所受的彈力為()【答案】C【詳解】設發(fā)射時，箭兩側弦的夾角為2θ,由幾何關系可知sinθ=l=可知，θ=30。，箭被發(fā)射瞬間所受的彈力為兩側弦拉力的合力，即F=2.k(2ll)cos30。=C正確。故選C。6．如圖所示，重力G=20N的物體，在動摩擦因數(shù)為0.1的水平面上向左運動，同時受到大小為10N，方向向右的水平力F的作用，則物體所受合力大小和方向是()A．12N，水平向右B．8N，水平向左C．2N，水平向右D．8N，水平向右【答案】A【詳解】由于物體向左運動，則滑動摩擦力的方向向右，所以物體所受合力為方向水平向右，所以A正確；BCD錯誤；故選A。7．作用在一個物體上的兩個共點力的合力的大小隨兩個分力之間的角度變化的關系如圖所示，關于兩個分力F1、F2的大小，下列選項正確的是()A．F1=10N、F2=20NB．F1=12N、F2=18NC．F1=14N、F2=16ND．F1=15N、F2=15N【答案】A【詳解】當二力的方向的夾角為0或2π時，二力在同一直線上且方向相同，此時二力的合力最大F1+F2=30當二力的方向的夾角為π時，二力在同一條直線上且方向相反，此時二力的合力最小|F2-F1|=10聯(lián)立解得F2=20NF1=10N故選A。8．如圖所示，在“探究求合力的方法”的實驗中，下列說法正確的是()A．做實驗時，拉線方向應與板面平行B．兩把彈簧秤拉細繩套的夾角一定要保持90。C．用兩把彈簧秤拉細繩套的夾角越大越好D．用兩把彈簧秤拉細繩套，使結點O拉到某一確定位置后，只要記錄兩彈簧秤的示數(shù)即【答案】A【詳解】A．做實驗時，拉線方向應與板面平行，A正確；BC．兩把彈簧秤拉細繩套的夾角一定要適當，不能太大或者太小，有利于作圖即可，不一D．用兩把彈簧秤拉細繩套，使結點O拉到某一確定位置后，要記錄兩彈簧秤的示數(shù)，還有記下細繩的方向，D錯誤。故選A。9．物體同時受到同一平面內的三個力作用，下列幾組力中，它們的合力不可能為零的是【答案】C【詳解】A．5N和7N的合力范圍為：2N～12N，8N在合力范圍里，故三個力的合力可能為0；故A正確；B．2N和3N的合力范圍為：1N～5N，5N在合力范圍里，故三個力的合力可能為0；故B正確；C．1N和5N的合力范圍為：4N～6N，10N不在合力范圍里，故三個力的合力不可能為0；故C錯誤；D．1N和10N的合力范圍為：9N～11N，10N在合力的范圍里，故三個力的合力可能為0．故D正確；本題選擇不能為0的，故選C。10．如圖所示，F(xiàn)1、F2為有一定夾角的兩個力，L為過O點的一條直線，當L取什么方向時，F(xiàn)1、F2在L上的分力之和最大()A．F1、F2合力的方向B．F1、F2中較大力的方向C．F1、F2中較小力的方向D．任意方向均可【答案】A【詳解】F1和F2在L上的分力之和等效于F1和F2的合力在L上的分力，而要使F1和F2的合力在L上的分力最大，L就應該取這個合力本身的方向，故A正確，B、C、D錯誤。故選A。A．逐漸減小B．逐漸增大C．先減小后增大D．先增大后減小【答案】A【詳解】由力合成的三角形定則可知，F(xiàn)1、F2的合力，是用從F2的始端到F1的末端有向線段表示的，如圖所示，因此當夾角θ從120°逐漸減小到60°時，其合力F逐漸減小，A正確，BCD錯誤。故選A。12．作用在同一物體上的兩個共點力，一個力的大小是5N，另一個力的大小是7N，它們合力的大小可能是()A．1NB．5NC．14ND．35N【答案】B【詳解】5N和7N的兩個力的合力范圍是2N~12N，則它們的合力可能為5N。故選B。13．某同學在研究力的合成和分解實驗時，固定好兩只定滑輪，鉤碼通過細繩繞過滑輪，在細繩的某處A系上一個繩套，將彈簧秤鉤在繩套上豎直向下用力拉，使系統(tǒng)平衡，如圖所示。若α=90。，每個鉤碼的重力大小為G0，不計摩擦，則關于彈簧秤的示數(shù)說法正確的【答案】B【詳解】以A點為研究對象，受力分析如圖A點受三個力且處于平衡狀態(tài)F1=3G0，F(xiàn)2=4G0，α=90°由平行四邊形定則可知，F(xiàn)1和F2合力F′=F又由勾股定理可得由三個力的合力為零，任何兩個力的合力與第三個力等大反向知0故選B。14．同一平面內的三個力，大小分別為14N、6N、7N，若三力同時作用于某一物體，則該物體所受三力合力的最大值和最小值分別為()A．27N、15NB．15N、0NC．27N、0ND．27N、1N【答案】D【詳解】先將其中的兩個力合成，如14N、6N的力，則它們的合力為當它們的合力為7N且與第三個力方向相反時，三個力的合力最小為1N，當它們的合力為20N且與第三個力方向相同時，三個力的合力最大為27N，所以D正確；ABC錯誤；故選D。15．物理知識在生產(chǎn)和生活中有著重要的作用，下列說法中正確的是()A．運動員做引體向上（緩慢上升）動作時，雙臂張開很大的角度時要比雙臂豎直平行時覺得手臂用力大，是因為張開時手臂產(chǎn)生的合力增大的緣故B．幼兒園的滑梯很陡，是為了增加小孩滑滑梯時受到的重力，使小孩下滑得更快C．用手緊握啤酒瓶，是為了增大靜摩擦力以防止瓶從手中滑落D．用腳蹬自行車騎行前進時，車后輪受的地面的靜摩擦力方向與前進方向相同【答案】D【詳解】A．雙臂張開很大的角度時與雙臂豎直平行時比較，合力不變，隨著夾角越大，其分力越大，選項A錯誤；B．幼兒園的滑梯很陡，是為了增加小孩下滑的分力，而其重力不變，選項B錯誤；C．在啤酒瓶沒有掉下去之前，啤酒瓶受力平衡，即緊握與輕握靜摩擦力都等于重力；握緊啤酒瓶時，手對啤酒瓶的壓力比輕握時更大，最大靜摩擦力也就更大，即用手緊握啤酒瓶是增大了最大靜摩擦力，選項C錯誤；D．用腳蹬自行車騎行前進時，后輪胎接觸地面的部分相對地面運動趨勢是向后的，車后輪受的地面的靜摩擦力方向是向前的，與前進方向相同，選項D正確。故選D。16．在“探究彈力和彈簧伸長的關系”、“驗證力的平行四邊形定則"的實驗中，經(jīng)常采用下圖的實驗裝置。關于這兩個實驗的說法，正確的是()A．“探究彈力和彈簧伸長的關系”實驗中，應將彈簧放置水平桌面測量原長B．“驗證力的平行四邊形定則”實驗體現(xiàn)了“控制變量”的物理思想C．“探究彈力和彈簧伸長的關系”實驗中，彈簧的彈力可由所掛鉤碼的重力求出D．“驗證力的平行四邊形定則”實驗中，利用平行四邊形定則作出的合力一定沿著AO方向【答案】C【詳解】A．“探究彈力和彈簧伸長的關系”實驗中，由于彈簧自身重力會使彈簧伸長影響實驗，則應將彈簧豎直懸掛測量原長，故A錯誤；B．“驗證力的平行四邊形定則”實驗體現(xiàn)了“等效替代”的物理思想，故B錯誤；C．對鉤碼受力分析可知，彈簧的彈力大小與鉤碼的重力大小相等，故C正確；D．由于實驗具有誤差，則實驗得出的合力方向與AO方向不一定重合，故D錯誤。故選C。17．學校運動會期間，高三年級的張某、王某、李某、趙某四位同學躲在教室內玩牌，被巡查的物理老師抓到。由于前幾天他們剛剛復習了力的合成的內容，該老師要求這幾位同學從手上的牌中抽出三張，以牌上的數(shù)字作為力的大小，如果合力能為零的就可以免受處罰，則不能幸免的是()A．張某348B．王某246C．李某345D．趙某555【答案】A【詳解】AC．3N與4N合力的最大值為7N。最小值為1N，5N在該范圍內，8N不在該范圍內，所以李某可以免受處罰，張某不能幸免；B．2N和4N合力的最大值為6N、最小值為2N，6N在該范圍內，所以王某可以免受處罰；D．5N和5N合力的最小值為0、最大值為10N，5N在該范圍內，所以趙某可以免受處罰；故A正確，BCD錯誤；故選A。18．在“探究求合力的方法”實驗中，需要將橡皮條的一端固定在水平木板上，用兩個彈簧秤分別勾住細繩套，并互成角度地拉橡皮條，在此過程中必須注意()A．兩根細繩必須等長B．橡皮條應與兩繩夾角的平分線在同一直線上C．在使用彈簧秤時要注意使彈簧秤與木板平面平行D．在實驗中，兩個彈簧秤的夾角應該越大越好【答案】C【詳解】A．兩細繩可以不等長，因為繩子的長短不影響力的大小和方向的表示，故A錯誤；B．兩細線拉橡皮條時，只要確保拉到同一點即可，不一定橡皮條要在兩細線的夾角平分線上，故B錯誤；C．在拉彈簧秤時必須要求彈簧秤與木板平面平行，否則會影響力的大小，故C正確；D．實驗中當用兩只彈簧秤拉橡皮條是時，兩只彈簧秤的夾角大小要適當，在作圖時有利于減小誤差即可，并非越大越好，D錯誤；故選C。二、多選題19．如圖所示為兩個大小不變、夾角θ變化的力的合力的大小F與θ角之間的關系圖像A．合力大小的變化范圍是0≤F≤10NB．合力大小的變化范圍是2N≤F≤14NC．這兩個分力的大小分別為6N和8ND．這兩個分力的大小分別為2N和8N【答案】BC【詳解】CD．由題圖可知，當兩分力夾角為180°時，兩分力的合力為2N，則有而當兩分力夾角為90°時，兩分力的合力為10N，則有聯(lián)立解得這兩個分力大小分別為6N、8N。故C正確；D錯誤；AB．當兩個分力方向相同時，合力最大，為14N；當兩個分力方向相反時，合力最小，為2N，合力在最大值與最小值之間。故A錯誤；B正確。故選BC。20．關于兩個大小不變的力F1、F2及它們的合力F，下列說法中正確的是()A．合力F一定與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同B．兩力F1、F2一定是同一個物體受到的力C．兩力F1、F2與F是物體同時受到的三個力D．F大小隨F1、F2間夾角的增大而增大【答案】AB【詳解】ABC．只有同一個物體受到的力才能合成，分別作用在不同物體上的力不能合成；合力是對原來幾個分力的等效替代，兩力可以是不同性質的力，但合力不是物體實際受到的力，只是分力按照效果合成的效果力，所以A、B正確，C錯誤；D．合力隨兩分力間夾角的增大而減小，D錯誤．故選AB。21．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,水和水桶的總重力為G，則下列說法中正確的是()A．當θ為120°時，F(xiàn)=GB．不管θ為何值，均有C．當θ=0時，D．θ越大時，F(xiàn)越小【答案】AC【詳解】ABC．兩分力相等，由力的合成可知，θ=120°時F=F合=Gθ=0時故AC正確，B錯誤。D．在合力一定時，θ越大，分力越大，故D錯誤。故選AC。三、填空題22．合力和分力（1）共點力幾個力如果都作用在物體的____________，或者它們的作用線____________，這幾個力叫作共點力。（2）合力與分力假設一個力單獨作用的效果跟某幾個力共同作用的效果相同，這個力就叫作那幾個力的____________，這幾個力叫作（3）合力與分力的關系合力與分力之間是一種____________的關系，合力作用的效果與分力____________相同?！敬鸢浮客稽c相交于一點合力分力等效替代效果【詳解】（1）[1][2]由共點力的定義可知，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一點，這幾個力叫作共點力。（2）[3][4]根據(jù)合力與分力的定義可知，假設一個力單獨作用的效果跟某幾個力共同作用的效果相同，這個力就叫作那幾個力的合力，這幾個力叫作那個力的分力；（3）[5][6]合力與分力之間是一種等效替代的關系，合力作用的效果與分力效果相同。23．平行四邊形定則：在兩個力合成時，以表示這兩個力的有向線段為______作平行四邊形，這兩個鄰邊之間的______就代表合力的大小和方向，如圖所示，_____表示F1與F2的合力。【答案】鄰邊對角線F【詳解】略四、實驗題24．探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律（1）實驗儀器（2）實驗原理a.合力F′的確定：一個力F′可以把橡皮條末端的小圓環(huán)拉到某點，兩個力F1、F2共同作用，也能把橡皮條末端小圓環(huán)拉到____________，則F′與F1和F2共同作用____________相同，則F′是F1和F2的合力。b.合力理論值F的確定：根據(jù)平行四邊形定則作出F1和F2的合力F的圖示，求出合力的理論值F。c.在實驗誤差允許的范圍內，比較F′和F是否____________相等、____________相同。（3）實驗步驟a.在方木板上用圖釘固定一張白紙，如圖甲所示，用圖釘把橡皮條的一端固定在木板上A點，在橡皮條的另一端掛上輕質小圓環(huán)。b.用兩個彈簧測力計分別鉤住小圓環(huán)，互成角度地拉橡皮條，將小圓環(huán)拉到某位置O，用鉛c.用一個彈簧測力計拉橡皮條，將小圓環(huán)拉到同____________，記下彈簧測力計的讀數(shù)和拉d.如圖乙所示，利用刻度尺和三角板，按適當?shù)谋壤鞒鲇脙蓚€彈簧測力計拉時的拉力F1并畫出對角線F。e.比較F與F′的大小和方向，看它們在實驗誤差允許范圍內是否相同，從而驗證平行四邊形定則。（4）注意事項a.小圓環(huán)位置O點①定位O點時要力求準確；O點為小圓環(huán)圓心在白紙上的投影點。（若實驗器材沒有小圓環(huán)，則用繩子與橡皮筋的結點代替小圓環(huán)）②同一次實驗中橡皮條拉長后的O點必須位于____________。b.拉力①用彈簧測力計測拉力時要使拉力沿彈簧測力計軸線方向；②應使橡皮條、彈簧測力計和小圓環(huán)位于與紙面____________的同一平面內；③兩個分力F1、F2間的夾角θ不要太大或太小。F1、F2所拉的兩根細繩適當長一些，記錄細繩方向的兩點要盡量遠些。c.作圖①在同一次實驗中，選定的比例要相同；②嚴格按力的圖示要求和幾何作圖法作出平行四邊形，求出合力。（5）誤差分析a.彈簧測力計使用前沒調零會造成誤差。b.實驗時彈簧測力計的彈簧和外殼之間、指針