高中物理沪科版 (2019)必修 第一册3.5 怎样求合力课堂检测

【精选】3.5怎样求合力优选练习

一．填空题

1．质量为10Kg的木箱放在水平地面上，至少用40N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后，用35N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动。由此可知：木箱与地面的最大静摩擦力Fmax___________________ ;木箱与地面的动摩擦因数μ=__________  (g=10 m/s2)

2．如图所示，轻绳AD 跨过固定在水平横梁BC 右端的定滑轮并挂住一个质量为M=10kg 的物体，系统处于静止状态，∠ACB=30°；则轻杆BC 对C 端的支持力大小为_______N。（g=10m/s2）

3．作用于同一质点的三个力，大小分别为3N．4N．8N，它们的合力的最小值为　      　．

4．如图所示，（a）图中水平横梁AB的A端通过铰链连在墙上，横梁可绕A端上下转动，轻绳BC系在B端，并固定于墙上C点，B端挂质量为m的物体．（b）图中水平横梁的一端A插入墙内，另一端装有一滑轮，轻绳的一端固定在墙上，另一端跨过滑轮后挂质量也为m的物体．求：

（1）（a）图水平横梁对绳作用力的大小　   　，方向　      　；

（2）（b）图水平横梁对绳作用力的大小　         　，方向　               　；

（3）总结杆施加弹力方向什么时候沿杆，什么时候不一定沿杆　                   　．

5．如图所示，一木板B放在水平地面上，木块A放在木板B的上面，木块A的右端通过细线．轻质弹簧测力计固定在直立的墙壁上．用力F向左拉动木板B，使它向左运动，稳定后弹簧测力计示数为T，则此时木块A和木板B之间的摩擦力大小为　    　；通过此装置还能测量木块A和木板B之间的动摩擦因数，此时应先测出　          　，则动摩擦因数的表达式为　　     ．

6．如图所示，轻质弹簧的劲度系数k=5N/cm，用其拉着一个重为50N的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为3cm时，物体恰在水平面上做匀速直线运动，这时：

（1）物体与水平面间的滑动摩擦大小等于　    　 N，动摩擦因数为　    　，

（2）当弹簧的伸长量为4cm时，物体受到的水平拉力为　    　 N这时物体受到的摩擦力为　   　 N．

7．某同学提出了仅运用一个已知质量为m的钩码和一把米尺进行测量的方案。首先，他把钩码直接悬挂在这种棉线上，结果棉线没有断，而且没有发生明显伸长。然后该同学利用如图的装置，得出了该棉线能承受的最大拉力（细线两端点A．B始终位于同一水平线）。请你根据该同学已具有的上述器材，回答下列问题（已知重力加速度为g）：

（1）实验中需要测量的物理量是：_________________；

（2）棉线能承受的最大拉力F的表达式是：F＝_____________。

8．如图所示，用力F把铁块紧压在竖直墙上不动，当F增大时，铁块对墙的压力　   　；铁块受墙的摩擦力　     　；若撤去力F，当铁块沿着墙壁自由下落时，铁块受到的滑动摩擦力　    　．

9．在光滑墙壁上用网兜把足球挂在 A点，足球与墙壁的接触点为B。足球所受重力为G，悬绳与墙壁的夹角为α，网兜的质量不计，则悬绳对球的拉力大小为_______；若缩短网兜上的悬绳，球仍然保持静止，则球对墙壁的压力将___________（填“增大”或“减小”）。

10．如图，两个完全相同的光滑球A．B的质量均为m，放在竖直挡板和倾角为的斜面间，当两球都静止时，挡板对B球的弹力大小等于__________，B球对A球的弹力大小等于_____________-。

11．在弹簧秤下悬挂一重物，当重物静止时弹簧秤示数为19.6N，则重物的质量是　   　kg，重力是　     　N．

12．水平桌面上的木块在如图所示的两个力F1．F2共同作用下保持静止，其中F1=10N，F2=2N，则物体受到的摩擦力大小为　    　N；若撤去F1，保持F2不变，木块所受的合力为　   　N．

13．如图所示，用传送带在空地上堆小钢片，允许堆放的场地直径是20m，堆起的最大高度是2.5m，则可估测钢与钢之间动摩擦因数约为　      　．

14．三个共点力的大小分别为F1=5N，F2=10N，F3=20N，则它们的合力最大值　   　N，最小值　   　N，若F3=7N，则三力的最小值为　   　N．

15．
大小分别为5N和8N的两个力，它们之间的夹角可以变化，那么这两个力的合力的最大值为______________N，最小值为_______________N。

16．如图所示，重30N的箱子静止在斜面上，按照重力作用的实际效果，可以将重力沿______________ 方向和______________方向进行分解，两个力分别用F1．F2表示，请用作图法将重力G沿上述方向进行分解。求得： F1=____________N;F2=____________N.

17．如图所示，重力G＝50N的物体静止在斜面上，斜面的倾角？＝37o，斜面对物体的静摩擦力为___________N。若斜面的倾角减小，斜面对物体的静摩擦力将___________（填“增大”或“减小”）（sin37o＝0.6，cos37o＝0.8）。

18．如图所示，木匠用斧子劈木材时，采用A．B两种方式的哪一种更容易劈开木材：______________，斧子劈在木材中间时（位置C），斧子的M．N两面哪个面受到的压力大：______________.

参考答案与试题解析

1．【答案】    (1). 40N    (2). 0.35

【解析】由题，至少要用40N的水平推力，才能使它从原地开始运动，则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力，所以木箱与地板间的最大静摩擦力为40N．用35N的水平推力，使木箱继续做匀速运动，则由平衡条件得到，木箱受到的滑动摩擦力f=35N，木箱对地面的压力大小等于重力，即N=G=100N，所以动摩擦因数为.

点睛：研究摩擦力时，首先要根据物体的状态确定是滑动摩擦还是静摩擦，静摩擦根据平衡条件求解，滑动摩擦可以根据平衡条件，也可以根据摩擦力公式求解．

2．【答案】100N

【解析】物体处于平衡状态,根据平衡条件可判断,与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力.取C点为研究对象,进行受力分析如图所示.

图中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体,物体处于平衡状态,

由图可知：则轻杆BC 对C 端的支持力大小为：

综上所述本题答案是：

3．【答案】1N．

【解析】【考点】合力的大小与分力间夹角的关系

【分析】当这三个共点力的方向都相同的时候，合力最大，

当其中任何两个力的合力与第三个力大小相等方向相反的时候，合力才为零．

【解答】解：3N和4N和合力的范围是1N≤F≤7N，8N不在这个范围内，

所以合力的大小可以不为零，所以合力的最小值为1N．

故答案为：1N．

【点评】求三个力的合力的时候，一定能要注意三个力的合力有可能为零的情况．

4．【答案】（1）mg，与水平夹角30° 斜向左下；（2）mg，与水平夹角30° 斜向右上（3）带铰链的杆弹力沿杆，不带铰链的杆不一定沿杆

【解析】【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．

【分析】图a中对点B受力分析，根据平衡条件列式求解水平横梁的弹力；图b中对滑轮受力分析，根据共点力平衡条件列式求解水平横梁的弹力．

【解答】解：（1，2）对图a中B点和图b中的滑轮分别受力分析，如图所示：

根据共点力平衡条件，结合几何关系对a图有：N1=mg，方向水平向右；

对b图：N2=mg 方向与水平夹角30° 斜向右上；

（3）由以上的两图可知，带铰链的杆弹力沿杆，不带铰链的杆不一定沿杆．

故答案为：（1）mg，与水平夹角30° 斜向左下；（2）mg，与水平夹角30° 斜向右上（3）带铰链的杆弹力沿杆，不带铰链的杆不一定沿杆

5．【答案】T；  木块A的重力G；μ=．

【解析】【考点】探究影响摩擦力的大小的因素

【分析】本题通过对于摩擦力的有关概念和规律的认识，来考查对于概念和规律的理解能力和推理能力．木块虽然处于静止，但木块和长木板间有相对运动，木块与长木板间的摩擦力是滑动摩擦力．木块处所受的滑动摩擦力跟弹簧秤的拉力相平衡，滑动摩擦力等于T．再根据滑动摩擦力公式即可求得动摩擦因数的表达式．

【解答】解：对A分析可知，A水平方向受摩擦力和测力计的拉力，则由平衡条件可知，摩擦力大小f=T；

对A分析可知，A对B的压力为G，则根据滑动摩擦力公式可知：f=μG，故为了求出动摩擦因数，需要测出木块A的重力；

故答案为：T；  木块A的重力G；μ=．

【点评】本题考查了平衡力的辨别以及摩擦力的计算，要求能根据影响滑动摩擦力的大小因素分析摩擦力的大小变化是解决本题的关键．

6．【答案】（1）15，0.3；（2）20，15

【解析】【考点】摩擦力的判断与计算

【分析】（1）物体受拉力．重力．支持力和摩擦力，根据胡克定律求解拉力，根据平衡条件求解摩擦力，根据滑动摩擦定律求解动摩擦因数；

（2）当弹簧的伸长量为4cm时，根据胡克定律求解拉力，根据滑动摩擦力的计算公式即可求解摩擦力．

【解答】解：（1）根据胡克定律，拉力：F=kx=5N/cm×3cm=15N；

根据平衡条件，摩擦力f=F=15N，支持力N=G=50N，

故动摩擦因数μ===0.3；

（2）当弹簧的伸长量为4cm时，拉力F=kx=5N/cm×4cm=20N；

滑动摩擦力f=μN=0.3×50N=15N；

故答案为：（1）15，0.3；（2）20，15

【点评】本题关键是明确物体的受力情况和运动情况，明确滑动摩擦力公式，再根据平衡条件．胡克定律进行列式求解即可．

7．【答案】    (1). 细线恰断裂瞬间A．B之间的距离，细线长L    (2).

【解析】根据共点力平衡得棉纱线上最大承受的拉力在竖直方向合力和钩码重力相等，

根据几何关系得：

根据三角函数关系得：

所以实验中需要测量的物理量是细线恰断裂瞬间A．B之间的距离，细线长L，棉线能承受的最大拉力F的表达式是

【点睛】根据共点力平衡得棉纱线上最大承受的拉力在竖直方向合力和钩码重力相等，根据三角函数关系求出最大拉力。

8．【答案】增大；不变；为零

【解析】【考点】摩擦力的判断与计算．

【分析】当重力小于最大静摩擦力时，物体处于静止，摩擦力大小等于外力大小；当重力大于最大静摩擦力时，物体处于滑动，则摩擦力等于动摩擦力因数与正压力的乘积．

【解答】解：用水平力F压铁块于竖直墙壁上不动，设铁块对墙壁的压力为N，对铁块的摩擦力为f，当F增大时铁块对墙的压力增大．而铁块的摩擦力是由铁块的重力引起的，所以摩擦力不变．由于铁块处于静止状态，摩擦力大小等于重力，所以所受的摩擦力不变．

若撤去力F，当铁块沿着墙壁自由下落时，铁块与竖直墙壁间无弹力，因此不受摩擦力，

故答案为：增大；不变；为零．

9．【答案】    (1).      (2). 增大

【解析】对球进行力分析，如图：

10．【答案】    (1).     (2).

【解析】以A为研究对象，受力如图

根据平衡条件： ，故B球对A球的弹力大小等于；

以AB为整体，对其受力分析如图：

根据平衡条件： ，故B球对A球的弹力大小等于；

【点睛】以A为研究对象受力分析，根据平衡条件求B对A的弹力大小，以AB为研究对象受力分析，根据平衡条件列方程求挡板对B的弹力大小。

11．【答案】2，19.6

【解析】【考点】重力．

【分析】根据共点力平衡的条件即可判断出物体的重力，由G=mg即可求出物体的质量．

【解答】解：重物静止时弹簧秤示数为19.6N，说明物体受到的弹簧秤的拉力也是19.6N．物体处于静止状态，所以物体受到的弹簧秤的拉力与物体的重力大小相等，所以物体的重力也是19.6N，物体的质量：m=kg

故答案为：2，19.6

12．【答案】8，0

【解析】【考点】共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算．

【分析】对物体进行受力分析，由力的合成可得出静摩擦力的大小；撤去拉力后，根据另一拉力与摩擦力的关系判断物体是否静止，则可求出木块受到的合力．

【解答】解：木块开始在水平方向受三个力而平衡，则有：

f=F1﹣F2=10﹣2=8N；

物体处于静止状态，则说明物体受到的最大静摩擦力大于等于8N；

撤去F1后，外力为2N，小于8N，故物体仍能处于平衡，故合力一定是零；

故答案为：8，0

【点评】本题是初学摩擦力的同学易错的一个题目，解答本题应准确理解静摩擦力的定义，并能根据受力分析得出力之间的关系．

13．【答案】0.25

【解析】【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力

【分析】当小钢片堆起的高度最大时，落在堆子上最外侧钢片静摩擦力达到最大，由平衡条件和最大静摩擦力公式求出斜坡的倾角，再由几何知识得到钢与钢之间动摩擦因数．

【解答】解：设堆起的最大高度是H，最大坡角为α，直径为D，此时对于再落在堆上的钢片来说，静摩擦力恰好达到最大，则由平衡条件有：

mgsinα=fm，

又fm=μmgcosα，

可得：tanα=μ

则有：μ==0.25；

故答案为：0.25．

【点评】解决本题的关键要掌握物体刚要滑动时的临界条件：静摩擦力达到最大，建立物理模型，理清思路，由平衡条件解答．

14．【答案】35，5，0

【解析】【考点】力的合成．

【分析】大小分别为5N．10N和20N的三个力，合力的最大值等于三个力之和．若三个力能平衡，合力的最小值为零．

【解答】解：当三个力同向时，合力最大，为35N；

5N的力与10N的力合力的最大值为15N，所以，它们的和与F3=20N的力的合力的最小值是它们的差，等于20N﹣15N=5N；

5N的力与10N的力合力的最小值为5N，最大值为15N，所以，它们的和与F3=7N的力的合力的最小值是0．

故答案为：35，5，0．

15．【答案】13;3;

【解析】

【详解】

当5N．8N的两个力的方向相同时，合力最大，最大值等于两个力之和，即为13N，当5N．8N的两个力的方向相反时，合力最小，最小值等于两个力之差，即为3N；

故答案为：13N，3N。

16．【答案】    (1). 垂直木板方向    (2). 平行木板方向    (3).     (4).

【解析】按照重力作用的实际效果,可以将重力沿垂直木板方向和平行木板方向进行分解如图：

木板上物体的重力,按效果分解的力图如图。

根据数学知识可知：

F1=Gsinθ=15N，

F2=Gcosθ=26N.

点睛：斜面上物体的重力，按效果分解为为平行于斜面使物体下滑的分力F1和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2，作出力的分解图，由数学知识求出两个分力的大小．

17．【答案】    (1). 30；    (2). 减小。

【解析】物体静止根据平衡条件可得：，若斜面的倾角减小，斜面对物体的静摩擦力将减小。

18．【答案】A  M

【解析】答案： A  M
将竖直向下的力F分解为垂直N面的力F 1 和垂直M面的力F 2 ，由三角关系可知，F 2 大于F 1 ，即作用于M面上的力大于作用于N面上的力.A对左方木材有较大的力，故A种方式更容易劈开木材.（如下图）