物理必修 第一册第1节 科学探究:力的合成精品测试题

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第1节 科学探究:力的合成


课后篇巩固提升


基础巩固


1.关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系,下列说法中正确的是( )


A.F大小随F1、F2间夹角的增大而增大


B.F大小随F1、F2间夹角的增大而减小


C.F大小一定小于F1、F2中较大者


D.F大小不能小于F1、F2中较小者


解析合力随两分力间夹角的增大而减小,合力大小的范围为|F1-F2|≤F≤F1+F2,例如,当F1=5 N、F2=6 N时,1 N≤F≤11 N,F可以比F1、F2中的较小者小,也可以比F1、F2中的较大者大,故只有选项B正确。


答案B


2.有三个大小分别为3 N、4 N和5 N的共点力,它们合力的大小不可能是( )


A.0B.3 NC.5 ND.13 N


解析三个力方向相同时合力最大,大小为12 N,3 N、4 N 的合力的范围是1 N≤F≤7 N,所以当3 N、4 N的合力为5 N,与第三个力大小相等、方向相反的时候,此时的合力为零,选项A、B、C可能,选项D不可能。


答案D


3.如图所示,F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形,这三个力的合力最大的是( )





解析由矢量合成法则可知,A图的合力为2F3,B图的合力为0,C图的合力为2F2,D图的合力为2F3,因F2为直角三角形的斜边,故这三个力的合力最大的为C图。


答案C


4.(多选)如图所示,水平横梁一端插在墙壁内,另一端装有光滑的小滑轮。一轻绳的一端固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=8 kg的重物,∠CBA=30°,g取10 N/kg,则下列说法正确的是( )





A.BC段绳子的拉力为80 N


B.BC段绳子的拉力大于80 N


C.滑轮受到绳子的作用力方向为水平向左


D.滑轮受到绳子的作用力大小为80 N


解析因同一根绳张力处处相等,故BC、BD段绳子的拉力F1=F2=G=mg=80 N,选项A正确;滑轮受到绳子的作用力为F1和F2的合力,由于F1=F2且夹角为120°,所以合力F=80 N,方向沿F1、F2夹角的平分线,即斜向左下方,与BD成60°,选项D正确。


答案AD


5.





设有三个力同时作用在质点P上,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线,如图所示,这三个力中最小的力的大小为F,则这三个力的合力等于( )


A.3FB.4FC.5FD.6F


解析由几何关系得F3=2F,又F1、F2夹角为120°,大小均为F,故其合力大小为F,方向与F3相同,因此三个力的合力大小为3F。A正确。


答案A


能力提升


1.同时作用在某物体上的两个方向相反的共点力,大小分别为6 N和8 N,当8 N的力逐渐减小到零的过程中,两力合力的大小( )


A.先减小后增大B.先增大后减小


C.逐渐增大D.逐渐减小


解析当8 N的力减小到6 N时,两个力的合力最小为0,若再减小,两力的合力又将逐渐增大,两力的合力最大为6 N,故A正确。


答案A


2.(多选)若两个力F1、F2的夹角为α(90°<α<180°),且α保持不变,则( )


A.一个力增大,合力一定增大


B.两个力都增大,合力一定增大


C.两个力都增大,合力可能减小


D.两个力都增大,合力可能不变





解析如图所示:保持F1与F1和F2的夹角α不变,当F2增至F2'时,F1和F2的合力F变为F',由图像可知F>F',即两分力中一个力增大,合力不一定增大。同理可分析出:两个力都增大,合力可能增大,可能减小,也可能不变,故C、D两项正确。


答案CD


3.如图所示,一条小船在河中心向正东方向行驶,船上挂起一风帆,帆受侧向风作用,风力大小F1为100 N,方向为东偏南30°,为了使船受到的合力恰能沿正东方向,岸上一人用一根绳子拉船,绳子取向与河岸垂直,求风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小。





解析如图所示,以F1、F2为邻边作平行四边形,使合力F沿正东方向,则F=F1cs 30°=100× N=50 N





F2=F1sin 30°=100× N=50 N。


答案50 N 50 N