2014-2015高一物理人教版必修1课后强化作业：3-4《力的合成》

第三章 4
基础夯实
一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．关于共点力，下列说法中不正确的是()
A．作用在一个物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，这两个力是共点力
B．作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力
C．作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力
D．作用在一个物体上的几个力，如果它们力的作用线汇交于同一点，则这几个力是共点力
2．某同学在单杠上做引体向上，在下列选项中双臂用力最小的是()
3．两个共点力同向时合力为a，反向时合力为b，当两个力垂直时合力大小为()
A．a2＋b2B．(a2＋b2)/2
C.a＋b
D.(a＋b)/2
4．(日照市2013～2014学年高一上学期期中)物体同时受到同一平面内三个共点力的作用，下列几组力的合力可能为零的是()
A．1N、6N、8N B．3N、6N、4N
C．1N、2N、10N D．5N、5N、5N
5．某研究性学习小组为颈椎病人设计了一个牵引装置：如图，一根绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端挂着相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验)，整个装置在同一竖直平面内。

如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是()
A．只增加绳的长度B．只增加重物的重量
C．只将手指向下移动D．只将手指向上移动
二、非选择题
6．将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，两根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计，当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如下图所示，这时弹簧测力计的读数可从图中读出。

(1)由图中可读得两个相互垂直的拉力大小分别是________ N和________ N。

(只需读到0.1 N)
(2)在本题的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。

7．如图所示，一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演，如果钢索所承受的最大拉力是2000N，演
员和独轮车的总质量为80kg，独轮车两侧的钢索最大成150°夹角，钢索能安全使用吗？(cos75°＝0.259，g 取10N/kg)
能力提升
一、选择题(1、2题为单选题，3题为多选题)
1．两个共点力F1和F2的大小不变，它们的合力F跟两力F1、F2之间的夹角θ的关系如图所示，则合力F大小的范围是()
A．0～1N B．1N～3N
C．1N～5N D．1N～7N
2．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．3F B．4F
C．5F D．6F
3．两个共点力的合力为F，如果它们之间的夹角θ固定不变，使其中一个力增大，则()
A．合力F一定增大
B．合力F的大小可能不变
C．合力F可能增大，也可能减小
D．当0°<θ<90°时，合力F可能减小
二、非选择题
4．(泰州市姜堰区2013～2014学年高一上学期期末)“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示。

(1)图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO的方向的是力________。

(2)本实验采用的主要科学方法是()
A．理想实验法B．等效代替法
C．控制变量法D．建立物理模型法
(3)实验中可减小误差的措施是()
A．两个分力F1、F2的大小要越大越好
B．两个分力F1、F2间的夹角应越大越好
C．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D．AO间距离要适当，将橡皮筋拉至结点O时，拉力要适当大些
5．有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力F1、F2和F3，回答下列问题：
(1)改变钩码个数，实验能完成的是()
A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4
B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4
C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4
D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5
(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是()
A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C．用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．用天平测出钩码的质量
(3)在作图时，你认为图中________是正确的。

(填“甲”或“乙”)
6．如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风作用，风力大小为100N，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的大小。

答案：A
解析：作用在一个物体上的两个力，大小相等、方向相反，可以在一条直线上，此时既是一对平衡力，又是共点力，也可以不在同一条直线上，这时既不是平衡力，也不是共点力，A错，B，C，D正确。

但本题是判断不正确的，选A。

答案：B
解析：两手臂的拉力之合等于重力，双臂夹角越大，手臂承受的拉力越大，B正确。

答案：B
解析：假设两个力分别为F1，F2，则：
同向时：F1＋F2＝a，①
反向时：F1－F2＝b，②
当两力垂直时：F＝F21＋F22，③
由①②得：F1＝(a＋b)/2，F2＝(a－b)/2，
代入③得：F＝(a2＋b2)/2。

B正确。

答案：BD
解析：求其中某个力介于另两个力合力范围里，而且合力范围里两力大小的和与差之间，只有B、D 正确。

答案：BC
解析：当θ不变时，要增大合力需增大分力即增加重物的重量，B正确，当重物的重量不变时，要增大合力，需减小θ角即将手指下移，C正确。

答案：(1)由图读出水平测力计示数为4.0 N，竖直测力计示数为2.5 N
(2)作图如下图所示
答案：能
解析：对钢索上与车轮接触的点受力分析，如图所示。

其中F T1、F T2为两侧钢索对O 点的拉力，且F T1＝F T2，F N 为O 点受到的独轮车的压力，F T1和F T2合力F T 的大小与F N 大小相等，F N 在数值上等于人和车的重力G 。

由几何关系得2F T1cos75°＝G ，所以F T1
＝G
2cos75°＝80×102×0.259N ≈1544N ，即F T1<2000N ，钢索能安全使用。

答案：D
解析：由图象可得：θ＝π时，|F 1－F 2|＝1N ；θ＝0.5π时，F 21＋F 2
2＝5N ，解得F 1＝3N ，F 2＝4N ，故合力F 的范围是1N ≤F ≤7N 。

故D 正确。

答案：A
解析：由图中几何关系，F 3＝F cos60°＋F ＋F cos60°＝2F ，而F 1与F 2的夹角为120°，其大小均为F ，故F 1、F 2合力大小为F ，且沿F 3方向，因此F 1、F 2、F 3的合力大小为3F 。

故选项A 正确。

答案：BC
解析：设两共点力F a 、F b 之间的夹角θ为钝角，由下图所示的平行四边形可知，当F a 逐渐增大为F a 1、F a 2、F a 3时，其合力由原来的F 1变为F 2、F 3、F 4，它们可能小于F 1、可能等于F 1，也可能大于F 1，所以A 项错，B 、C 两项正确。

同理知，当0°<θ<90°时，则随着其中的一个力增大，合力一定也增大，D 项错。

答案：(1)F ′ (2)B (3)CD
解析：(1)用一个弹簧秤拉橡皮筋时，拉力的方向沿AO 方向即F ′，而F 是F 1、F 2合力的理论值，与实际值间存在误差，所以不一定沿AO 方向；
(2)本实验利用了一个力作用的效果与两个力共同作用的效果相同即等效替代的科学方法； (3)在本实验中两个分力F 1、F 2的大小及两个分力F 1、F 2间夹角适当大些就好，不是越大越好，所以A 、B 错误；作图时，是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有较大差别，故应使各力尽量与木板面平行，所以C 正确；力大些，测量误差就小了，故D 正确。

答案：(1)BCD (2)A (3)甲
解析：(1)实验中的分力与合力的关系必须满足： |F 1－F 2|<F 3<F 1＋F 2，因此B 、C 、D 选项是可以的。

(2)A (3)甲 实验中F 3是竖直向下的。

答案：503N 50N
解析：如图所示，以F 1、F 2为邻边作平行四边形，使合力F 沿正东方向，则
F ＝F 1cos30°＝100×3
2N ＝503N
F 2＝F 1sin30°＝100×1
2
N ＝50N。