(高中物理)第2章力5力的合成作业含解析教科版必修1

力的合成
(时间：40分钟分值：100分)
(15分钟50分)
一、选择题(本题共6小题，每小题6分)
1．(多选)下列物理量在运算时遵循平行四边形定则的有( )
A．时间B．位移
C．速度D．加速度
BCD[矢量运算时遵循平行四边形定则，故选项A错误，B、C、D正确．]
2．下列关于合力的说法中正确的是 ( )
A．合力的性质与原来分力的性质相同
B．合力与原来的分力间的关系是等效替代关系
C．合力出现的同时可以出现一个分力
D．合力的作用效果与任一分力的作用效果相同
B[在力的合成中，合力并不是一个真实存在的力，因为找不到合力的施力物体．合力与分力的概念是建立在效果相同即所谓的等效的基础上的，因此，合力也就没有性质的问题，所以A错误．合力与分力之间的关系就是等效替代关系，合力与分力是不能同时出现的，B正确，C错误．合力的作用效果是和所有分力共同作用的效果相同，而不是与其中一个分力的作用效果相同，D错误．]
3．同时作用在某物体上的两个方向相反的力，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
A[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．]
4．有两个大小相等的力F1和F2，当它们的夹角为90°时，合力为F，则当它们的夹角为120°时，合力的大小为( )
A．2F B.
2 2 F
C.2F D．F
B[当夹角为90°时，F＝F21＋F22，所以F1＝F2＝
2
2
F.当夹角
为120°时，根据平行四边形定则，知合力与分力相等，所以F合＝
F 1＝22F .故B 正确，A 、C 、D 错误．] 5．如图为两个共点力的合力F 随两分力的夹角θ变化的图像，则这两个分力的大小分别为( )
A ．1 N 和4 N
B ．2 N 和3 N
C ．1 N 和5 N
D ．2 N 和4 N
B [由图像知，两力方向相同时，合力为5 N ，即F 1＋F 2＝5 N ；方向相反时，合力为1 N ，即F 1－F 2＝1 N ．故F 1＝3 N ，F 2＝2 N ，B 正确．]
6．有三个力，一个力是12 N ，一个力是6 N ，一个力是7 N ，则关于这三个力的合力，下列说法正确的是( )
A ．合力的最小值为1 N
B ．合力的最小值为0
C ．合力不可能为20 N
D ．合力可能为30 N
B [三个力方向相同时合力最大F max ＝25 N ，6 N 、7 N 两力的合力范围1 N≤F 合≤13 N，当合力F 合＝12 N ，且方向与第三个力相反时，三力的总合力为零，即三力的总合力范围是0≤F 总≤25 N，所以A 、
C 、
D 错，B 对．]
二、非选择题(14分)
7．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，风帆受侧向风力作用，风力大小F 1为100 N ，方向为东偏北
30°，为了使船受到的合力能沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉
船，绳子取向与船的航向垂直，求出风力和绳子拉力的合力大小及
绳子拉力F 2的大小．
[解析] 作出F 1与F 2的合力F ，如图所示．由几何知识可得合力大
小F ＝F 1cos 30°＝100×
32
N ＝50 3 N ，绳子的拉力大小F 2＝F 1sin 30°＝100×12
N ＝50 N. [答案] 50 3 N 50 N
(25分钟50分)
一、选择题(本题共4小题，每小题6分)
1．(多选)一物体同时受到同一平面内三个力的作用，下列几组力的合力可能为零的是( )
A．5 N、7 N、8 N B．5 N、2 N、3 N
C．1 N、5 N、10 N D．1 N、10 N、10 N
ABD[两分力合力的范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2.三个力的合力的求法是：先求两个力的合力，然后将这个合力与第三个力合成，得到总的合力．A选项中，前两个力的合力范围是2 N≤F′≤12 N，包含了8 N在内，当前两个力的合力大小正好为8 N，且与第三个力方向相反时，其总的合力为零，因此A选项正确．同理，B、D选项正确，C选项错误．] 2．如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成一个闭合的三角形，且三个力的大小关系是F1<F2<F3，则下列四个选项中，这三个力的合力最大的是( )
C[根据平行四边形定则可知，A项中三个力的合力为2F1，B项中三个力的合力为0，C 项中三个力的合力为2F3，D项中三个力的合力为2F2，由于三个力的大小关系是F1<F2<F3，所以C项合力最大．故C正确．]
3．互成90°角的两个共点力F1和F2大小不同，它们的合力大小为F，保持F1和F2方向不变的情况下( )
A．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍
B．F1、F2同时增加5 N，F也增加5 N
C．F1增加5 N，F2减少5 N，F一定不变
D．F1、F2中的一个减小，F不一定减小
A[F＝F21＋F22，当F1、F2同时增大一倍时，F合＝2F12＋2F22＝2F21＋F22＝2F，选项A正确；当F1、F2同时增加5 N时，F合′＝F1＋5 N2＋F2＋5 N2≠F＋5 N，选项B错误；当F1增加5 N，F2减少5 N时，F合″＝F1＋5 N2＋F2－5 N2＝F不一定成立，选项C错误；F1、F2中的一个减小，F一定减小，选项D错误．]
4．如图所示，AB是半圆的直径，O为圆心，P点是圆上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3.若F2的大小已知，则这三个力的合力为( )
A ．F 2
B ．2F 2
C ．3F 2
D ．4F 2
C [由几何知识知，力F 1与F 3垂直，以F 1、F 3为邻边作平
行四边形，如图所示，则F 1、F 3的合力为PC 代表的线段，由于PC ＝2PO ，即PC 代表的力等于2F 2，故三个力的合力为3F 2，C 正确．]
二、非选择题(本题共2小题，共26分)
5．(12分)如图所示，一辆汽车走钢丝横跨汩罗江，如果
汽车的总质量为2 000 kg ，两侧的钢索弯曲成150°夹角，求每条
钢索所受拉力的大小(钢索的质量可不计，cos 75°＝0.259，取g
＝10
N/kg)．(提示：钢索拉力的合力与重力等大反向)
[解析] 设一条钢索的拉力大小为F ，汽车两侧的钢索的合力与
汽车的总重力等大反向．作出一条钢索上拉力与其合力的平行四边形
为一菱形，如图所示，据几何知识可得 G
2＝2F cos 75°
所以拉力F ＝G 4cos 75°＝2 000×104×0.259
N≈19 305 N. [答案] 19 305 N
6．(14分)如图所示，在水平地面上放一质量为1.0 kg 的木块，木
块与地面间的动摩擦因数为0.6，在水平方向上对木块同时施加相互垂直
的两个拉力F 1、F 2，已知F 1＝3.0 N ，F 2＝4.0 N ，g 取10 N/kg ，则木块受
到的摩擦力为多大？若将F 2顺时针旋转90°，此时木块在水平方向上受
的合力为多大？(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
[解析] 由平行四边形定则可知，图中F 1与F 2的合力F ＝F 21＋F 2
2＝5.0 N ．若木块滑动，木块受到的滑动摩擦力大小为F ′＝μN ＝μmg ＝6.0 N ．由于F <F ′，故木块处于静止状态，木块与地面间的摩擦力为静摩擦力，大小与F 相等，即5.0 N ．当F 2顺时针旋转90°时，F 1与F 2方向相同．它们的合力为F 1＋F 2＝7.0 N>6.0 N ．此时木块运动，受滑动摩擦力作用，因此木块在水平方向上受的合力为1.0 N.
[答案] 5.0 N 1.0 N。