力的合成实验含习题及答案
(完整版)力的合成与分解练习及答案
.选择题(本题包括8小题,每小题4分,共32分。
每小题给出的四个选项中, 只有一个选项是正确的)1.用手握瓶子,瓶子静止在手中,下列说法正确的是()A.手对瓶子的压力恰好等于瓶子所受的重力B.手对瓶子的摩擦力等于瓶子所受的重力C.手握得越紧,手对瓶子的摩擦力越大D.手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力2.—物体受绳的拉力作用由静止开始运动,先做加速运动,后做匀速运动,再做减速运动,则下列说法中正确的是()A.加速运动时,绳拉物体的力大于物体拉绳的力B.减速运动时,绳拉物体的力小于物体拉绳的力C.只有匀速运动时,绳拉物体的力才与物体拉绳的力大小相等D.不管物体如何运动,绳拉物体的力与物体拉绳的力大小总相等3.如图1,一把正常使用的自动雨伞,关于其中弹簧的状态,正确的说法是()(A)无论雨伞收起或打开,弹簧都受到压力。
(B)无论雨伞收起或打开,弹簧都受到拉力。
弹(C)雨伞打开时,弹簧受到压力;雨伞收起时,弹簧受到拉力。
(D)雨伞打开时,弹簧受到拉力;雨伞收起时,弹簧受到压力。
4•在机场和海港,常用输送带运送旅客和行李、货物。
如图2所示,a为水平输送带,b为倾斜输送带。
当行李箱随输送带一起匀速运动时,下列几种判断中正确的是()A.a、b两种情形中的行李箱都受到两个力作用B.a、b两种情形中的行李箱都受到三个力作用C.情形a中的行李箱受到两个力作用,情形b中的行李箱受到三个力作用D•情形a中的行李箱受到三个力作用,情形b中的行李箱受到四个力作用5.如图3所示,物体与水平面间的滑动摩擦力大小为20N,在向右运动的过程中,还受到一个方向向左的大小为15N的拉力作用,则物体受到的合力为()A.5N,向右B.5N,向左C.35N,向右D.35N,向左图36.如图4所示,在竖直光滑墙上用细线悬挂一重为G的小球,悬线与竖直方向0角,将重力G沿细线方向和垂直于墙的方向分解为Fi和F2,则它们的大小应为:()A.F=Gcos0,F=Gtan012B.F=Gcos0,F=Gsin012C.F=G/cos0,F=Gsin012D.F=G/cos0,F=Gtan012图图57.用如图8.如图6所示,小明要在客厅里挂一幅质量为1.0kg的画(含画框),画框背面有两个相距1.0m、位置固定的挂钩,他将轻质细绳两端分别固定在两个挂钩上,把画对称地挂在竖直墙壁的光滑钉子上,挂好后整条细绳呈绷紧状态。
力的合成和分解(含答案)
力的合成答案:BCD答案:AC(点拨:只有同一物体所受的力才可合成,合力是对原来各个力的等效替换,不同性质的力也可合成)答案:D(点拨:两共点力F 1、F 2的合力的可能值F 满足|F 1-F 2|≤F≤F 1+F 2)答案:C答案:B答案:ABD答案:A答案:D(点拨:AO 和BO 两绳张力的合力与所悬挂的物体的重力相平衡,而物体的重力是不变的)答案:BD答案:2;与F1的方向相反答案:)N (2.423≈;135°(点拨:设想撤去F 1,再在与原F 1垂直的方向上加上F 1)答案:6F;与大小为5F 的那个力方向相同(点拨:先将方向相反的两个力合成,然后再合成)答案:作图略(点拨:两绳子的张力的合力与物体的重力平衡,两张力的合力大小为10N,方向竖直向上)T AC 约为8.7N;T BC 约为5.0N答案:解:橡皮绳上端分别在A 、B 处时,每根绳中张力了25G 21T ===,移至A′、B′后,由于橡皮绳的形变量与原来相同,每根绳中张力大小仍为25N,但这时两力夹角为120°,其合力大小为25N,所以后来所挂物体的重量应是G′=25N答案:解:当F′垂直于OO′时F′最小,见右图.F′=F·sinθ=10×sin37°N=10×0.6N=6NF 合=F·cosθ=10×cos37°N=10×0.8N=8N力的分解答案:A答案:ABC答案:BD答案:CD(点拨:用分力来替代原来的力,其作用效果相同.力分解时不改变力的性质,不转移受力物体,题中F 2应仍是斜面上的物体所受,F 2是使得物体压紧斜面的力)答案:A答案:B答案:C(点拨:F 2与重力方向相反,但大小一定小于物体的重力,因为物体受摩擦力作用,一定存在正压力)答案:D答案:拉;压答案:θcos G ;Gtanθ答案:222g m 4F sF -⨯答案:mg+Fsinθ;μ(mg+Fsinθ)(点拨:木箱受的摩擦力不等于F·cosθ,因为木箱不一定是匀速运动)答案:将m 对O 点的拉力(大小为mg)分解为使O 拉紧AO 绳的力T A 和拉紧OB 绳的力T B ,T A 与AO 绳对O 的拉力相平衡,T B 与BO 绳对O 的拉力相平衡,由力的分解图看出T A 最大,说明当悬挂物重量增加时AO 绳首先达到最大能承受的张力100N.所以重物的最大重量G=mg=T A ×cos60θ=100×0.5N=50N答案:将小球所受的重力mg 分解为G 1和G 2,G 1与F 相平衡,G 2与绳对球的拉力相平衡.由于G 2的方向一定,所以当G 1与G 2垂直时G 1有最小值:G 1=mgsinθ,由此可得F 的最小值F=G 1=mgsinθ,方向垂直于绳子向上单元训练卷(2)答案:C答案:A答案:C(点拨:N 与F 的合力必与物体的重力G 大小相等,方向相反)答案:C(点拨:将F 1、F 2、F 4、F 5分解到F 3方向上,分解到与F 3垂直方向的各分量相互抵消)答案:C答案:A答案:B答案:B答案:C(点拨:平衡时∠ACB=∠BCD)答案:135°;6.524≈答案:6;8(点拨:两力夹角为180°时,F 1-F 2=2;夹角为90°或270°时,22212F F 10+=)答案:120;120答案:将A 物体所受的重力分解为沿斜面向下的分力G A1和垂直斜面向下的G A2,则G A1=Mgsin30°=2×10×0.5N=10N,它与绳子对A 物的拉力T 平衡,所以T=G A1=10N,对于物体B:绳子拉力T 与重力G B =mg 平衡,因此G B =T=10N,m=1kg.答案:设小虫所能爬到的最高点为P,小虫在P 点受三个力:重力、碗对它的弹力和最大静摩擦力(如图所示),将重力G 分解为G 1=G×cosα,G 2=G×sinα,则有:G×cosα=N,G×sinα=f m ,而,f m =μN,解得tanα=μ=0.25小虫离碗底的高度()03R .0171741R cos 1R h ≈⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=α。
沪科版物理八年级全一册7.2《力的合成》习题(有答案)
第2节力的合成一、选择题1.有关合力概念错误的是()A.合力是从力的作用效果上考虑的B.合力的大小总比分力大C.合力的大小可以小于任何一个分力D.考虑合力时就不用再考虑各分力了2.如图是小群同学在课间活动时踢毽子的情景,以下对毽子上下飞舞时所受合力的分析正确的是()A.上升过程合力方向向上B.到达最高点时处于静止状态,合力为零C.下落过程合力越来越大D.上升过程合力大于下落过程合力3.竖直向上抛出重力为G的小球。
小球在运动中受到的阻力总是跟运动方向相反,大小为f。
则在上升过程中小球所受的合力F的大小为()合A.fB.GC.G+fD.G-f4.F1和F2是同一直线上的两个力,它们的合力大小为30N,方向向左,已知F2的大小为40N,关于F1的下列说法正确的是()A.大小一定是70NB.大小一定是10NC.方向一定向右D.F1的方向可能向左也可能向右5.如图甲所示,物体A始终只受同一直线上的两个力F1、F2的作用,F1、F2的大小随时间的变化如图乙所示,则下列分析正确的是()A.在t1时间内,物体所受的合力先变大后变小,合力的方向始终与F2相同B.在t1时间内,物体所受的合力先变小后变大,合力的方向始终与F2相同C.在t1时间内,物体所受的合力先变大后变小,合力的方向始终与F2相反D.在t1时间内,物体所受的合力先变小后变大,合力的方向始终与F2相反二、填空题6.利用如图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时,首先将弹簧的B端固定,再用两个弹簧测力计同时作用在弹簧的A端并沿相同方向拉弹簧的A端,使A端到达某一点O,并记录下该点的位置及两个拉力F1、F2的大小与方向。
接着用一个弹簧测力计拉弹簧A端,仍将弹簧的A端拉伸到O点,记下此时拉力F的大小与方向。
实验中两次将弹簧A端都拉伸到同点O的目的是使两次力的_________相同。
这样力F就为F1和F2的_________。
7.某同学在超市购物时,用10N的水平力推着购物车在水平地面上向右做匀速直线运动,突然他发现前面有位老人,于是马上用15N的水平力向左拉小车,使小车减速,在减速运动过程中,小车所受的合力为_________,方向__________。
力的合成与分解参考答案
参考答案:1.(1)BD(2)C(3)7N【详解】(1)A .记录拉力方向时,在细线上离O 点适当远处找一点,该点与O 点的连线就是拉力的方向。
故A 错误;B .测量时,弹簧秤外壳与木板之间可以存在摩擦,不影响测量。
故B 错误;C .测量时,橡皮筋不一定与两细线夹角的平分线在同一直线上。
故C 错误;D .拉橡皮筋时,弹簧秤、橡皮筋、细绳应靠近木板且与木板面平行,保证力的四边形在同一平面内,可以减小误差。
故D 正确。
故选BD 。
(2)AD .根据二力平衡条件,F '一定与橡皮筋在同一条直线上。
故AD 错误; BC .F 是根据平行四边形得到的合力,F 一定是平行四边形的对角线。
故C 正确;B 错误。
故选C 。
(3)根据图像得222125F F +=,121F F -=解得14N F =,23N F =合力的最大值为max 127N F F F =+=2. CD/DC 3.6 6.0 D【详解】[1] A .拉橡皮条的细绳要稍长一些,这样描出两点画出拉力方向时更准确,故A 错误;B .两个细绳间的夹角大小适当,在作图时有利于减小误差即可,并非越大或越小越好,故B 错误;C .两个弹簧秤的示数大小要适当大些,可以减小偶然误差,故C 正确;D .为了减小实验中摩擦对测量结果的影响,拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板,同时读数时注意视线要正对弹簧刻度,故D 正确。
故选CD。
[2] 根据弹簧秤的读数方法可知,弹簧秤的示数为3.6N。
[3]由于重物M的重力竖直向下,测力计B的拉力水平向左,由力的合成可知,测力计A 示数约为A 6.0NF==[4] 对O点受力分析,OA、OB、OC分别表示三个力的大小,因为三共点力处于平衡,所以三个力的大小构成一个力的三角形。
满足任意两力之和大于第三个力,即任意两细绳中的钩码个数之和大于另外一个细绳上钩码的个数。
经计算可知,A、B、C三项中数据均满足条件,D项数据不满足条件。
高一物理力的合成试题答案及解析
高一物理力的合成试题答案及解析1.有两个共点力,F1=2 N,F2=4 N,它们合力F的大小可能是()A.1 N B.5 N C.7 N D.9 N 【答案】B【解析】由|F1-F1|≤F≤|F1+F2|知,B选项正确.2.如图所示,一个物体受到1N、2N、3N、4N四个力作用而处于平衡.现保持1N、3N、4N三个力的方向和大小不变,而将2N的力绕O点旋转,此时作用在物体上的合力大小为()A.B.C.D.【答案】A【解析】由题意可知,四力的合力为零,则可知1N、3N、4N三个力的合力与2N的力大小相等方向相反;则2N的力绕O点旋转60°,其他三力的合力不变,那么现在变为2N的两个力,其夹角成120°,因此这两个力的合力大小为2N,故A正确,BCD错误。
【考点】本题考查共点平衡条件、力的合成。
3.重50N的物体放在水平地面上,今用30N的竖直向上的力提物体,则物体所受的合力为()A.20N,向下B.50N,向上C.30N,向下D.0【答案】D【解析】物体受到的拉力小于重力,所以物体还是静止不动,处于平衡状态,故合力为零,D正确【考点】考查了力的合成4.在双人花样滑冰比赛中,有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面,质量为m的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角为θ,转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r,重力加速度为g,求:(1)该女运动员受到拉力的大小.(2)该女运动员做圆锥摆运动的周期.【答案】(1) ;(2) 2π。
【解析】取女运动员为研究对象,她受重力和拉力的作用,其合力提供向心力,方向水平向右指向圆心,其受力分析如图所示.(1)由力的合成,解直角三角形可得女运动员受到拉力F的大小为F=(2)女运动员做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可得=Fn=mr解之可得女运动员做圆锥摆运动的周期为T=2π。
【考点】力的合成,牛顿第二定律,向心力与向心加速度。
力的合成 (含答案)
1、如图所示,水平地面上固定着一根竖直立柱,某人用绳子通过柱顶的定滑轮将100 N的货物拉住。
已知人拉着绳子的一端,且该绳端与水平方向夹角为30°,不计滑轮处的摩擦,则柱顶所受绳子的压力大小为多少牛?2、一物体受两共点力作用,F1大小40N方向正东,F2大小30N方向正北,请分别用作图法和计算法求合力.3、甲、乙两人用绳子拉船,使船沿OO′方向航行,甲用1000 N的力拉绳子,方向如图(a)所示,要使船沿OO′方向行驶,乙的拉力至少应多大?方向如何?4、如下图所示,水平电线AB对电线杆的拉力是300 N,斜牵引索BC对电线杆的拉力是500 N,这时电线杆正好和水平地面垂直.如果电线杆自重800 N,那么电线杆对地面的压力是多大?5、两个共点力F1和F2的大小不变,它们的合力F与两个力F1与F2之间的夹角θ的关系如下图所示,则合力F大小的变化范围是多少?6、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F1,F2,已知F1=3.0 N,F2=4.0 N,g取10 N/kg,则木块受到的摩擦力为多少?若将F2顺时针转90°,此时木块在水平方向上受的合力大小为多少?7、如右图所示(俯视图),在水平地面上放一质量为1 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F1、F2,已知F1=3 N,F2=4 N,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 N/kg,则:(1)木块受到的摩擦力为多少?(2)若将F2顺时针转90°,此时木块受的合力大小为多少?8、如图所示,水平电线AB对电线杆的拉力是300 N,斜牵引索BC对电线杆的拉力是500 N,这时电线杆正好和水平地面垂直.如果电线杆自重800 N,那么电线杆对地面的压力是多大?9、如图所示,一辆汽车走钢丝横跨尼罗河,如果汽车的总质量为2 000kg,两侧的钢索均弯曲成150°夹角,求每条钢索所受拉力的大小。
力的合成(解析版)
力的合成一、力的合成 求几个力的合力的过程叫做力的合成。
1.合成法则:平行四边形定则或三角形定则.2.同一直线上的力合成:选定一个正方向,与正方向相同的力为正,与正方向相反的力为负.即可将矢量运算转化为代数运算求合力.3.互成角度的两力F 1、F 2的合成①作图法:选定合适的标度,以F 1、F 2为两邻边作平行四边形,两邻边之间的对角线即为所求.根据标度,用刻度尺量出合力的大小,用量角器量出合力与任意分力的夹角φ.②计算法:若以F 1、F 2为邻边作平行四边形后,F 1、F 2夹角为θ,如图所示,利用余弦定理得合力大小F 1F θφA D C2212122cos F F F F F θ=++合力F 方向与分力F 2的夹角φ121sin tan cos F CD OD F F θϕθ==+ a .若θ=0°,则F = F 1+F 2 ; b .若θ=90°,则2212F F F =+c .若θ=180°,则F = |F 1-F 2|;d .若θ=120°,且F 1=F 2,则F = F 1=F 2.4.两种特殊情况下合力的计算方法(1)夹角为θ的两个等大的力的合成,如图 (a)所示,作出的平行四边形为菱形,利用其对角线互相垂直的特点可求得合力F ′=2F cos θ2。
(2)夹角为120°的两个等大的力的合成,如图(b)所示,实际是图(a)的特殊情况,求得合力F ′=2F cos 120°2=F 。
5.合力范围的确定(1)两个共点力的合力范围:|F 1-F 2|≤F ≤F 1+F 2.(2)三个共点力的合成范围①最大值:三个力同向时,其合力最大,为F max =F 1+F 2+F 3.②最小值:以这三个力的大小为边,如果能组成封闭的三角形,则其合力的最小值为零,即F min =0;如果不能,则合力的最小值为F min =F 1-|F 2+F 3|(F 1为三个力中最大的力).6.多个共点力的合成方法依据平行四边形定则先求出任意两个力的合力,再求该合力与第三个力的合力,依次类推,求完为止.也可以先正交分解后合成的方法.7.合力与分力相关性(1)等效性:合力的作用效果与分力的共同作用效果相同,它们在效果上可以相互替代,是一种等效替代关系。
高中物理必修一力的合成习题(附答案)
力的合成如图5所示,六个力的合力为 N,若去掉1N的那个分力,别其余五个力的合力为,合力的方向是。
图5解析:因为这六个力中,各有两个力方向相反,故先将任意两个方向相反的力合成,然后再求合力。
由图看出,任意两个相反的力合力都为3N,并且互成120°,所以这六个力的合力为零。
因为这六个力的合力为零,所以,任意五个力的合力一定与第六个力大小相等,方向相反。
由此得,去掉1N的那个分力后,其余五个力的合力为1N,方向与1N的分力的方向相反。
答案:零;1N;与1N的分力的方向相反【典型例题】[例1] 力F l=4N,方向向东,力F2=3N,方向向北。
求这两个力合力的大小和方向。
解析:本题可用作图法和计算法两种方法求解。
(1)作图法①用lcm长的线段代表1N,作出F l的线段长4cm,F2的线段长3cm,并标明方向,如图1所示。
图1②以F1和F2为邻边作平行四边形,连接两邻边所夹的对角线。
③用刻度尺量出表示合力的对角线长度为5.1cm,所以合力大小F=1N×5.1=5.1N。
④用量角器量得F与F2的夹角α=53°。
即合力方向为北偏东53°。
(2)计算法分别作出F l、F2的示意图,如图2所示,并作出平行四边形及对角线。
在直角三角形中F==N=5N,合力F与F2的夹角为α,则tan==查表得α=53°。
图2点评:①应用作图法时,各力必须选定同一标度,并且合力、分力比例适当,虚线、实线分清。
②作图法简单、直观,但不够精确。
③作图法是物理学中的常用方法之一。
④请注意图1与图2的区别。
[例2] 两个共点力F1与F2,其合力为F,则()A. 合力一定大于任一分力B. 合力有可能小于某一分力C. 分力F1增大,而F2不变,且它们的夹角不变时,合力F一定增大D. 当两分力大小不变时,增大两分力的夹角,则合力一定减小解析:本题可采用特殊值法分析:若F1=2N,F2=3N,则其合力的大小范围是1N≤F≤5N,故选项A错误,B正确;当F1与F2反向时,F=F2-F1=1N,若增大F1至F'l=3N,则F=F2-F'1=0,合力反而减小,故选项C错误:当F1至F2间夹角为0°时,合力最大,为5N;当F1、F2间的夹角增大为180°时,合力最小为1N,说明随着F1与F2间的夹角的增大,其合力减小,故D正确。
力的合成(原卷版)+解析版(含答案)
第3.4课时力的合成一、合力与分力当一个物体受到几个力共同作用时,如果一个力的___________跟这几个力的共同__________相同,这一个力叫做那几个力的________,那几个力叫做这个力的________。
合力与分力的关系为___________关系。
二、力的合成1.力的合成:求几个力的________的过程。
2.两个力的合成(1)遵循法则——________________(2)方法:以表示这两个力的线段为________作平行四边形,这两个邻边之间的对角线表示__________________。
3.两个以上的力的合成方法:先求出任意两个力的合力,再求出这个合力与__________的合力,直到把__________都合成进去,最后得到的结果就是这些力的合力。
三、共点力1.定义:几个力如果都作用在物体的________,或它们的____________________,这几个力就叫做共点力。
2.力的合成适用范围:力的合成遵从平行四边形定则,只适用于________。
考点一力的合成1.合力的范围(1)两个力的合成:|F1-F2|≤F合≤F1+F2.(2)三个力的合成:=F1+F2+F3;最大值:三个力同向时合力最大,F合最小值:如果|F1-F2|≤F3≤F1+F2,则合力的最小值为零,否则合力的最小值为最大的一个力减去另外两个较小的力.2.合力与分力的关系(1)两个分力大小一定时,夹角越大合力越小.(2)合力一定时,两等大分力的夹角越大,两分力越大.(3)合力可以大于分力、等于分力,也可以小于分力.3.几种常见的力的合成实例【例1】(多选)一物体仅在F1和F2两个力作用下,做匀加速直线运动,F1=2 N、F2=5 N,物体质量为1 kg,下面说法正确的是()A.物体的加速度可能为2 m/s2B.物体的加速度可能为3 m/s2C.若将两个力的夹角减小,则加速度一定增大D.若去掉F2,则加速度一定减小考点二力的分解1.效果分解法(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向;(2)根据两个实际分力方向画出平行四边形;(3)由三角形知识求出两分力的大小.2.正交分解法(1)建立坐标轴,以少分解力为原则.(2)把已知力沿相互垂直的两个方向分解.(3)x轴上的合力:F x=F x1+F x2+F x3+…y轴上的合力:F y=F y1+F y2+F y3+…【例2】如图所示,将光滑斜面上的物体的重力mg分解为F1、F2两个力,下列结论正确的是()A.F2就是物体对斜面的正压力B.物体受N、F1、F2三个力作用C.物体受mg、N、F1、F2四个力作用D.F1、F2二个分力共同作用的效果跟重力mg的作用效果相同考点三用图解法分析力的合成与分解1.用图解法分析力的合成两个共点力F1和F2不共线,若F1的大小和方向不变,F2的方向不变而大小增加.用图解法分析合力F的变化情况:(1)如图甲所示:若F1和F2的夹角为锐角,F一定不断变大.(2)如图乙所示:若F1和F2的夹角为钝角,F可能一直变大;也可能先变小后变大,当F2与F垂直时合力有最小值.2.用图解法分析力的分解对一个已知力进行分解,有几种常见的情况:(1)已知两个不平行分力的方向,分解是唯一的.(2)已知一个分力的大小和方向,分解是唯一的.(3)已知一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小,如图所示,分解有四种可能:(a)若F2=Fsinα时,有唯一解.(b)若F2>F时,有唯一解.(c)若F2<Fsinα时,无解.(d)若Fsinα<F2<F时,有两个解.【例3】(多选)两个力F1和F2间的夹角为θ,两个力的合力为F,以下说法正确的是()A.若F1和F2大小不变,θ角越小,合力F就越大B.合力F总比分力中的任何一个力都大C.如果夹角不变,F1大小不变,只要F2增大,合力F就必然增大D.合力F可能比分力中的任何一个力都小考点四两类“绳—杆”模型住,固定在左侧墙壁上,质量为m的重物用细绳OC悬挂在轻杆的O点,OA与轻杆的夹角∠BOA=30°.乙图中水平轻杆OB一端固定在竖直墙壁上,另一端O 装有小滑轮,用一根绳跨过滑轮后悬挂一质量为m的重物,图中∠BOA=30°,下列判断正确的是()A.甲图中细绳OA的拉力为mgB.乙图中细绳OA的拉力为2mgC.甲图中轻杆受到的弹力是3mg,方向沿杆向右D.乙图中轻杆受到的弹力是mg,方向沿杆向左1.关于F1、F2及它们的合力F,下列说法中正确的是( )A.合力F一定与F1、F2共同作用产生的效果相同B.两力F1、F2一定是同种性质的力C.两力F1、F2一定是同一个物体受到的力D.两力F1、F2与F是物体同时受到的三个力2.两个共点力的大小分别为F1和F2,作用于物体的同一点.两力同向时,合力为A,两力反向时,合力为B,当两力互相垂直时合力为( )A.B C D3.大小分别是5N、7N、9N的三个力合成,其合力F大小的范围是()A.2N ≤F ≤20N B.3N≤ F ≤21N C.0N≤ F ≤20N D.0N ≤F ≤21N4.如图所示,大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成封闭的直角三角形(顶角为直角).如图所示,这三个力的合力最大的是( )5.物体同时受到同一平面内的三个共点力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是( )A.5 N,7 N,8 N B.5 N,2 N,3 NC.1 N,5 N,10 N D.10 N,10 N,10 N6.如图所示,F1、F2、F3组成了一个三角形,下列说法正确的是()A.F3是F1、F2的合力B.F2是F1、F2的合力C.F1是F2、F3的合力D.以上都不对7.如图所示的水平面上,橡皮绳一端固定,另一端连接两根弹簧,连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止。
力的合成(答案)
力的合成1、大小不同的三个力同时作用在一个小球上,以下各组力中,可能使小球平衡的一组是( )A.2N,3N,6N B.1N,4N,6N C.35N,15N,25N D.5N,15N,25N2、如图所示,一根细绳能承受最大拉力G,将一重为G的画框挂在竖直墙壁上,若想绳子不断,两绳间的夹角不能超过( )A.45° B.60°C.120° D.135°3、如图所示,一根不可伸长的轻绳穿过轻滑轮,两端系在高度相等的A、B两点,滑轮下挂一物体,不计轻绳和轻滑轮之间的摩擦。
现让B缓慢向右移动,则下列说法正确的是( )A.随着B向右缓慢移动,绳子的张力减小B.随着B向右缓慢移动,绳子的张力不变C.随着B向右缓慢移动,滑轮受绳AB的合力变小D.随着B向右缓慢移动,滑轮受绳AB的合力不变4、如图所示,在水平天花板的A点处固定一根轻杆a,杆与天花板保持垂直。
杆的下端有一个轻滑轮O。
另一根细线上端固定在该天花板的B点处,细线跨过滑轮O,下端系一个重为G的物体,BO段细线与天花板的夹角θ=30°。
系统保持静止,不计一切摩擦。
下列说法中正确的是( )A.细线BO对天花板的拉力大小是B.a杆对滑轮的作用力大小是C.a杆和细线对滑轮的合力大小是GD.a杆对滑轮的作用力大小是G5、如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为m的照相机,三脚架的三根轻质支架等长,与竖直方向均成角,则每根支架中承受的压力大小为(A)(B)(C)(D)6、如图所示,某人静躺在椅子上,椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ.若此人所受重力为G,则椅子各部分对他的作用力的合力大小为()A.G B.G sinθ C.G cosθ D.G tanθ7、作用于O点的三个力平衡,设其中一个力大小为,沿负轴方向,大小未知的力与正轴方向夹角为,如图所示,下列关于第三个力判断正确的是()A. 力只可能在第二象限B. 力与夹角越小,则和的合力越小C. 的最小值为D. 力只能在第三象限8、如图6所示,斜劈ABC放在粗糙的水平地面上,在斜劈上放一重为G的物块,物块静止在斜劈上,今用一竖直向下的力F作用于物块上,下列说法错误的是()A.斜劈对物块的弹力增大B.物块所受的合力不变C.物块受到的摩擦力增大D.当力F增大到一定程度时,物体会运动9、如图所示,水平横梁的一端A 插在墙壁内,另一端装有一小滑轮B .一轻绳的一端C 固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m =10 kg 的重物,∠CBA =30°,则滑轮受到绳子的作用力为(g 取10 N/kg)( )A .50NB .50 NC .100ND .100 N10、有三个力矢量F 1、F 2、F 3,恰好可围成一个封闭的直角三角形,在下列四个选项表示的情形中(如下图),三个力的合力最大的是11、如图所示,作用于O 点的三个力合力为零,设其中一个力大小为F 1,沿-y 方向,力F 2的大小未知,方向与+x 方向夹角为θ,下列说法正确的是 A .力F 3只可能在第二象限B .力F 3与F 2夹角越小,则F 3与F 2的合力越小C .F 3的最小值为F 1cos θD .力F 3可能在第三象限的任意区12、(多选题)不在同一直线上的两个共点力和大小不同,它们的合力大小为F ,保持和方向不变的情况下( )A.、同时增大一倍,F 也增大一倍B.、同时增加5N,F也增加5NC.增加5N,减少5N,F一定不变D.、中的一个减小,F不一定减小13、如图所示,表示合力F的大小与两分力夹角θ的关系图线,则这两个分力的大小分别为________和________.14、如图所示,长为5m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距4m的两杆的顶端A、B,绳上挂一个光滑的轻质挂钩,其下连着一个重为12N的物体,平衡时,问:(1)绳中的张力T为多少?(2)A点向上移动少许,重新平衡后,绳与水平面夹角、绳中张力如何变化?15、用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中,如图3-17所示,已知绳ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则ac绳和bc绳中的拉力分别为多大?参考答案一、选择题1、答案:C解析:由于两个力的合力范围为|F1-F2|≤F12≤F1+F2.在给出的四个选项中,只有C项符合要求,因为C项中任意两个力的合力都可以与第三个力大小相等、方向相反.2、答案:C3、D 随着B向右缓慢移动,AB绳之间夹角逐渐增大,而滑轮所受绳AB的合力始终等于物体的重力,保持不变,故绳子的张力逐渐增大,D正确。
力的合成实验(含习题及答案)
力的合成实验(含习题及答案)(一)实验目的探究共点力的合成(二)实验原理结点受三个共点力作用处于平衡状态,则F1与F2之合力必与橡皮条拉力平衡,改用一个拉力F′使结点仍到O点,则F′必与F1和F2的合力等效,以F1和F2为邻边作平行四边形求出合力F,比较F′与F的大小和方向,验证互成角度的两个力的合成的平行四边形定则.(三)实验器材方木板、白纸、弹簧秤(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉若干、细芯铅笔.(四)实验步骤①用图钉把白纸钉在放于水平桌面的方木板上.②用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.③用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,将结点拉到某一位置O,如图标记,记录两弹簧秤的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两个细绳套的方向.④用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示.⑤只用一只弹簧秤钩住细绳套,把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧秤的读数F′和细绳的方向,用刻度尺从O点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示.⑥比较一下,力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向.⑦改变两个力F1与F2的大小和夹角,重复实验两次.五,注意事项1.实验时,弹簧秤必须保持与木板平行,且拉力应沿轴线方向,以减小实验误差.测量前应首先检查弹簧秤的零点是否准确,注意使用中不要超过其弹性限度,弹簧秤的读数应估读到其最小刻度的下一位.弹簧秤的指针,拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦.2.在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过其弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差.3.画力的图示时,应选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,但也不要太大而画出纸外,要严格按力的图示要求和几何作图法作图.4.在同一次实验中,橡皮条拉长的结点O位置一定要相同.5.由作图法得到的F和实验测量得到的F′不可能完全符合,但在误差允许范围内可认为是F和F′符合即可.典例剖析例1在做“探究共点力的合成规律”实验时:(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有_______和________.(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须()A.每次将橡皮条拉到同样的位置B.每次把橡皮条拉直C.每次准确读出弹簧秤的示数D.每次记准细绳的方向(3)为了提高实验的准确性,减小误差,实验中应注意什么?解析:(1)橡皮条、三角板(2)两个分力产生的效果使橡皮条的结点到某一位置,此时橡皮条中的弹力与两个分力的合力相平衡.要想每次合力与分力的效果都相同,则每次将橡皮条拉到同样的位置.故选A.(3)应注意:①选用弹性小的细绳;②橡皮条、细绳和弹簧秤的轴应在同一平面上,且与板面平行贴近等.二、疑难点拨例2在“探究共点力的合成规律”实验中,橡皮条一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点.以下操作中错误的是()A.同一次实验过程中,O点的位置允许变动B.在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤的刻线C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条结点拉到O点D.实验中,把橡皮条的结点拉到O点时,两秤之间的夹角应取90°不变,以便于计算合力的大小解析:A项O点位置不允许变动,这样才可以使两次效果相同;C项中不允许将秤的拉力大小拉到最大量程,这样不便于调节;D项中两秤之间的夹角是任意的,使平行四边形定则具有一般性.答案:ACD典例剖析例3如图所示是两位同学在做“探究共点力的合成规律”的实验时得到的结果,其中哪一个实验结果比较符合实验事实?在比较符合实验事实的一个结果中,若F′是准确的,则误差较大的原因可能是哪些?解析:按本实验的要求,F为F1和F2通过平行四边形定则所得合力;F′为F1和F2的等效力,即用一只弹簧秤拉时的力.橡皮条在这个力的作用下,其力的方向与橡皮条的伸长方向在一条直线上,显然图(b)不符合事实,比较符合实验事实的是图(a).图(a)中F与F′误差较大的原因可能是:①F1的方向比真实方向偏左;②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左;③作图时两虚线不与F1线和F2线平行.F是按平行四边形定则作出的合力是理论值,用一个弹簧秤拉时测出的力F′为实验值.本实验就是要用现在的实验结果和已有实验结果进行比较,检查已有的实验结论是否正确,达到验证的目的.三、课堂作业1.下面列出的措施中,哪些是有利于改进本节实验结果的( )A.橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力适当大些B.两个分力F1和F2间的夹角要尽量大些C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面D.拉橡皮条的绳要细,而且要稍长一些2.在“探究共点力的合成”的实验中,为了减小实验误差,应注意()A.描点、作图时的铅笔应尖一些,图的比例适当大一些B.拉橡皮条的细绳适当长一些C.在用两个弹簧测力计拉时,两细绳间的夹角尽量大些D.在用两个弹簧测力计拉时,两个弹簧测力计的示数适当大些3.在“探究共点力的合成规律”实验中,橡皮条的一端固定在A点,另一端被两个弹簧秤拉到O点,如图甲所示.两弹簧秤读数分别为F1和F2,细绳方向分别与OA直线延长线的夹角为α1和α2,如图乙所示.以下说法中正确的是( )A.O点位置不变,合力不变B.用平行四边形定则求得的合力F一定沿OA直线方向C.若不改变O和α1,F1增大,F2必减小D.合力必大于F1或F24.李明同学在做“探究共点力的合成规律”实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小,如图(a)所示,(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力.(2)有关此实验,下列叙述正确的是_______A.两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧秤的拉力是分力C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同D.若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整一只弹簧秤拉力的大小即可(3)图(b)所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个实验比较符合实验事实?(力F′是用一只弹簧秤拉时的图示)答:__________________________________________(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中,造成误差的主要原因是:(至少写出两种情况)答:___________________________________________.5.在“探究共点力的合成规律”的实验中某同学的实验情况如图甲所示,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.(1)图乙中的_______是力F1和F2的合力的理论值;_________是力F1和F2的合力的实际测量值.(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?答:___________.(选填“变”或“不变”)6.如图所示,在探究共点力的合成规律实验中橡皮筋一端固定于P点,另一端连接两个弹簧秤,使这端拉至O点,现使F2大小不变地沿顺时针转过某一角度,相应地使F1的大小及图中β角发生变化.则相应的变化可能是( )A.F1一定增大B.F1也可能减小C.F1若增大,β角一定减小D.F1若增大,β角可能增大课后练习第6课时实验二探究共点力的合成规律1.下面列出的措施中,哪些是有利于改进本实验结果的( )A.橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力能适当大些B.两个分力F1和F2间的夹角要尽量大些C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧秤平行贴近木板面D.拉橡皮条的绳要细,而且要稍长一些2.探究共点力的合成规律的实验原理是等效原理,其等效性是指( )A.使两分力与合力满足平行四边形定则B.使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合C.使两次橡皮筋伸长的长度相等D.使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变3.用平木板、细绳套、橡皮条、测力计等做“探究共点力的合成规律”的实验,为了使验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是( )A.使用测力计前应将测力计水平放置,然后检查并矫正零点B.用测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行C.两细绳套必须等长D.用测力计拉细绳套时,拉力应适当大些,但不能超过测力计的量程E.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置4.在“探究共点力的合成规律”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图1-6-5).实验中需用两个弹簧秤分别勾住细绳套,并互成角度地拉橡皮条.某同学认为在此过程中必须注意以下几项:图1-6-5A.两根细绳必须等长B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行其中正确的是________.(填入相应的字母)5.(1)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须________.A.每次将橡皮条拉到同样的位置B.每次把橡皮条拉直C.每次准确读出弹簧秤的示数D.每次记准细绳的方向(2)为了提高实验的准确性,减小误差,实验中应注意________________,________________.6.在探究共点力的合成规律实验中得到如下数据,请选择合适的标度在图1-6-6方框中作图完成实验数据的处理.图1-6-67.如图1-6-7甲为“探究共点力的合成规律”的实验装置.(1)下列说法中正确的是________.A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化B.弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图1-6-7乙所示,由图可知拉力的大小为________ N.8.(2009·山东,23)某同学在家中尝试探究共点力的合成规律,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.(1)为完成该实验,下述操作中必需的是________.a.测量细绳的长度b.测量橡皮筋的原长c.测量悬挂重物后橡皮筋的长度d.记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是________.答案随堂训练1.解析:拉力“适当”大些能减少误差;而夹角“尽量”大些,则使作图误差变大;橡皮条等“贴近”木板,目的是使拉线水平;绳细稍长便于确定力的方向性. 答案:ACD2.解析:作图时比例大些,使弹簧测力计的示数大些,可以减小相对误差.拉橡皮条的细绳长些,可使记录绳方向的点与结点O的距离大些,减小连线时的误差.因此A、B、D选项所述都能起到减小相对误差的作用.在实验中,两个分力F1、F2的夹角θ越大,用平行四边形作图时得出的合力F的误差也越大,所以在实验中不能把角θ取得太大.答案:ABD3.答案:A4. 答案:(1)(2)AC (3)张华做的符合实验事实(4)1、F1的方向比真实方向偏左.2、F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左.3、作图时两条虚线不分别与F1线和F2线平行.5.解析:(1)F1和F2的合力从理论上讲应该是F,因为它们的合力从效果上讲就是使结点到达O点位置,而用一个弹簧秤拉的效果也是使结点到达O点位置,所以F1和F2的合力方向从理论上应该与AO在同一直线上.但在实验时F1和F2的大小和方向有误差,所以F′是F1和F2的测量值.(2)若将细绳换成橡皮筋,实验结果不会发生变化,在实验时只要每次把结点拉到O点位置,效果是一样的.答案:(1)F F′(2)不变6.解析:O点位置不变说明F1,F2合力不变,以O点为圆心,以F2为半径做圆:矢量三角形关系,由图可看出β角先增大后减小而F1一直增大.当F1与F2垂直时β角最大.答案:AD第6课时实验二验证力的平行四边形定则1.答案:ACD2.答案:B3.答案:ABDE4.解析:该实验验证两个分力的效果等效于其合力的效果,不必要求两分力等大,故B错;与两绳长短无关,A错;但需使两分力与合力在同一平面内,故C正确.答案:C5.答案:(1)A (2)选用弹性小的细绳橡皮条、细绳和弹簧秤的轴线应在同一平面上,且与板面平行贴近等6.答案:作图如下7.解析:(1)在测量同一组数据的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化,如果变化,即受力变化,所以A选项正确;由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点O,定滑轮只能改变力的方向不能改变力的大小,所以弹簧测力计拉线的方向不一定要沿竖直方向,B选项错误;弹簧测力计的使用,不能超过其量程,C选项正确;两个拉力的方向合适即可,不宜太大,也不宜太小,但不一定为90°,所以D选项错误.(2)由图可读出弹簧测力计的读数为4.00 N.答案:(1)AC (2)4.008.解析:运用等效思想来验证力的平行四边形定则,即要验证以两力为平行四边形的邻边,作平行四边形,其对角线是否和合力相符.本小题中结点受三个力,其中两个力的合力与第三个力等大反向,故先测出各力的大小和方向,然后作出各力的图示,以两边为邻边做平行四边形,如果在实验误差范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向,即可验证.为测量各力的大小故需要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度以及记录悬挂重物后O点位置.故应选b、c、d.可以通过改变小重物改变各力的大小.答案:(1)bcd (2)更换不同的小重物教育之通病是教用脑的人不用手,不教用手的人用脑,所以一无所能。
高三物理力的合成试题答案及解析
高三物理力的合成试题答案及解析1.用质量为M的吸铁石,将一张质量为m的白纸压在竖直固定的磁性黑板上.某同学沿着黑板面,用水平向右的恒力F轻拉白纸,白纸未移动,则此时黑板对白纸的摩擦力的大小为( )A.F B.mgC.D.【答案】 D【解析】对吸铁石和白纸整体,在垂直于黑板平面内受磁引力、黑表面的支持力,在平行于黑板平面内受竖直向下的重力(M+m)g、水平拉力F和黑表面的摩擦力f作用,由于纸未被拉动,所以摩擦力为静摩擦力,根据共点力平衡条件可知,摩擦力f与(M+m)g和F的合力等值反向,因此有f=,故选项D正确。
【考点】本题主要考查了物体的受力分析、共点力平衡条件的应用,以及整体法与隔离法的灵活运用问题。
2.如图所示,物体A放在斜面上,与斜面一起向右做匀加速运动,物体A受到斜面对它的支持力和摩擦力的合力方向可能是()A.向右斜上方B.竖直向上C.向右斜下方D.上述三种方向均不可能【答案】A【解析】由题意知物体A有向右的加速度,根据牛顿第二定律,可得合外力水平向右,A受重力、支持力、摩擦力,故支持力与摩擦力的合力应向右斜上方,所以A正确;B、C、D错误。
【考点】本题考查牛顿第二定律、力的合成3.已知两个方向不定的力的大小分别为F1="3" N、F2="5" N,则此两个力的合力的大小可能为A.0B.5 N C.10N D.15 N【答案】B【解析】根据力合成的矢量法则,以和为邻边做平行四边形,中间所夹的对角线就是合力,即和与合力F构成一个矢量三角形,根据几何关系,两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,即,若两个力共线,则可以取等号,所以,对照选项B正确。
【考点】力的合成4.如图,两根完全相同的轻弹簧下挂一个质量为,m的小球,小球与地面间有一竖直细线相连,系统平衡。
已知两弹簧之间的夹角是120°,且弹簧产生的弹力均为3mg,则剪断细线的瞬间,小球的加速度是A.a=3g,竖直向上B.a=3g,竖直向下C.a=2g,竖直向上D.a=2g,竖直向下【答案】C【解析】由于两弹簧之间的夹角是120°,且弹簧产生的弹力均为3mg,所以两弹簧的合力大小为3mg,方向竖直向上,当剪断细线的瞬间,两弹簧的弹力不突变,则小球所受的合力为3mg-mg=2mg,方向竖直向上,根据牛顿定律,小球的加速度为a=2g,竖直向上,选项C正确。
高考物理《实验:探究两个互成角度的力的合成规律》真题练习含答案
高考物理《实验:探究两个互成角度的力的合成规律》真题练习含答案1.某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时,将橡皮筋改为劲度系数为400 N/m 的轻质弹簧AA′,将弹簧的一端A′固定在竖直墙面上.不可伸长的细线OA、OB、OC,分别固定在弹簧的A端和弹簧秤甲、乙的挂钩上,其中O为OA、OB、OC三段细线的结点,如图1所示.在实验过程中,保持弹簧AA′伸长1.00 cm不变(1)若OA、OC间夹角为90°,弹簧秤乙的读数是______N(如图2所示).(2)在(1)问中若保持OA与OB的夹角不变,逐渐增大OA与OC的夹角,则弹簧秤甲的读数大小将______,弹簧秤乙的读数大小将________.答案:(1)3.00(2)一直减小先减小后增大解析:(1)弹簧秤的最小分度为0.1 N,题图2读数为3.00 N.(2)F甲、F乙的合力与轻质弹簧AA′的弹力等大反向,OA与OB夹角不变,OA与OC夹角变大如图所示,F乙与F甲垂直时最小,F乙先减小后增大,F甲一直减小.2.[2024·广东省深圳市期中考试]某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”.弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M.弹簧测力计B的一端用细线系于O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置.分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向.(1)该实验运用的思想方法是________.A.等效替代法B.控制变量法C.理想模型法(2)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为________.(3)下列的实验要求必要或者正确的是________(填选项前的字母).A.应用测力计测量重物M所受的重力B.应在水平桌面上进行实验C.拉线方向应与木板平面平行D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置(4)在作图时,你认为图中________是正确的.(填“甲”或“乙”)答案:(1)A(2)3.80(3)AC(4)甲解析:(1)“验证力的平行四边形定则”实验过程中利用了等效替代的思想,A正确.(2)图中弹簧测力计的分度值为0.1 N,需要估读到分度值下一位,则图中A的示数为F A=3.80 N.(3)以O点为对象,需要知道O点受到的三根细线的拉力大小和方向,其中细线OM拉力大小等于重物M的重力,故需要用测力计测量重物M所受的重力,A正确;应在竖直面内进行实验,B错误;拉线方向应与木板平面平行,以减小误差,C正确;改变拉力,进行多次实验,因为每次都是独立的实验,故每次实验不需要使O点静止在同一位置,D错误.(4)重力的方向一定竖直向下,由于误差原因,利用平行四边形定则得出的两个力的合力不一定在竖直方向,故图甲是正确的.3.[2024·辽宁省部分高中月考]学校实验室有许多规格相同的弹簧测力计,将弹簧测力计与刻度尺放在一起,如图甲所示.(1)由图甲可知,该弹簧的劲度系数k=________ N/m.(2)小林同学想测量某词典受到的重力,发现量程不够,他用3个弹簧测力计同时竖直向上将该词典拉起,稳定后其示数分别为4.4 N、4.5 N、4.6 N,则该词典受到的重力大小G1=________ N.(3)小贾同学将弹簧测力计中的弹簧取出,发现其内部弹簧(质量不计)的自然长度均为9.00 cm,小贾制作一个半径为12.00 cm的圆盘,将3个弹簧的一端均匀固定在圆环上,另外一端固定打结,结点恰好在圆心O处,如图乙所示.将圆盘水平放置,在结点O处悬挂一文具盒,平衡时测得结点下降了5.00 cm,则每根弹簧的弹力大小F=________ N,文具盒受到的重力大小G2=________ N.(结果均保留一位小数)答案:(1)62.5(2)13.5(3)2.5 2.9解析:(1)根据题图甲可知弹簧的弹力为5 N时,弹簧的伸长量为8.00 cm,所以弹簧的劲度系数k=50.08N/m=62.5 N/m.(2)该词典受到的重力大小等于3个弹簧测力计的示数之和,即G1=4.4 N+4.5 N+4.6 N =13.5 N.(3)如图所示由几何关系可知平衡时每根弹簧的长度均为12.002+5.002cm=13.00 cm,每根弹簧的伸长量均为4.00 cm,每根弹簧的弹力大小均为F=kΔx=2.5 N.根据竖直方向受力平衡可得文具盒受到的重力大小G2=3F cos θ=3×2.5×513N≈2.9 N.。
力的合成习题(有参考答案)
(1)在“考证共点力合成的平行四边形法例”实验中,每次实验时都要把可挪动的橡皮条的一端迟缓拉到同一地点,这就使每次拉力作用的时候,橡皮条的形变量同样。
实验中记录每次拉力的大小、方向,利使劲的图示法考证共点力合成时应按照的法例。
这类实验考证所使用法。
(2)在实验过程中要注意:细绳、弹簧水平木板保持 ________________,弹簧秤伸长与细绳要 ____________________。
(3)如图 15 所示是甲、乙两位同学在做甲乙秤应与的方向O OF2 F 2F1F1F F’本实验F ’ F时获得的结果,能够判断此中 _________同学的实验结果比较切合实验事实。
对于“探究求协力的方法”实验 , 以下说法正确的选项是()A.两串钩码的拉力与某一串钩码的拉力作用成效同样B.实验中不用记录两分力的夹角C.实验中一定记录两分力的方向D.实验中一定记录橡皮条端点最后被拉到的地点( 答案 :ACD)例 2.力F1=45N,方向水平向东。
力F2=60N,方向水平向北,用作图法求解协力F 的大小和方向。
分析:选择某一标度,利用 1.0cm 的长度表示 15N的力,作卖力的平行四边形,如图3-4-1 所示,表示F1的线段长 3.0 ㎝,表示F2的线段长 4.0 ㎝。
用刻度尺量出对角线的长度 L 为5.0㎝,利用 F=L×15/1.0N=75N求出,用量角器可量出协力的方向为东偏北 53°。
拓展:波及方向问题的共点力合成时,表示的方向应当与地图册的方向一致。
用图解法求协力时,采用的标度不可以太小,标度太小会致使偏差增大。
例 3、以下对于协力的表达中正确的选项是()A. 协力是本来几个力的等效取代, 协力的作用成效与分力的共同作用成效同样B. 两个力夹角为θ(0≤θ≤π),它们的协力随θ增大而增大C.协力的大小总不会比分力的代数和大D.不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成的运算分析:力的合成基本出发点是力的等效取代 . 协力是它的全部分力的一种等效劳,它们之间是等效取代关系。
关于力的合成的习题带答案
关于力的合成的习题带答案题目:关于力的合成的习题带答案力的合成是物理学中一个重要的概念,它指的是多个力合成后产生的结果。
在力的合成中,我们需要考虑力的大小、方向和作用点,通过合成可以得到合力的大小和方向。
下面是一些关于力的合成的习题及答案,希望能帮助大家更好地理解这一概念。
1. 有两个力F1=5N和F2=8N,它们的方向分别为东和北,求合力的大小和方向。
答案:首先将F1和F2画在坐标系中,然后将它们的起点相连,得到合力F。
根据三角形的余弦定理,可以求得合力的大小为F=√(F1²+F2²+2F1F2cosθ)=√(5²+8²+2*5*8*cos(90°))=√(25+64)=√89≈9.43N。
再根据三角形的正弦定理,可以求得合力的方向为tanα=F2/F1=8/5=1.6,所以α≈57.99°,即合力的方向为东北方向。
2. 有一个力F1=10N向东,另一个力F2=6N向西,求合力的大小和方向。
答案:由于F2的方向相反,所以合力的大小为F=|F1-F2|=|10-6|=4N。
合力的方向为F1的方向,即向东。
3. 有一个力F1=12N向北,另一个力F2=9N向东北,求合力的大小和方向。
答案:首先将F1和F2画在坐标系中,然后将它们的起点相连,得到合力F。
根据三角形的余弦定理,可以求得合力的大小为F=√(F1²+F2²+2F1F2cosθ)=√(12²+9²+2*12*9*cos(45°))=√(144+81+216)=√441=21N。
再根据三角形的正弦定理,可以求得合力的方向为tanα=F1/F2=12/9=1.33,所以α≈53.13°,即合力的方向为东北方向。
通过以上习题,我们可以看到力的合成是一个涉及矢量运算的过程,需要考虑力的大小、方向和作用点。
掌握了力的合成,我们就能更准确地描述物体受力的情况,为解决实际问题提供了重要的理论基础。
牛顿力学中的力的合成练习题及
牛顿力学中的力的合成练习题及解答牛顿力学中的力的合成练习题及解答在牛顿力学中,力的合成是一个基本的概念和技巧。
它在解决力学问题中起着重要的作用。
本文将通过练习题的形式,来帮助读者更好地理解和掌握力的合成方法和技巧。
练习题一:在水平地面上,有一物体A受到2个力的作用,一个力F1=10N向右,另一个力F2=5N向左。
求物体A所受合力的大小和方向。
解答:根据向右为正方向,向左为负方向的约定,我们可以将问题转化为求合力F的大小和方向。
力的合成可以通过矢量图形法来解决。
首先,我们将两个力F1和F2按比例画出,F1的长度为10个单位长度,F2的长度为5个单位长度。
然后,将F2的箭头方向倒过来,即将F2反向画出。
接下来,从F1的箭头起点开始,将F2的箭头移动到F1的箭头的终点。
连接F1的开始点和F2的结束点,得到合力F的箭头。
测量该箭头的长度,即可得到合力F的大小。
根据测量结果,我们可以得知合力F的大小为15个单位长度。
要确定合力F的方向,我们需要考虑两个力的方向。
由于F1向右,F2向左,所以合力F的方向应该朝向右边。
练习题二:有两个力F1和F2,F1的大小为8N,指向物体A的东方,F2的大小为6N,指向物体A的南方。
求物体A所受的合力大小和方向。
解答:根据约定,我们可以假设东方为x轴正方向,南方为y轴负方向。
根据题目的信息,我们可以将F1和F2分别画出,并且标出其大小和方向。
接下来,我们可以将两个力的箭头首尾相接,画出合力F的箭头。
测量该箭头的长度,即可得到合力F的大小。
根据测量结果,可知合力F的大小为10个单位长度。
要确定合力F的方向,我们可以将合力F的箭头与x轴和y轴进行比较。
可以发现,合力的x分量大于0,y分量小于0。
因此可以得出合力F的方向为东南方向。
练习题三:有一质点A,受到3个力的作用,分别是F1=6N,F2=8N和F3=10N。
已知F1的方向与x轴正方向夹角为30度,F2的方向与x轴正方向夹角为60度,F3的方向与y轴正方向夹角为45度。
力的合成实验(含习题及答案)
力的合成实验(含习题及答案)(一)实验目的探究共点力的合成(二)实验原理结点受三个共点力作用处于平衡状态,则F1与F2之合力必与橡皮条拉力平衡,改用一个拉力F′使结点仍到O点,则F′必与F1和F2的合力等效,以F1和F2为邻边作平行四边形求出合力F,比较F′与F的大小和方向,验证互成角度的两个力的合成的平行四边形定则.(三)实验器材方木板、白纸、弹簧秤(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉若干、细芯铅笔.(四)实验步骤①用图钉把白纸钉在放于水平桌面的方木板上.②用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.③用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,将结点拉到某一位置O,如图标记,记录两弹簧秤的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两个细绳套的方向.④用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示.⑤只用一只弹簧秤钩住细绳套,把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧秤的读数F′和细绳的方向,用刻度尺从O点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示.⑥比较一下,力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向.⑦改变两个力F1与F2的大小和夹角,重复实验两次.五,注意事项1.实验时,弹簧秤必须保持与木板平行,且拉力应沿轴线方向,以减小实验误差.测量前应首先检查弹簧秤的零点是否准确,注意使用中不要超过其弹性限度,弹簧秤的读数应估读到其最小刻度的下一位.弹簧秤的指针,拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦.2.在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过其弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差.3.画力的图示时,应选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,但也不要太大而画出纸外,要严格按力的图示要求和几何作图法作图.4.在同一次实验中,橡皮条拉长的结点O位置一定要相同.5.由作图法得到的F和实验测量得到的F′不可能完全符合,但在误差允许范围内可认为是F和F′符合即可.典例剖析例1在做“探究共点力的合成规律”实验时:(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有_______和________.(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须()A.每次将橡皮条拉到同样的位置B.每次把橡皮条拉直C.每次准确读出弹簧秤的示数D.每次记准细绳的方向(3)为了提高实验的准确性,减小误差,实验中应注意什么?解析:(1)橡皮条、三角板(2)两个分力产生的效果使橡皮条的结点到某一位置,此时橡皮条中的弹力与两个分力的合力相平衡.要想每次合力与分力的效果都相同,则每次将橡皮条拉到同样的位置.故选A.(3)应注意:①选用弹性小的细绳;②橡皮条、细绳和弹簧秤的轴应在同一平面上,且与板面平行贴近等.二、疑难点拨例2在“探究共点力的合成规律”实验中,橡皮条一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点.以下操作中错误的是()A.同一次实验过程中,O点的位置允许变动B.在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤的刻线C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条结点拉到O点D.实验中,把橡皮条的结点拉到O点时,两秤之间的夹角应取90°不变,以便于计算合力的大小解析:A项O点位置不允许变动,这样才可以使两次效果相同;C项中不允许将秤的拉力大小拉到最大量程,这样不便于调节;D项中两秤之间的夹角是任意的,使平行四边形定则具有一般性.答案:ACD典例剖析例3如图所示是两位同学在做“探究共点力的合成规律”的实验时得到的结果,其中哪一个实验结果比较符合实验事实?在比较符合实验事实的一个结果中,若F′是准确的,则误差较大的原因可能是哪些?解析:按本实验的要求,F为F1和F2通过平行四边形定则所得合力;F′为F1和F2的等效力,即用一只弹簧秤拉时的力.橡皮条在这个力的作用下,其力的方向与橡皮条的伸长方向在一条直线上,显然图(b)不符合事实,比较符合实验事实的是图(a).图(a)中F与F′误差较大的原因可能是:①F1的方向比真实方向偏左;②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左;③作图时两虚线不与F1线和F2线平行.F是按平行四边形定则作出的合力是理论值,用一个弹簧秤拉时测出的力F′为实验值.本实验就是要用现在的实验结果和已有实验结果进行比较,检查已有的实验结论是否正确,达到验证的目的.三、课堂作业1.下面列出的措施中,哪些是有利于改进本节实验结果的( )A.橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力适当大些B.两个分力F1和F2间的夹角要尽量大些C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面D.拉橡皮条的绳要细,而且要稍长一些2.在“探究共点力的合成”的实验中,为了减小实验误差,应注意()A.描点、作图时的铅笔应尖一些,图的比例适当大一些B.拉橡皮条的细绳适当长一些C.在用两个弹簧测力计拉时,两细绳间的夹角尽量大些D.在用两个弹簧测力计拉时,两个弹簧测力计的示数适当大些3.在“探究共点力的合成规律”实验中,橡皮条的一端固定在A点,另一端被两个弹簧秤拉到O点,如图甲所示.两弹簧秤读数分别为F1和F2,细绳方向分别与OA直线延长线的夹角为α1和α2,如图乙所示.以下说法中正确的是( )A.O点位置不变,合力不变B.用平行四边形定则求得的合力F一定沿OA直线方向C.若不改变O和α1,F1增大,F2必减小D.合力必大于F1或F24.李明同学在做“探究共点力的合成规律”实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小,如图(a)所示,(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力.(2)有关此实验,下列叙述正确的是_______A.两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧秤的拉力是分力C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同D.若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整一只弹簧秤拉力的大小即可(3)图(b)所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个实验比较符合实验事实?(力F ′是用一只弹簧秤拉时的图示)答:__________________________________________(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中,造成误差的主要原因是:(至少写出两种情况)答:___________________________________________.5.在“探究共点力的合成规律”的实验中某同学的实验情况如图甲所示,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.(1)图乙中的_______是力F 1和F 2的合力的理论值;_________是力F 1和F 2的合力的实际测量值.(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化? 答:___________.(选填“变”或“不变”)6.如图所示,在探究共点力的合成规律实验中橡皮筋一端固定于P 点,另一端连接两个弹簧秤,使这端拉至O 点,现使F 2大小不变地沿顺时针转过某一角度,相应地使F 1的大小及图中β角发生变化.则相应的变化可能是( )A.F1一定增大B.F1也可能减小C.F1若增大,β角一定减小D.F1若增大,β角可能增大课后练习第6课时实验二探究共点力的合成规律1.下面列出的措施中,哪些是有利于改进本实验结果的()A.橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力能适当大些B.两个分力F1和F2间的夹角要尽量大些C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧秤平行贴近木板面D.拉橡皮条的绳要细,而且要稍长一些2.探究共点力的合成规律的实验原理是等效原理,其等效性是指( )A.使两分力与合力满足平行四边形定则B.使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合C.使两次橡皮筋伸长的长度相等D.使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变3.用平木板、细绳套、橡皮条、测力计等做“探究共点力的合成规律”的实验,为了使验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是( )A.使用测力计前应将测力计水平放置,然后检查并矫正零点B.用测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行C.两细绳套必须等长D.用测力计拉细绳套时,拉力应适当大些,但不能超过测力计的量程E.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置4.在“探究共点力的合成规律”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图1-6-5).实验中需用两个弹簧秤分别勾住细绳套,并互成角度地拉橡皮条.某同学认为在此过程中必须注意以下几项:图1-6-5A.两根细绳必须等长B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行其中正确的是________.(填入相应的字母)5.(1)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须________.A.每次将橡皮条拉到同样的位置 B.每次把橡皮条拉直C.每次准确读出弹簧秤的示数 D.每次记准细绳的方向(2)为了提高实验的准确性,减小误差,实验中应注意________________,________________.6.在探究共点力的合成规律实验中得到如下数据,请选择合适的标度在图1-6-6方框中作图完成实验数据的处理.图1-6-67.如图1-6-7甲为“探究共点力的合成规律”的实验装置.(1)下列说法中正确的是________.A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化B.弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图1-6-7乙所示,由图可知拉力的大小为________ N.8.(2009·山东,23)某同学在家中尝试探究共点力的合成规律,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.(1)为完成该实验,下述操作中必需的是________.a.测量细绳的长度 b.测量橡皮筋的原长c.测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d.记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是________.答案随 堂 训 练1.解析:拉力“适当”大些能减少误差;而夹角“尽量”大些,则使作图误差变大;橡皮条等“贴近”木板,目的是使拉线水平;绳细稍长便于确定力的方向性. 答案:ACD2.解析:作图时比例大些,使弹簧测力计的示数大些,可以减小相对误差.拉橡皮条的细绳长些,可使记录绳方向的点与结点O 的距离大些,减小连线时的误差.因此A 、B 、D 选项所述都能起到减小相对误差的作用.在实验中,两个分力F 1、F 2的夹角θ越大,用平行四边形作图时得出的合力F 的误差也越大,所以在实验中不能把角θ取得太大.答案:ABD3.答案:A4. 答案:(1)(2)AC (3)张华做的符合实验事实(4)1、F 1的方向比真实方向偏左.2、F 2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左.3、作图时两条虚线不分别与F 1线和F 2线平行.5.解析:(1)F 1和F 2的合力从理论上讲应该是F ,因为它们的合力从效果上讲就是使结点到达O 点位置,而用一个弹簧秤拉的效果也是使结点到达O 点位置,所以F 1和F 2的合力方向从理论上应该与AO 在同一直线上.但在实验时F 1和F 2的大小和方向有误差,所以F ′是F 1和F 2的测量值.(2)若将细绳换成橡皮筋,实验结果不会发生变化,在实验时只要每次把结点拉到O 点位置,效果是一样的.答案:(1)FF ′(2)不变6.解析:O 点位置不变说明F 1,F 2合力不变,以O 点为圆心,以F 2为半径做圆:矢量三角形关系,由图可看出β角先增大后减小而F 1一直增大.当F 1与F 2垂直时β角最大.答案:AD第6课时实验二验证力的平行四边形定则1.答案:ACD2.答案:B3.答案:ABDE4.解析:该实验验证两个分力的效果等效于其合力的效果,不必要求两分力等大,故B错;与两绳长短无关,A错;但需使两分力与合力在同一平面内,故C正确.答案:C5.答案:(1)A (2)选用弹性小的细绳橡皮条、细绳和弹簧秤的轴线应在同一平面上,且与板面平行贴近等6.答案:作图如下7.解析:(1)在测量同一组数据的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化,如果变化,即受力变化,所以A选项正确;由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点O,定滑轮只能改变力的方向不能改变力的大小,所以弹簧测力计拉线的方向不一定要沿竖直方向,B选项错误;弹簧测力计的使用,不能超过其量程,C选项正确;两个拉力的方向合适即可,不宜太大,也不宜太小,但不一定为90°,所以D选项错误.(2)由图可读出弹簧测力计的读数为4.00 N.答案:(1)AC (2)4.008.解析:运用等效思想来验证力的平行四边形定则,即要验证以两力为平行四边形的邻边,作平行四边形,其对角线是否和合力相符.本小题中结点受三个力,其中两个力的合力与第三个力等大反向,故先测出各力的大小和方向,然后作出各力的图示,以两边为邻边做平行四边形,如果在实验误差范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向,即可验证.为测量各力的大小故需要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度以及记录悬挂重物后O 点位置.故应选b、c、d.可以通过改变小重物改变各力的大小.答案:(1)bcd(2)更换不同的小重物。
力的分解与合成含答案
力的合成与分解一、选择题1、把力F 分解为两个不为零的分力,下列分解哪种是可能的 ( ) A.分力之一垂直于FB.两分力在同一直线上,并与F 方向相同C.两分力都比F 大D.两分力都跟F 垂直答案:ABC.2、如图所示,将光滑斜面上的物体的重力mg 分解为F 1、F 2两个力,下列结论正确的是( )A.F 1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F 2是物体对斜面的正压力B.物体受mg 、N 、F 1、F 2四个力作用C.物体只受重力mg 和弹力N 的作用、D.力N 、F 1、F 2三个力的作用效果跟mg 、N 两个力的作用效果相同解析:选CD ,用分力来替代原来的力,其作用效果相同.力分解时不改变力的性质,不转移受力物体,题中F 2应仍是斜面上的物体所受, F 2是使得物体压紧斜面的力。
3、关于两个大小不变的共点力与其合力的关系,下列说法正确的是( ) A .两个分力夹角小于180°时,合力大小随夹角的减小而增大; B .合力大小随两力夹角增大而增大 C .合力一定大于每一个分力;D .合力的大小不能小于分力中最小者 答案:A.4、物体同时受到同一平面内的三个力作用,下列几组力中其合力可能为零的是 ( )A.5N 、7N 、8NB.2N 、3N 、5NC.1N 、5N 、10ND.1N 、10N 、10N 答案:ABD.5、已知在xOy,平面内有一个大小为10N 的力作用于O 点,该力与x 轴正方向之间的夹角为30°,与y 轴正方向之间的夹角为60°,现将它分解到x 和y 方向上,则 ()A.F x =5N,F y =5NB.N 35 x F ,F y =5NBAC.F x =5N,N 35=y FD.F x =10N,F y =10N 答案:B.6、如图所示,物体A 在共点力F 1、F 2、F 3作用下处于平衡状态,现将F 2逆时针转过600(其他力均不变)那么物体A 的合力大小变为( )A. F 3B.F 1+F 3C.2F 2D. F 2解析:选D.F 2逆时针转过600后,F 1、F 3的合力F 方向水平向右,大小与F 2相等,F 1、F 3的合力F 与转过600的F 2的夹角是1200,由三角形知识可得三者的合力大小与F 2的大小相等。
力的合成和分解练习题及答案
1.力的合成【例1】物体受到互相垂直的两个力F 1、F 2的作用,若两力大小分别为53N 、5 N ,求这两个力的合力.2222215)35(+=+=F F F N=10 N 合力的方向与F 1的夹角θ为:3335512===F F tg θ θ=30° 【例2】如图甲所示,物体受到大小相等的两个拉力的作用,每个拉力均为200 N ,两力之间的夹角为60°,求这两个拉力的合力.320030cos 21== F F N=346 N合力与F 1、F 2的夹角均为30°.2.力的分解力的分解遵循平行四边形法则,力的分解相当于已知对角线求邻边/两个力的合力惟一确定,一个力的两个分力在无附加条件时,从理论上讲可分解为无数组分力,但在具体问题中,应根据力实际产生的效果来分解。
【例3】将放在斜面上质量为m 的物体的重力mg 分解为下滑力F 1和对斜面的压力F 2,这种说法正确吗?解析:从力的性质上看,F 2是属于重力的分力,而物体对斜面的压力属于弹力,所以这种说法不正确。
【例4】将一个力分解为两个互相垂直的力,有几种分法?解析:有无数种分法,只要在表示这个力的有向线段的一段任意画一条直线,在有向线段的另一端向这条直线做垂线,就是一种方法。
如图所示。
(3)几种有条件的力的分解①已知两个分力的方向,求两个分力的大小时,有唯一解。
②已知一个分力的大小和方向,求另一个分力的大小和方向时,有唯一解。
③已知两个分力的大小,求两个分力的方向时,其分解不惟一。
④已知一个分力的大小和另一个分力的方向,求这个分力的方向和另一个分力的大小时,其分解方法可能惟一,也可能不惟一。
(4)用力的矢量三角形定则分析力最小值的规律:①当已知合力F 的大小、方向及一个分力F 1的方向时,另一个分力F 2取最小值的条件是两分力垂直。
如图所示,F 2的最小值为:F 2min =F sin α②当已知合力F 的方向及一个分力F 1的大小、方向时,另一个分力F 2取最小值的条件是:所求分力F 2与合力F 垂直,如图所示,F 2的最小值为:F 2min =F 1sin α③当已知合力F 的大小及一个分力F 1的大小时,另一个分力F 2取最小值的条件是:已知大小的分力F 1与合力F 同方向,F 2的最小值为|F -F 1|(5)正交分解法:把一个力分解成两个互相垂直的分力,这种分解方法称为正交分解法。
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力的合成实验(含习题及答案)(一)实验目的探究共点力的合成(二)实验原理结点受三个共点力作用处于平衡状态,则F1与F2之合力必与橡皮条拉力平衡,改用一个拉力F′使结点仍到O点,则F′必与F1和F2的合力等效,以F1和F2为邻边作平行四边形求出合力F,比较F′与F的大小和方向,验证互成角度的两个力的合成的平行四边形定则.(三)实验器材方木板、白纸、弹簧秤(两只)、橡皮条、细绳套(两个)、三角板、刻度尺、图钉若干、细芯铅笔.(四)实验步骤①用图钉把白纸钉在放于水平桌面的方木板上.②用图钉把橡皮条的一端固定在A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套.③用两只弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,将结点拉到某一位置O,如图标记,记录两弹簧秤的读数,用铅笔描下O点的位置及此时两个细绳套的方向.④用铅笔和刻度尺从结点O沿两条细绳方向画直线,按选定的标度作出这两只弹簧秤的读数F1和F2的图示,并以F1和F2为邻边用刻度尺和三角板作平行四边形,过O点画平行四边形的对角线,此对角线即为合力F的图示.⑤只用一只弹簧秤钩住细绳套,把橡皮条的结点拉到同样的位置O,记下弹簧秤的读数F′和细绳的方向,用刻度尺从O点按选定的标度沿记录的方向作出这只弹簧秤的拉力F′的图示.⑥比较一下,力F′与用平行四边形定则求出的合力F的大小和方向.⑦改变两个力F1与F2的大小和夹角,重复实验两次.五,注意事项1.实验时,弹簧秤必须保持与木板平行,且拉力应沿轴线方向,以减小实验误差.测量前应首先检查弹簧秤的零点是否准确,注意使用中不要超过其弹性限度,弹簧秤的读数应估读到其最小刻度的下一位.弹簧秤的指针,拉杆都不要与刻度板和刻度板末端的限位卡发生摩擦.2.在满足合力不超过弹簧秤量程及橡皮条形变不超过其弹性限度的条件下,应使拉力尽量大一些,以减小误差.3.画力的图示时,应选定恰当的标度,尽量使图画得大一些,但也不要太大而画出纸外,要严格按力的图示要求和几何作图法作图.4.在同一次实验中,橡皮条拉长的结点O位置一定要相同.5.由作图法得到的F和实验测量得到的F′不可能完全符合,但在误差允许范围内可认为是F和F′符合即可.典例剖析例1在做“探究共点力的合成规律”实验时:(1)除已有的器材(方木板、白纸、弹簧秤、细绳套、刻度尺、图钉和铅笔)外,还必须有_______和________.(2)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须()A.每次将橡皮条拉到同样的位置B.每次把橡皮条拉直C.每次准确读出弹簧秤的示数D.每次记准细绳的方向(3)为了提高实验的准确性,减小误差,实验中应注意什么?解析:(1)橡皮条、三角板(2)两个分力产生的效果使橡皮条的结点到某一位置,此时橡皮条中的弹力与两个分力的合力相平衡.要想每次合力与分力的效果都相同,则每次将橡皮条拉到同样的位置.故选A.(3)应注意:①选用弹性小的细绳;②橡皮条、细绳和弹簧秤的轴应在同一平面上,且与板面平行贴近等.二、疑难点拨例2在“探究共点力的合成规律”实验中,橡皮条一端固定在木板上,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端拉到某一位置O点.以下操作中错误的是()A.同一次实验过程中,O点的位置允许变动B.在实验中,弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤的刻线C.实验中,先将其中一个弹簧秤沿某一方向拉到最大量程,然后只需调节另一弹簧秤拉力的大小和方向,把橡皮条结点拉到O点D.实验中,把橡皮条的结点拉到O点时,两秤之间的夹角应取90°不变,以便于计算合力的大小解析:A项O点位置不允许变动,这样才可以使两次效果相同;C 项中不允许将秤的拉力大小拉到最大量程,这样不便于调节;D项中两秤之间的夹角是任意的,使平行四边形定则具有一般性.答案:ACD典例剖析例3如图所示是两位同学在做“探究共点力的合成规律”的实验时得到的结果,其中哪一个实验结果比较符合实验事实?在比较符合实验事实的一个结果中,若F′是准确的,则误差较大的原因可能是哪些?解析:按本实验的要求,F为F1和F2通过平行四边形定则所得合力;F′为F1和F2的等效力,即用一只弹簧秤拉时的力.橡皮条在这个力的作用下,其力的方向与橡皮条的伸长方向在一条直线上,显然图(b)不符合事实,比较符合实验事实的是图(a).图(a)中F与F′误差较大的原因可能是:①F1的方向比真实方向偏左;②F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左;③作图时两虚线不与F1线和F2线平行.F是按平行四边形定则作出的合力是理论值,用一个弹簧秤拉时测出的力F′为实验值.本实验就是要用现在的实验结果和已有实验结果进行比较,检查已有的实验结论是否正确,达到验证的目的.三、课堂作业1.下面列出的措施中,哪些是有利于改进本节实验结果的( )A.橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力适当大些B.两个分力F1和F2间的夹角要尽量大些C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧测力计平行贴近木板面D.拉橡皮条的绳要细,而且要稍长一些2.在“探究共点力的合成”的实验中,为了减小实验误差,应注意()A.描点、作图时的铅笔应尖一些,图的比例适当大一些B.拉橡皮条的细绳适当长一些C.在用两个弹簧测力计拉时,两细绳间的夹角尽量大些D.在用两个弹簧测力计拉时,两个弹簧测力计的示数适当大些3.在“探究共点力的合成规律”实验中,橡皮条的一端固定在A 点,另一端被两个弹簧秤拉到O点,如图甲所示.两弹簧秤读数分别为F1和F2,细绳方向分别与OA直线延长线的夹角为α1和α2,如图乙所示.以下说法中正确的是( )A.O点位置不变,合力不变B.用平行四边形定则求得的合力F一定沿OA直线方向C.若不改变O和α1,F1增大,F2必减小D.合力必大于F1或F24.李明同学在做“探究共点力的合成规律”实验时,利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两只弹簧秤拉力的大小,如图(a)所示,(1)试在图(a)中作出无实验误差情况下F1和F2的合力图示,并用F表示此力.(2)有关此实验,下列叙述正确的是_______A.两弹簧秤的拉力可以同时比橡皮筋的拉力大B.橡皮筋的拉力是合力,两弹簧秤的拉力是分力C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O.这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同D.若只增大某一只弹簧秤的拉力大小而要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整一只弹簧秤拉力的大小即可(3)图(b)所示是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果,其中哪一个实验比较符合实验事实?(力F′是用一只弹簧秤拉时的图示)答:__________________________________________(4)在以上比较符合实验事实的一位同学中,造成误差的主要原因是:(至少写出两种情况)答:___________________________________________.5.在“探究共点力的合成规律”的实验中某同学的实验情况如图甲所示,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.(1)图乙中的_______是力F1和F2的合力的理论值;_________是力F1和F2的合力的实际测量值.(2)在实验中,如果将细绳也换成橡皮筋,那么实验结果是否会发生变化?答:___________.(选填“变”或“不变”)6.如图所示,在探究共点力的合成规律实验中橡皮筋一端固定于P点,另一端连接两个弹簧秤,使这端拉至O点,现使F2大小不变地沿顺时针转过某一角度,相应地使F1的大小及图中β角发生变化.则相应的变化可能是( )A.F1一定增大B.F1也可能减小C.F1若增大,β角一定减小D.F1若增大,β角可能增大课后练习第6课时实验二探究共点力的合成规律1.下面列出的措施中,哪些是有利于改进本实验结果的()A.橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力能适当大些B.两个分力F1和F2间的夹角要尽量大些C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧秤平行贴近木板面D.拉橡皮条的绳要细,而且要稍长一些2.探究共点力的合成规律的实验原理是等效原理,其等效性是指( ) A.使两分力与合力满足平行四边形定则B.使两次橡皮筋与细绳套的结点都与某点O重合C.使两次橡皮筋伸长的长度相等D.使弹簧秤在两种情况下发生相同的形变3.用平木板、细绳套、橡皮条、测力计等做“探究共点力的合成规律”的实验,为了使验能够顺利进行,且尽量减小误差,你认为下列说法或做法能够达到上述目的的是( )A.使用测力计前应将测力计水平放置,然后检查并矫正零点B.用测力计拉细绳套时,拉力应沿弹簧的轴线,且与水平木板平行C.两细绳套必须等长D.用测力计拉细绳套时,拉力应适当大些,但不能超过测力计的量程E.同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置4.在“探究共点力的合成规律”实验中,需要将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上两根细绳,细绳的另一端都有绳套(如图1-6-5).实验中需用两个弹簧秤分别勾住细绳套,并互成角度地拉橡皮条.某同学认为在此过程中必须注意以下几项:图1-6-5A.两根细绳必须等长B.橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上C.在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行其中正确的是________.(填入相应的字母)5.(1)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须________.A.每次将橡皮条拉到同样的位置 B.每次把橡皮条拉直C.每次准确读出弹簧秤的示数 D.每次记准细绳的方向(2)为了提高实验的准确性,减小误差,实验中应注意________________,________________.6.在探究共点力的合成规律实验中得到如下数据,请选择合适的标度在图1-6-6方框中作图完成实验数据的处理.图1-6-67.如图1-6-7甲为“探究共点力的合成规律”的实验装置.(1)下列说法中正确的是________.A.在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化B.弹簧测力计拉细线时,拉力方向必须竖直向下C.F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D.为减小测量误差,F1、F2方向间夹角应为90°(2)弹簧测力计的指针如图1-6-7乙所示,由图可知拉力的大小为________ N.8.(2009·山东,23)某同学在家中尝试探究共点力的合成规律,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.(1)为完成该实验,下述操作中必需的是________.a.测量细绳的长度 b.测量橡皮筋的原长c.测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d.记录悬挂重物后结点O的位置(2)钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是________.答案随堂训练1.解析:拉力“适当”大些能减少误差;而夹角“尽量”大些,则使作图误差变大;橡皮条等“贴近”木板,目的是使拉线水平;绳细稍长便于确定力的方向性. 答案:ACD2.解析:作图时比例大些,使弹簧测力计的示数大些,可以减小相对误差.拉橡皮条的细绳长些,可使记录绳方向的点与结点O的距离大些,减小连线时的误差.因此A、B、D选项所述都能起到减小相对误差的作用.在实验中,两个分力F1、F2的夹角θ越大,用平行四边形作图时得出的合力F的误差也越大,所以在实验中不能把角θ取得太大.答案:ABD3.答案:A4. 答案:(1)(2)AC (3)张华做的符合实验事实(4)1、F1的方向比真实方向偏左.2、F2的大小比真实值偏小且方向比真实方向偏左.3、作图时两条虚线不分别与F1线和F2线平行.5.解析:(1)F1和F2的合力从理论上讲应该是F,因为它们的合力从效果上讲就是使结点到达O点位置,而用一个弹簧秤拉的效果也是使结点到达O点位置,所以F1和F2的合力方向从理论上应该与AO 在同一直线上.但在实验时F1和F2的大小和方向有误差,所以F′是F1和F2的测量值.(2)若将细绳换成橡皮筋,实验结果不会发生变化,在实验时只要每次把结点拉到O点位置,效果是一样的.答案:(1)F F′(2)不变6.解析:O点位置不变说明F1,F2合力不变,以O点为圆心,以F2为半径做圆:矢量三角形关系,由图可看出β角先增大后减小而F1一直增大.当F1与F2垂直时β角最大.答案:AD第6课时实验二验证力的平行四边形定则1.答案:ACD2.答案:B3.答案:ABDE4.解析:该实验验证两个分力的效果等效于其合力的效果,不必要求两分力等大,故B错;与两绳长短无关,A错;但需使两分力与合力在同一平面内,故C正确.答案:C5.答案:(1)A (2)选用弹性小的细绳橡皮条、细绳和弹簧秤的轴线应在同一平面上,且与板面平行贴近等6.答案:作图如下7.解析:(1)在测量同一组数据的过程中,橡皮条结点O的位置不能变化,如果变化,即受力变化,所以A选项正确;由于弹簧测力计是通过定滑轮拉结点O,定滑轮只能改变力的方向不能改变力的大小,所以弹簧测力计拉线的方向不一定要沿竖直方向,B选项错误;弹簧测力计的使用,不能超过其量程,C选项正确;两个拉力的方向合适即可,不宜太大,也不宜太小,但不一定为90°,所以D选项错误.(2)由图可读出弹簧测力计的读数为4.00 N.答案:(1)AC (2)4.008.解析:运用等效思想来验证力的平行四边形定则,即要验证以两力为平行四边形的邻边,作平行四边形,其对角线是否和合力相符.本小题中结点受三个力,其中两个力的合力与第三个力等大反向,故先测出各力的大小和方向,然后作出各力的图示,以两边为邻边做平行四边形,如果在实验误差范围内平行四边形的对角线与第三个力等大反向,即可验证.为测量各力的大小故需要记录橡皮筋原长、悬挂重物后的长度以及记录悬挂重物后O点位置.故应选b、c、d.可以通过改变小重物改变各力的大小.答案:(1)bcd(2)更换不同的小重物。