力的合成 (含答案)
(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。
高中物理--《力的合成和分解》典型例题(含答案)
高中物理--《力的合成和分解》典型例题(含答案)1.如图所示,质量为m的木块质量为M的三角形斜劈B上,现用大小均为F、方向相反的水平力分别推A和B。
A沿三角斜劈匀速上滑,B保持静止,则()A. 地面对B的支持力大小一定等于(M+m)gB. B与地面之间一定存在摩擦力C. B对A的支持力一定小于mgD. A与B之间一定存在摩擦力【答案解析】AA、将A、B看成整体,竖直方向上受力平衡,则可知地面对B的支持力的大小一定等于,故A正确;B、将A、B看成整体,由于平衡合力为零,故B与地面之间无摩擦力,故B错误;C、对A分析作出对应的受力分析图如图所示;根据平衡条件可知,支持力等于重力和推力在垂直斜面上的分力,由于不明确F的大小,故无法确定支持力与重力的关系,故C错误;D、由图可知,若重力和推力在沿斜面方向上的分力相同,则物体A可以不受B的摩擦力,故D错误。
点睛:先对A、B整体受力分析,根据平衡条件得到地面对整体的支持力和摩擦力;再对物体A受力分析,根据平衡条件求解B对A的支持力和摩擦力。
2.(多选题)位于坐标原点O的质点在F1、F2和F3三力的作用下保持静止,已知其中F1的大小恒定不变,方向沿y轴负方向的;F2的方向与x轴正方向的夹角为θ(θ<45°),但大小未知,如图所示,则下列关于力F3的判断正确的是()A.F3的最小值为F1cosθB.F3的大小可能为F1sinθC.力F3可能在第三象限D.F3与F2的合力大小与F2的大小有关【答案解析】AC【考点】合力的大小与分力间夹角的关系.【分析】三力平衡时,三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线;题中第三个力F3与已知的两个力的合力平衡.【解答】解:A、三力平衡时,三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线;通过作图可以知道,当F1、F2的合力F与F2垂直时合力F最小,等于F1cosθ,即力F3的最小值为F1cosθ.故A正确;B、θ<45°,故sinθ<cosθ,由前面分析知F3的最小值为F1cosθ,则不可能等于F1sinθ,故B错误;C、通过作图可知,当F1、F2的合力F可以在F1与F2之间的任意方向,而三力平衡时,三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故力F3只能在F1与F2之间的某个方向的反方向上,可能在第三象限,故C正确;D、根据平衡条件:F3与F2的合力大小一定与F1等值反向,则与F2大小无关,故D错误;故选:AC.3.杂技表演的安全网如图甲所示,网绳的结构为正方形格子,O、a、b、c、d等为网绳的结点,安全网水平张紧后,质量为m的运动员从高处落下,恰好落在O点上.该处下凹至最低点时,网绳dOe、bOg均为120°张角,如图乙所示,此时O点受到向下的冲击力大小为2F,则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为()A.F B. C.2F+mg D.【答案解析】A【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成;力的合成与分解的运用.【分析】将运动员对O点的冲力进行分解:分解成四个沿网绳的分力,根据几何关系求解O点周围每根网绳承受的张力大小.【解答】解:将运动员对O点的冲力分解成四个沿网绳的分力,根据对称性,作出图示平面内力的分解图,根据几何关系得,O点周围每根网绳承受的张力大小F′=F.故A正确.故选A4.如图,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定,下端连接一质量为m的小球P.横杆右边用一根细线吊一相同的小球Q.当小车沿水平面做加速运动时,细线保持与竖直方向的夹角为α.已知θ<α,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.小车一定向右做匀加速运动B.轻杆对小球P的弹力沿轻杆方向C.小球P受到的合力不一定沿水平方向D.小球Q受到的合力大小为mgtanα【答案解析】D【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.【分析】先对细线吊的小球分析进行受力,根据牛顿第二定律求出加速度.再对轻杆固定的小球应用牛顿第二定律研究,得出轻杆对球的作用力方向.【解答】解:A、对细线吊的小球研究,根据牛顿第二定律,得mgtanα=ma,得到a=gtanα,故加速度向右,小车向右加速,或向左减速,故A错误;B、由牛顿第二定律,得:mgtanβ=ma′,因为a=a′,得到β=α>θ,则轻杆对小球的弹力方向与细线平行,故B错误;C、小球P和Q的加速度相同,水平向右,则两球的合力均水平向右,大小F合=ma=mgtanα,故C错误,D正确.故选:D.5.关于合力和分力,下列说法不正确的是()A.1N和2N的两个共点力的合力可能等于2NB.两个共点力的合力一定大于任一个分力C.两个共点力的合力可能大于任一个分力,也可能小于任何一个分力D.合力与分力是等效替代关系,因此受力分析时不能重复分析【答案解析】B【考点】力的合成.【分析】解答此题时,要从合力与分力的关系:等效替代,进行分析.根据平行四边形定则分析合力与分力的大小关系:如果二力在同一条直线上,同方向二力的合力等于二力之和;同一直线反方向二力的合力等于二力之差.如果二力不在同一条直线上,合力大小介于二力之和与二力之差之间.【解答】解:A、1N和2N的两个共点力的最大合力为3N,最小合力为1N,故A正确;BC、力的合成遵守平行四边形定则,两个力的合力可以比分力大,也可以比分力小,也可以等于分力,故B不正确,C正确;D、合力是分力等效替代的结果,因此受力分析时不能重复分析,故D正确;本题选择不正确的,故选:B.6.质量为m、长为L的直导体棒放置于四分之一光滑圆弧轨道上,整个装置处于竖直向上磁感应强度为B的匀强磁场中,直导体棒中通有恒定电流,平衡时导体棒与圆弧圆心的连线与竖直方向成60°角,其截面图如图所示.则关于导体棒中的电流方向、大小分析正确的是()A.向外, B.向外, C.向里, D.向里,【答案解析】D【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用;洛仑兹力.【分析】由导体棒所受重力和弹力方向以及左手定则,可知导体棒电流向里,对其受力分析,正交分解可得电流大小.【解答】解:对导体棒受力分析如图;BIL=mgtan60°,解得,由左手定则知电流方向向里,故选:D7.(多选题)均匀长棒一端搁在地面上,另一端用细线系在天花板上,如图所示受力分析示意图中,正确的是()A. B. C. D.【答案解析】ACD【考点】力的合成与分解的运用.【分析】均匀长木棒处于静止状态,抓住合力为零确定受力图的正误.【解答】解:A、因为重力mg和地面支持力FN的方向都在竖直方向上,若拉力F在竖直方向上,则地面对木棒就没有摩擦力作用(木棒对地面无相对运动趋势),故A正确;B、若拉力F的方向与竖直方向有夹角,则必然在水平方向上有分力,使得木棒相对地面有运动趋势,则木棒将受到地面的静摩擦力Ff,且方向与F的水平分力方向相反,才能使木棒在水平方向上所受合力为零,故B错误,C、D正确.故选ACD.8.(多选题)如图所示,倾角θ=30°的斜面上有一重为G的物体,在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动,若图中φ=45°,则()A.物体所受摩擦力方向平行于斜面沿虚线向上B.物体与斜面间的动摩擦因数μ=C.物体所受摩擦力方向与水平推力垂直且平行斜面向上D.物体与斜面间的动摩擦因数μ=【答案解析】AD【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.【分析】本题具有一定的空间思维逻辑,画出受力分析图,然后进行受力分析,最后简化到斜面平面内的受力分析.【解答】解:A、C、对物块进行受力分析,如图所示:物块在重力G、斜面的支持力N、推力F、沿虚线方向上的摩擦力f共同作用下沿斜面上的虚线匀速运动,因为G,N,F三力的合力方向向下,故摩擦力f方向沿斜面虚线向上,所以物块向下运动,故A正确,C错误;B、D、现将重力分解为沿斜面向下且垂直于底边(也垂直于推力F)的下滑力G1、垂直与斜面的力G2,如图所示:其中G2恰好把N平衡掉了,这样可视为物体在推力F、下滑力G1、摩擦力f三个力作用下沿斜面上的虚线匀速运动,根据三力平衡特点,F与G1的合力必沿斜面向下,同时摩擦力f 只能沿斜面向上,故选项A 对BC错;根据几何关系,F与G1的合力:F合==G1,即f=G1,故物体与斜面间的动摩擦因数μ===,故B错误,D正确.故选:AD9.如图所示,斜面的倾角为30°,物块A、B通过轻绳连接在弹簧测力计的两端,A、B重力分别为10N、6N,整个装置处于静止状态,不计一切摩擦,则弹簧测力计的读数为()A.5N B.6N C.10N D.11N【答案解析】A【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.【分析】分析A的受力,求出A对弹簧的拉力,该拉力即为弹簧受到的拉力大小,也就是弹簧秤的示数.【解答】解:分析A的受力,弹簧对A的拉力等于A的重力沿斜面向下的分力,故F=Gsin30°=5N,故弹簧测力计的读数为5N.故A正确,BCD错误.故选:A.10.(多选题)如图所示,表面光滑的半圆柱体固定在水平面上,小物块在拉力F的作用下从B点沿圆弧缓慢上滑至A点,此过程中F始终沿圆弧的切线方向,则()A.小物块受到的支持力逐渐变大B.小物块受到的支持力先变小后变大C.拉力F逐渐变小D.拉力F先变大后变小【答案解析】AC【考点】共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.【分析】对滑块受力分析,受重力、支持力和拉力,根据共点力平衡条件列式求解出拉力和支持力的数值,在进行分析讨论.【解答】解:解:对滑块受力分析,受重力、支持力和拉力,如图,根据共点力平衡条件,有:N=mgsinθF=mgcosθ其中θ为支持力N与水平方向的夹角;当物体向上移动时,θ变大,故N变大,F变小.故A、C正确,B、D错误.故选AC.。
力的合成与分解习题及答案
力的合成与分解习题及答案力的合成与分解习题及答案力是物体之间相互作用的结果,它可以改变物体的状态或形状。
在物理学中,力的合成与分解是一个重要的概念。
通过合成与分解力的练习,我们可以更好地理解力的性质和作用。
下面将介绍一些常见的力的合成与分解习题及答案。
习题一:有两个力F1和F2,它们的大小分别为10N和15N,方向分别为东和北。
求合力的大小和方向。
解答:首先,我们可以将F1和F2的大小和方向用向量表示,F1的向量表示为10N东,F2的向量表示为15N北。
接下来,我们可以将这两个向量相加,得到合力的向量。
根据向量相加的规则,我们可以将F1向东的分量与F2向北的分量相加,得到合力向东北方向的分量。
然后,我们可以使用勾股定理求得合力的大小,即√(F1^2 + F2^2) = √(10^2 + 15^2) ≈ 18.03N。
最后,我们可以使用反正切函数求得合力的方向,即θ = arctan(F2/F1) = arctan(15/10) ≈ 56.31°。
因此,合力的大小约为18.03N,方向为东北方向。
习题二:有一个力F,大小为20N,方向为东北。
将力F分解为两个力F1和F2,使得F1与F2的方向分别为东和北。
解答:首先,我们可以将F的大小和方向用向量表示,F的向量表示为20N东北。
接下来,我们需要将F分解为两个力F1和F2,使得它们的方向分别为东和北。
根据三角函数的性质,我们可以得到F1的大小为F*cosθ,F2的大小为F*sinθ。
其中,θ为F向量与东方向的夹角。
根据题目中给出的方向,我们可以计算出θ = arctan(F2/F1) = arctan(1/1) = 45°。
因此,F1的大小为20N*cos45° ≈14.14N,F2的大小为20N*sin45° ≈ 14.14N。
最后,我们得到了两个力F1和F2的大小和方向,F1的大小约为14.14N,方向为东,F2的大小约为14.14N,方向为北。
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。
力的合成和分解练习题及答案
力的合成和分解练习题及答案力的合成和分解例1:一个物体受到垂直作用的两个力F1和F2,大小分别为53N和5N。
求这两个力的合力和方向。
根据力的合成公式,F=F1+F2=(53)²+5²N=10N22.合力与F1的夹角θ为:tgθ=F2/F1=5/53,θ=30°。
例2:一个物体受到大小相等的两个拉力的作用,每个拉力均为200N,两力之间的夹角为60°。
求这两个拉力的合力和方向。
根据力的合成公式,F=2F1cos30°=2003N=346N。
合力与F1、F2的夹角均为30°。
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或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F1和对斜面的压力F2,这种说法是否正确?从力的性质上看,F2是属于重力的分力,而物体对斜面的压力属于弹力。
因此,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?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。
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,其分解不唯一。
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,其分解方法可能唯一,也可能不唯一。
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F1的方向时,另一个分力F2取最小值的条件是两分力垂直。
2.当已知合力F的方向及一个分力F1的大小、方向时,另一个分力F2取最小值的条件是所求分力F2与合力F垂直。
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.下列物理量中,运算符合平行四边形定则的是:A.位移B.质量C.时间D.路程【答案】A【解析】平行四边形是矢量合力与分解的法则,标量不能用平行四边形定则,而位移是矢量,质量,时间,和路程都是标量,因此只有A正确,BCD错误。
【考点】矢量的合力2.两个共点力作用在一个物体上,其中F1=4N、F2=5N,则合力的大小不可能的是A.1N B.4N C.0D.9N【答案】C【解析】当两个力方向相同时合力最大为9N,当两个力方向相反时合力最小为1N,因此合力的范围是,因此C不可能,ABD有可能。
【考点】力的合成3.质量为m的木块,被水平力F紧压在倾角的固定木板上,如图,木板对木块的弹力和摩擦力的合力大小为()A.F B.C.D.【答案】D【解析】木块受重力、支持力、推力和静摩擦力而平衡,木板对木块的作用力是支持力和摩擦力的合力,该力等于重力和推力的合力,所以,D正确,A、B、C错误.故选D.【考点】本题考查了共点力平衡的条件及其应用、力的合成与分解的运用.4.两个共点力的夹角为90º时,它们的合力大小为,如果这两个力成某一角度θ时,它们的合力与其中的一个分力垂直,且大小为,求这两个力的大小。
【答案】【解析】设这两个力F1、F2夹角为900时:成某一角度θ时解得:,【考点】考查了力的合成5.在力的合成中,下列关于两个分力(大小为定值)与它们的合力的关系的说法中,正确的是()A.合力一定大于每一个分力;B.合力一定小于每一个分力;C.合力的方向一定与分力的方向相同;D.两个分力的夹角在0°~180°变化时,夹角越大合力越小。
【解析】当两个力方向相同时,合力等于两分力之和,合力大于每一个分力;当两个分力方向相反时,合力等于两个分力之差,合力可能小于分力,由此可见:合力可能大于分力也有可能小于分力,故AB错误;同一直线二力的合力方向与两个分力的方向相同;当二力方向相反时,合力方向与较大力的方向相同,所以不论两个力的方向如何,合力的方向总是和较大的力的方向相同,故C错误;当夹角θ<180°时,由公式F=,可知随着θ增大而减小,故D正确;【考点】合力与分力的关系6.两个共点力F1与F2的合力大小为10N,则F1与F2的大小可能是A.F1=4N,F2=5N B.F1=12N,F2=18NC.=1N,F2=12N D.F1=10N,F2=10N【答案】BD【解析】当两力合成时,大小关系满足,A中合力,不包含10N,故A不可能;B中合力,包含10N,故B可能;C中合力,不包含10N,故C不可能;D中合力,包含10N,故D可能【考点】考查了二力合成,基础题7.(多选)一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用。
力的合成和分解总结练习及答案
(3)共点的两个力合力的大小范围是
|F1-F2| ≤ F合≤ F1+F2
(4)共点的三个力合力的最大值为三个力的大小之和,最小值可能为零。
【例1】物体受到互相垂直的两个力F1、F2的作用,若两力大小分别为53N、5 N,求这两个力的合力.
解析:根据平行四边形定则作出平行四边形,如图所示,由于F1、F2相互垂直,所以作出的平行四边形为矩形,对角线分成的两个三角形为直角三角形,由勾股定理合成
(1)力的合成的本质就在于保证作用效果相同的前提下,用一个力的作用代替几个力的作用,这个力就是那几个力的“等效力”(合力)。力的平行四边形定则是运用“等效”观点,通过实验总结出来的共点力的合成法则,它给出了寻求这种“等效代换”所遵循的规律。
(2)平行四边形定则可简
化成三角形定则。由三角形定则
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1.两个物体A和B,质量分别为2m和m,用跨过定滑轮的轻绳相连,A静止于水平地面上,如图所示,θ=300,不计摩擦,则以下说法正确的是()A.绳上拉力大小为mgB.物体A对地面的压力大小为C.物体A对地面的摩擦力大小为D.地面对物体A的摩擦力方向向右【答案】AC【解析】对B受力分析可知绳上拉力大小等于物体的重力mg,A正确;对A受力分析、正交分解如图所示,根据平衡条件可知:地面对物体A的摩擦力方向向左,D错误;地面对物体A的摩擦力大小等于F的水平分力,即为,地面对物体A的支持力大小等于重力减去F的竖直方向分力,即为,再根据牛顿第三定律可知.物体A对地面的摩擦力和压力大小分别是、,B错误,C正确。
【考点】本题考查了受力分析和平衡条件。
2.用重力可以忽略不计的细绳将镜框悬挂在一面竖直墙上,如图所示。
细绳AO、BO与镜框共面,且两段细绳与镜框上边沿的夹角均为600。
已知镜框重力为G,镜框上边沿水平,求细绳AO、BO所受拉力大小。
【答案】【解析】分析镜框的受力,两个绳的拉力相等,设为F,在竖直方向应用平衡条件得:解得拉力为:【考点】本题考查了物体受力分析和物体平衡条件3.两个共点力作用在一个物体上,其中F1=4N、F2=5N,则合力的大小不可能的是A.1N B.4N C.0D.9N【答案】C【解析】当两个力方向相同时合力最大为9N,当两个力方向相反时合力最小为1N,因此合力的范围是,因此C不可能,ABD有可能。
【考点】力的合成4.如图所示,在细绳的下端挂一物体,用力F拉物体,使细绳偏离竖直方向α角,且保持α角不变,当拉力F与水平方向夹角β为多大时,拉力F取得最小值()A.β=0B.β=C.β=αD.β=2α【答案】C【解析】根据力的合成知识作出拉力F和绳的拉力FT的合成图,其合力不变.根据图析易知β=α,故选C.5.以F1、F2表示力F的两个分力.若F=10 N,则下列不可能是F的两个分力的是A.F1=10 N F2=10 N B.F1=20 N F2=20 NC.F1=2 N F2=6 N D.F1=20 N F2=30 N【答案】C【解析】A中两个力的合力范围为0~20N,所以A中的两个力可能是F=10 N的两个分力;同理B中两个力的合力范围为0~40N,所以B中的两个力可能是F=10 N的两个分力;C中两个力的合力范围为4~8N,所以C中的两个力不可能是F=10 N的两个分力;D中两个力的合力范围为10~50N,所以D中的两个力可能是F=10 N的两个分力;选项C正确。
高中物理--《力的合成和分解》典型例题(含答案)
高中物理--《力的合成和分解》典型例题(含答案)1.如图所示,放在光滑水平桌面上的物体m2,通过跨过定滑轮的绳和物体m1相连.释放m1后系统加速度大小为a1.如果取走m1,用大小等于m1所受重力的力F向下拉绳,m2的加速度为a2,则(不计滑轮摩擦及绳的质量)()A.a1<a2 B.a1=a2 C.a1>a2 D.a2=a1/2【答案解析】A【考点】牛顿运动定律的综合应用;力的合成与分解的运用;牛顿第二定律.【分析】当在绳的B端挂一质量为m的物体时,对整体分析,运用牛顿第二定律求出加速度的大小,当在B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,对A分析,运用牛顿第二定律求出加速度的大小,然后进行比较.【解答】解:当在绳的B端挂一质量为m的物体时,对整体分析,有:mg=(M+m)a1,则有:a1=当在B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,对A分析,有:mg=Ma2,a2=则a1<a2;故选:A2.同一平面内的三个力,大小分别为4N、6N、7N,若三力同时作用于某一物体,则该物体所受三力合力的最大值和最小值分别为A.17N、3NB.17N、0C.9N、0D.5N、3N【答案解析】B试题分析:当三个力作用在同一直线、同方向时,三个力的合力最大,即F=4N+6N+7N=17N.4N、6N的最大值为10N,最小值为2N,因此7N在最大与最小之间,因此三个力合力能够为零,则合力最小值为0.故选:B.考点:力的合成。
3.一质量为10kg的物体,受到大小分别为2N、4N、5N的作用,其合力最小为多少牛:A.3 N B.11N C.0 N D.无法确定【答案解析】C试题分析:2N、4N的合力范围为2N到6N,而5N在此范围内,则最小值为0N;故C正确,ABD错误.故选C。
考点:力的合成【名师点睛】两力合成时,合力随夹角的增大而减小,当夹角为零时合力最大,夹角180°时合力最小,合力范围为:|F1+F2|≥F≥|F1-F|.4.两个大小相等同时作用于同一物体的共点力,当它们间的夹角为90°时,其合力大小为F;当它们间的夹角为120°时,合力的大小为()A.2F B. F C. D. F【答案解析】B【考点】力的合成.【分析】两个大小相等的共点力F1、F2,当它们间夹角为90°时可以根据勾股定理计算出力的大小,在夹角为120°时,合力与分力的大小时相等,从而求出合力的大小.【解答】解:当两个力之间的夹角为90°时合力大小为F,根据勾股定理,知:F1=F2=.当两个力夹角为120°时,根据平行四边形定则知:F合=F1=.故B正确,A、C、D错误.故选:B.5.两个共点力互相垂直,大小分别为3N和4N.合力为()A.1N B.3N C.5N D.7N【答案解析】C【考点】力的合成.【分析】F1、F2为两个相互垂直的共点力,根据勾股定理课求得F的大小,从而即可求解.【解答】解:F1、F2为两个相互垂直的共点力,F1的大小等于3N,F2的大小等于4N,所以根据勾股定理可得,F=N=5N,故C正确,ABD错误;故选:C.6.下面关于合力和它的两个分力的关系的叙述中,正确的是( )A.合力一定大于其中任意的一个分力B.合力有可能小于其中任意一个分力C.两个分力的大小不变夹角在0~180°之间变化,夹角越大,其合力也越大D.两个力和的夹角不变,大小不变,只要增大,合力F就一定增大【答案解析】B试题分析:根据平行四边形定则,合力可以大于分力、或小于分力、或等于分力,A错误B 正确;根据力的平行四边形定则可知,在0~180°间,两个分力的夹角越大,合力的大小越小,故C错误;如果夹角不变,大小不变,只要增大,合力F可以减小,也可以增加,故C错误;考点:考查了力的合成【名师点睛】对于力的合成中合力的大小不能盲目下结论,因根据平行四边形或一些实例进行分析判断.7.(多选)三个共点力大小分别是F1、F2、F3,关于它们合力F的大小,下列说法中正确的是()A.F大小的取值范围一定是0≤F≤F1+F2+F3B.F可能比F1、F2、F3中的某一个小C.若F1:F2:F3=3:6:8,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零D.若F1:F2:F3=3:6:2,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零【答案解析】BC试题分析:三个力的合力最小值不一定为零,三个力最大值等于三个力之和.故A错误.合力可能比三个力都大,也可能比三个力都小.故B正确.若F1:F2:F3=3:6:8,设F1=3F,则F2=6F,F3=8F,F1、F2的合力范围为,8F在合力范围之内,三个力的合力能为零.故C 正确.若F1:F2:F3=3:6:2,设F1=3F,则F2=6F,F3=2F,F1、F2的合力范围为,2F不在合力范围之内,三个力的合力不可能为零.故D错误.故选BC。
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。
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。
高一物理力的合成与分解试题含答案
高一物理力的合成与分解试题含答案1. 問題:一個物體受到兩個力的作用:一個向東方的力$F_1=80N$,一個向南方的力$F_2=100N$,則合成力的大小為多少?合成力的方向是向哪個方向?答案:合成力的大小為$F=\sqrt{F_1^2+F_2^2}=\sqrt{(80N)^2+(100N)^2}=128N$,合成力的方向是東南方向。
2. 問題:一個物體受到一個向上的力$F_1=50N$和一個向下的力$F_2=30N$的作用,則合成力的大小為多少?合成力的方向是向哪個方向?答案:合成力的大小為$F=|F_1-F_2|=|50N-30N|=20N$,合成力的方向是向上方向。
3. 問題:一個物體受到一個向左的力$F_1=60N$和一個向右的力$F_2=40N$的作用,則合成力的大小為多少?合成力的方向是向哪個方向?答案:合成力的大小為$F=|F_1-F_2|=|60N-40N|=20N$,合成力的方向是向左方向。
4. 問題:一個物體受到一個向東的力$F_1=50N$和一個向北的力$F_2=30N$的作用,則合成力的大小為多少?合成力的方向是向哪個方向?答案:合成力的大小為$F=\sqrt{F_1^2+F_2^2}=\sqrt{(50N)^2+(30N)^2}=58.31N$,合成力的方向是東北方向。
5. 問題:一個物體受到一個向西的力$F_1=60N$和一個向北的力$F_2=80N$的作用,則合成力的大小為多少?合成力的方向是向哪個方向?答案:合成力的大小為$F=\sqrt{F_1^2+F_2^2}=\sqrt{(60N)^2+(80N)^2}=100N$,合成力的方向是西北方向。
以上為高一物理力的合成與分解的試題及答案,希望能對你的學習有所幫助。
高中物理-力的合成和分解练习(含解析)
高中物理-力的合成和分解练习(含解析)[要点对点练]要点一:力的合成1.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选项的合力为2F3,B选项的合力为0,C选项的合力为2F2,D 选项的合力为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选项.[答案] C2.两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.A2+B2B. A2+B2 2C.A+BD. A+B 2[解析] 由题意知F1+F2=A,F1-F2=B,故F1=A+B2,F2=A-B2.当两力互相垂直时,合力FF2 1+F22=⎝⎛⎭⎪⎫A+B22+⎝⎛⎭⎪⎫A-B22=A2+B22.[答案] B3.(多选)物体同时受到同一平面内的三个力的作用,下列几组力的合力不可能为零的是( )A.3 N,4 N,8 N B.5 N,2 N,3 NC.1 N,5 N,10 N D.10 N,10 N,10 N[解析] 三个力合成,若前两个力的合力可与第三个力大小相等,方向相反,就可以使这三个力的合力为零,只要使第三个力在其他两个力的合力范围之内,就可能使合力为零,即第三个力F3满足:||F1|-|F2||≤F3≤|F1|+|F2|.所以选项A、C符合题意.[答案]AC要点二:力的分解4.如图所示,拖拉机拉着耙耕地,拉力F与水平方向成α角,若将该力沿水平和竖直方向分解,则它的水平分力为( )A.F sinαB.F cosαC.F tanα D.F sinα[解析] 根据平行四边形定则,将F沿水平和竖直方向分解,则有F2=F cosα,B正确.[答案] B5.将一个有确定方向的力F=10 N分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F成30°夹角,另一个分力的大小为6 N,则在分解时( )A.有无数组解B.有两组解C.有唯一解D.无解[解析] 由三角形定则作图如图所示,由几何知识知另一分力的最小值F2′=F sin30°=10×12N=5 N,而题中分力的大小为6 N,大于最小值5 N,小于F=10 N,如图所示有两组解,B正确.[答案] B6.将物体所受重力按力的效果进行分解,下列图中错误的是( )[解析] A图中重力产生了使物体下滑的效果及压斜面的效果,故两分力即图中所示,A正确;B图中重力产生了向两边拉绳的效果,B正确;C图中重力产生了向两墙壁挤压的效果,故两分力应垂直于接触面,C错误;D图中重力产生了拉绳及挤压斜面的效果,D正确.[答案] C要点三:实验:探究两个互成角度的力的合成规律7.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=4B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4C.钩码的个数N1=N2=N3=4D.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________(选填“甲”或“乙”)是正确的.[解析] (1)实验中的分力与合力的关系必须满足:||F1|-|F2||<F3<|F1|+|F2|,因此B、C、D选项是可以的.(2)拆下钩码和绳子前要记录结点O的位置以及三段绳子的方向,故选A.(3)实验中F3的方向是竖直向下的.故甲正确.[答案](1)BCD (2)A (3)甲[综合提升练]8.(多选)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则( )A.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍B.F1、F2同时增加10 N,F也增加10 NC.F1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变D.若F1、F2中的一个增大,F不一定增大[解析] 在矢量三角形中容易看出,F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍,A正确;F1、F2同时增加10 N,若F1、F2夹角为180°,则合力不变,B错误;当两分力垂直时F=F21+F22,F′=(F1-10)2+(F2+10)2,F与F′不一定相等,C错误;当F1>F2,夹角为180°,F2稍微增大,合力减小,D正确.[答案]AD9.如图所示,小物块P沿光滑半圆曲面下滑,其重力G的切向分量为G1,从A点下滑到最低点B的过程中,下列关于G1的大小变化的情况正确的是( )A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大[解析] 以物块为研究对象,作出重力的分解图如图所示,设切向分量G1与G的夹角为α,根据几何知识得G1=G cosα,当夹角α缓慢增大时,cosα减小,则G1变小,B正确.[答案] B10.(多选)质量为m的木块在推力F作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,那么木块受到的滑动摩擦力为( )A.μmg B.μ(mg+F sinθ)C.μ(mg-F sinθ) D.F cosθ[解析] 木块匀速运动时受到四个力的作用:重力mg、推力F、支持力F N、摩擦力f.沿水平方向建立x轴,将F进行正交分解如图(这样建立坐标系只需分解F),由于木块做匀速直线运动,所以,在x轴上,向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡);在y轴上向上的力等于向下的力(竖直方向二力平衡),即F cosθ=F f,F N=mg+F sinθ,又由于F f=μF压,所以F f=μ(mg +F sinθ),B、D正确.[答案]BD11.某同学为了探究两个互成角度的力的合力F随θ变化的关系,在如图甲所示的实验中,把E点与力的传感器相连接得到合力大小,如图乙所示在计算机上显示了合力F与θ变化的规律,则下列说法正确的是( )A.θ越大,合力越大B.合力一定大于任何一个分力C.根据图像无法求出两个分力的大小D.这两个分力大小分别为3 N和4 N[解析] 合力随θ的增大先减小后增大,A错误;合力可以比任何一个分力大,也可以比任何一个分力小,B错误;由图像可知,当θ=0°时,F1+F2=7 N,当θ=180°时,|F1-F2|=1 N,可以解得两分力大小分别是3 N和4 N,故C错误,D正确.[答案] D12.某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则.实验步骤如下.①将弹簧秤固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向.②如下图所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧秤的秤钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧秤示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧秤的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l).每次将弹簧秤示数改变0.50 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:F(N)00.50 1.00 1.50 2.00 2.50l(cm)l10.9712.0213.0013.9815.05③找出②中F OO′.④在秤钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在秤钩上,如图1所示.用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使秤钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为F OA,OB段的拉力记为F OB.完成下列作图和填空:(1)利用表中数据在图2中画出F-l图线,根据图线求得l0=________cm.(2)测得OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则F OA的大小为________N.(3)在图3中作出F OA和F OB的合力F′的示意图.(4)通过比较F′与________的大小和方向,即可得出实验结论.[解析] (1)F-l图线如图甲所示,由图像知图线与横轴交点的横坐标即弹簧原长,故l0=10.0 cm.(2)由图像知橡皮筋的劲度系数k=50.0 N/m,OA、OB的长度之和是13.60 cm,原长10 cm,则形变量Δx=3.60 cm,所以弹力T=kΔx=1.80 N.(3)合力F′的示意图如图乙所示.(4)橡皮筋搭在秤钩上拉至O点和把橡皮筋挂在秤钩上拉至O点效果相同,F′应与F OO′比较.[答案](1)如解析图甲所示10.00(9.80、9.90、10.10均正确)(2)1.80(1.70~1.90均正确)(3)如解析图乙所示(4)F OO′。
高中物理(新人教版)必修第一册同步习题:力的合成(同步习题)【含答案及解析】
第三章相互作用——力4力的合成和分解课时1力的合成基础过关练题组一合力与分力力的合成1.(多选)对两个大小不等的共点力进行合成,则()A.合力一定大于每个分力B.合力可能同时垂直于两个分力C.合力的方向可能与一个分力的方向相反D.两个分力的夹角在0°到180°之间变化时,夹角越小,合力越大2.(2018河南中原名校高一上期末)(多选)两个力F1和F2间的夹角为θ,两力的合力为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F1和F2中的任何一个都大C.如果夹角θ不变,F1大小不变,只要增大F2,合力F必然增大D.合力F的作用效果与两个分力F1和F2共同作用的效果是相同的3.(多选)力是矢量,它的合成与分解遵循平行四边形定则,则下列关于大小分别为7 N和9N的两个力的合力的说法正确的是()A.合力可能为3NB.合力不可能为9NC.合力一定为16ND.合力可能为2N4.如图所示,A、B为同一水平线上的两个绕绳装置,转动A、B改变绳的长度,使光滑挂钩下的重物C缓慢下降。
关于此过程绳上拉力大小的变化,下列说法中正确的是()A.不变B.逐渐减小C.逐渐增大D.不能确定5.两根长度相同、材料相同的细绳悬挂一块小黑板,以下四种挂法中,最容易拉断细绳的是()6.(多选)小娟、小明两人共提一桶水匀速前行,如图所示。
已知两人手臂上的拉力大小相等且为F,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶的总重力为G,则下列说法中正确的是()A.当θ为120°时,F=GB.不管θ为何值,F=G2C.当θ=0°时,F=G2D.θ越大时,F越小题组二合力的计算7.如图所示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可能为()A.1N和4NB.2N和3NC.1N和5ND.2N和4N8.有三个力作用在同一个物体上,它们的大小分别为F1=30N,F2=40N,F3=50N,且F1的方向与F2的方向垂直,F3的方向可以任意改变,则这三个力的合力最大值和最小值分别为()A.120N,0B.120N,20NC.100N,0D.100N,20N9.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.6F10.两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+b22C.√a+bD.√a2+b22能力提升练题组一力的合成1.(2020湖北宜昌高一检测,)三个共点力F1=5N、F2=8N、F3=10N作用在同一个质点上,其合力大小范围正确的是()A.0≤F≤23NB.3N≤F≤23NC.7N≤F≤23ND.13N≤F≤23N2.(2019吉林实验中学高一上期中,)某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格边长表示1N大小的力),该物体所受的合外力大小正确的是()A.甲图中物体所受的合外力大小等于4NB.乙图中物体所受的合外力大小等于2NC.丙图中物体所受的合外力大小等于0D.丁图中物体所受的合外力大小等于03.(2019四川绵阳南山中学高一上期中,)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。
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.在如下所示的A、B、C、D四图中,滑轮本身的重力忽略不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面挂一个质量都是m的重物,当滑轮和重物都静止不动时,A、C、D图中杆P与竖直方向夹角均为θ,图B中杆P在竖直方向上,假设A、B、C、D四图中滑轮受到木杆弹力的大小依次为FA 、FB、FC、FD,则以下判断中正确的是A.FA =FB= FC=FDB.FD>FA=FB>FCC.FA = FC=FD>FBD.FC>FA=FB>FD【答案】B【解析】在A、B、C、D四图中均以滑轮为研究对象,对其受力分析,均受两个绳子的拉力和杆的弹力,滑轮和重物都静止不动,合力均为零,故杆的弹力与两个绳子的拉力的合力等值、反向、共线;两个绳子的拉力大小均等于重物的重力,又在A、B两图中,两个绳子的拉力夹角相同,所以两个绳子的拉力的合力相同,即, C图中两个绳子的拉力夹角最大,根据力的合成知识知,两个绳子的拉力的合力最小,即,在D图中两个绳子的拉力夹角最小,根据力的合成知识知,两个绳子的拉力的合力最大,即,故选B。
【考点】本题考查共点力平衡的条件及其应用以及力的合成与分解的运用。
2.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3.图甲为杂技表演的安全网示意图,网绳的结构为正方格形,o、a、b、c、d…,为网绳的结点,安全网水平张紧后,若质量为m的运动员从高处落下,并恰好落在o点上,该处下凹至最低点时,网绳doe,bog均呈120o向上的张角,如图乙所示,此时o点受到的向下的冲击力大小为F,则这时o点周围每根网绳承受的力的大小为()A.F B.C.F+mg D.【答案】B【解析】以o点为研究对象,由图知,o点受竖直向下的力F,do段绳的拉力F,eo段绳的拉力F0,bo、go段绳的拉力F,根据平行四边形法则可求do段绳的拉力与eo段绳的拉力的合力竖直向上,大小为F0,bo与go段绳的拉力的合力也竖直向上大小为F,由题意o点处于平衡状态,故F=2F,所以每根绳上拉力,所以B正确。
高中物理必修一力的合成和分解(有答案)
高中物理①相互垂直的两个力合成,合力大小为F=F21+F22.、大小相等的两个力合成,其平行四边形为菱形,对角线相互垂直,合力大小为用量角器量得∠COE=∠DOE所以合力方向竖直向下.(2)解析法:先画出力的平行四边形,如图乙所示,由于OE,两对角线垂直且平分,OD在力的平行四边形中,各线段的长度表示力的大小,则有F=2F1cos 30°=2×300×32N合力方向竖直向下.[针对训练1]两个大小分别为()A.F2≤F≤F1C.F1-F2≤F≤F1+F2答案 C[针对训练2]如图5所示,用一根长上,已知绳能承受的最大张力为)()的两个作用效果,并求它的两个分力.如图所示)OB将重为G的重物悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间,OB绳与竖直方向的夹角为之间的关系为()解析本题中选解法一力的作用效果分解法绳子OC的拉力如图甲所示.可得F A=G tan θ,F B解法二正交分解法结点O受到三个力在水平方向和竖直方向分解F B cos θ=F C=G可解得F A=G tan解法三力的合成法B.F1=D.F2=cos.定义:把各个力沿相互垂直的两个方向进行分解的方法用途:求多个共点力的合力时,往往用正交分解法.建立直角坐标系;通常选择共点力的作用点为坐标原点,让尽可能多把不在坐标轴上的各力沿坐标轴方向进行正交分解.的关系式为:F=F2x+两根轻细绳b和c的一端连接于竖直墙上,上另施加一个方向与水平线成θ角的拉力的大小范围.(g取10解析作出物体F sin θ+F1sin θ-F cos θ-F2-F1cos由①式得F=mg sin由②③式得F=要使两绳都伸直,则有所以由③式得F由④式得F min=综合得F的取值范围为[针对训练4]如图所示,置于水平地面的三脚架上固定着一质量为轻质支架等长,与竖直方向均成23mg3mg和对斜面的压力F2可分解为使物体沿斜面下滑的力F1和垂直于斜面使物体紧压斜面的力是重力的一个分力,不是(物体)对斜面的压力和F2是G的两个分力,错.物体放在光滑斜面上只受到重力B.F D.F解析物体受力如右图,F cos θ=F f,即.如图所示,重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力和平行斜面向下的力F2,那么().这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大B.mg sinθD.mg cosθF2cos θ2F9.在倾角为α的斜面上,一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端,另一端绕过一中间有一圈凹槽的圆柱体,并用与斜面夹角为一切摩擦,圆柱体质量为m,求拉力①式应改为:F由③得F=mg1将④代入②,解得F N=mg cos α-10.如图所示,轻绳A端固定,将B答案15 4l解析如右图所示,以与滑轮接触的那一小段绳子为研究对象,在任何一个平衡位置都在滑轮对它的压力(大小为G)和绳的拉力F1、F2共同作用下静止.而同一根绳子上的拉力大小F1、F2总是相等的,它们的合力F T是重力G的平衡力,方向竖直向上.因此以F1、F2为分力作力的合成的平行四边形一定是菱形.利用菱形对角线互相垂直平分的性质,结合相似三角形知识可得d2∶l2=F12-G22∶F1,因为绳能承受的最大拉力是2G,所以d最大时F1=F2=2G,此时d2∶l2=15∶4,所以d最大为154l.§课后作业§1.小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也推不动,他便想了个妙招,如图所示,用A、B 两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法中正确的是()A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力解析由小明所受重力产生的效果,小明的重力可分解为沿两个木板方向的分力,由于两个木板夹角接近180°,根据平行四边形定则,可知分力可远大于小明的重力,选项C正确.答案 C2.F1、F2是力F的两个分力.若F=10 N,则下列不可能是F的两个分力的是().A.F1=10 N,F2=10 NB.F1=20 N,F2=20 NC.F1=2 N,F2=6 ND.F1=20 N,F2=30 N解析本题考查合力和分力之间的关系,合力F和两个分力F1、F2之间的关系为|F1-F2|≤F≤|F1+F2|,则应选C.答案 C3.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().C.0.5 D 受力分析如图甲所示,由题意得F T cos θ=F f1整体受力分析如图乙所示,由题意得2 C.3∶3块石块为研究对象,受力分析如图,石块静止,则.物块静止在固定的斜面上,分别按如下图所示的方向对物块施加大小相等的力四个图中的物块均处于平衡状态,都受到四个作用力:重力G、外力建立沿斜面方向和垂直于斜面方向的直角坐标系,如图所示.分别列出物块的平衡方程可得到:A图中F f A=G sin θ;B图中F f B=+F)sin θ.B.物体可能受三个力作用D.物体一定受四个力作用角变大角变小B.mgD.F根据题意可知:两根轻绳与竖直杆间距正好组成等边三角形,对结点进行受力分析,根F T A方向不变,两绳拉力的合力重力大小和方向保持不变,如图所示,经分析可知,θ最小为。
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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。
(cos75°=0.259,g=10N/kg)10、如图所示,两个人共同用力将一块牌匾拉上墙头。
其中一人用了450N的拉力,另一人用了600 N的拉力。
如果这两个人所用拉力的夹角是90°,求它们的合力。
11、两个共点力的夹角为90º时,它们的合力大小为N,如果这两个力成某一角度θ时,它们的合力与其中的一个分力垂直,且大小为N,求这两个力的大小。
12、甲、乙两人分别在两岸用绳拉小船在河流中行驶,已知甲的拉力大小为800 N,方向与航向夹角为30°.要保持小船能在河流正中间沿直线行驶.图3-19(1)乙怎样用力最小?(2)其最小的力为多大?(3)此时小船受到两人拉力的合力为多大?13、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?图3-1714、在电线杆的两侧用钢丝绳把它固定在地上,如图3-4-14所示.如果钢丝绳与地面的夹角∠A=∠B=60°,每根钢丝绳的拉力都是300 N,求两根钢丝绳作用在电线杆上的合力.图3-4-14 15、(12分)如图所示,把一个物体放在倾角为θ=30o的斜面上,物体受到大小为20N,方向竖直向下的重力作用,但它并不能竖直下落.从力的作用效果看,重力可以分解为两个分力.(1)用作图法求出两个分力的大小;(2)用计算法求出两个分力的大小.16、有两个大小不变的共点力F1、F2(已知F1>F2),当它们同方向时,合力为7N;当它们反向时,合力为1N,求:(1)F1、F2的大小;(2)用作图法求出当两力垂直时的合力大小。
17、三个共点力的大小分别为F1=8N,F2=8N,F3=16N三个方向的夹角如下图所示,试计算这三个的合力的大小。
18、如图2所示为一平行四边形ABCD,AC、BD为对角线,其交点为G,其中O为平行四边形所在平面内一点,试求有向线段OA、OB、OC和OD所表示的四个力的合力的大小和方向.19、如图B-6所示,一重物上固定着一个光滑的动滑轮,共重30N.一个人站在高处用40N大小的力拉绳子的另一端,将重物提升.求当两绳的夹角分别为60°和120°时,物体所受的合力为多大 .20、如图5所示,大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F的六个力,同时作用在一个物体上,若相互间夹角均为60°,试求该物体所受的合力.21、大小均为F的三个力共同作用在O点,如图1所示,F1、F2与F3之间的夹角均为60°,求合力.22、如图2所示,三个共点力F1=5N,F2=5N,F3=10N,三力互成120°角,求三个力的合力23、将一个20N的力进行分解,其中一个分力的方向与这个力成30°角,试讨论:(1)另一个分力的大小不会小于多少;(2)若另一个分力大小是N,则已知方向的分力的大小是多少.24、如图1所示,一质点受同一平面内的F1、F2、F3三个共点力的作用,且F1=F2=F3=20N,F1与F2,F2与F3的夹角均为60°,试求这几个力的合力.25、三个夹角互为120°的共面力作用于一点,大小分别为20N、30N和40N,求这三个力的合力.26、在同一平面上共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次是19N、40N、30N和15N,方向如图2所示,求其合力.27、如图4所示,有五个力F1、F2、F3、F4、F5作用于一点O,构成一个正六边形的两邻边和三条对角线.设F3=10N,试求这五个力的合力.28、如图A-3所示,两个大人和一个小孩拉动停放在水平面上的木箱M使其沿x轴正向运动,两个大人的拉力F1和F2大小分别为80N和60N,他们与x轴夹角分别为53°和37°,且F1、F2与x轴在同一水平面内,则小孩需要对木箱施加的最小拉力为多少,其方向如何.(sin37°=0.6,sin53°=0.8)29、如图1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?30、如图9所示,两根长度相等的轻绳,下端挂一质量为m的物体,上端分别固定在水平天花板上的M、N两点,两点间的距离为s,已知两绳所能承受的最大拉力为T,则每根绳的长度不得短于_____.31、两个共点力的夹角为90º时,它们的合力大小为N,如果这两个力成某一角度θ时,它们的合力与其中的一个分力垂直,且大小为N,求这两个力的大小。
参考答案一、计算题1、如图所示,定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,所以绳的拉力F1=F2=100 N,柱顶所受压力大小F=2F1cos 30°得F=100 N。
2、考点:力的合成.分析:(1)根据力的三要素,取一定标度,运用平行四边形定则,即可作出两个力的合力;(2)根据力的平行四边形定则,运用三角函数关系,即可求解.解答:解:方法一(作图法):取5 mm长线段表示10 N,作出平行四边形如图所示:量得对角线长为25 mm,则合力F大小约为50 N,方向与F2夹角为53°.法二(计算法):由于两个力大小相等,夹角为90°.故作出的平行四边形为正方形,可用计算法求合力F.如图所示可得:F==N=50N;方向:tanθ==,即θ=53°,故合力方向与F2成53°.答:这两个力的合力大小50 N,方向与F2成53°角.点评:考查学会由作图与计算两种方法,求解两个力的合力,注意突出作图的严格性.3、答案:500 N方向垂直于河岸指向另一侧.解析:要使船沿OO′方向航行,甲和乙的拉力的合力方向必须沿OO′方向.在(b)中作平行四边形可知,当乙拉船的力的方向垂直于OO′时,乙的拉力F乙最小,其最小值为:F乙=F甲sin30°=1000×1/2 N=500(N).4、1 200 N解析:由题意可知,水平电线AB和斜牵引索BC两个拉力的合力竖直向下,其大小为F合= N=400 N,故电线杆对地面的压力F N=G+F合=1 200 N.5、1 N≤F≤7 N解析:由图知,F1-F2=1,F+F=52,得F1=4 N,F2=3 N,合力范围F1-F2≤F≤F1+F2,即1 N≤F≤7 N.6、5.0 N 1.0 N解析:由平行四边形定则可知,题图中F1与F2的合力F==5.0 N.若木块滑动时,木块受到的滑动摩擦力大小为F f=μF N=μmg=6.0 N.由于F<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,即为5.0 N.当F2顺时针旋转90°时,F1与F2方向相同,它们的合力为F1+F2=7.0 N>6.0 N.此时木块运动,受滑动摩擦力作用,木块受的合力为1.0 N.7、 [解析] (1)F1、F2的合力F12=F21+F22=5 N,又fm=μmg=6 N,故f12<fm,在F1、F2作用下木块不动,此时木块受的摩擦力f=F12=5 N.(2)当F2顺时针转90°时,F1、F2的合力F12′=F1+F2=7 N>fm,此时木块在地面上滑动.所受合力大小为F合=F12′-fm=1 N.[答案] (1)5 N (2)1 N8、 [解析] 由题意可知,水平电线AB和斜牵引索BC两个拉力的合力竖直向下,其大小为F合=5002-3002 N=400 N,故电线杆对地面的压力FN=G+F合=1200 N.[答案] 1200 N9、【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=2Fcos75°所以拉力F==N=19 305N答案:均为19 305N10、【解析】如图所示:F==N=750 N与F1的夹角:tanα===α=53°。
答案:750N,方向与450 N的拉力的夹角为53°向上11、【解析】设两分力大小分别为F1、F2,且F2为其中较大的分力,根据题意有F12+F22=()2F22-F12=()2解得:F1=1N,F2=3N。
12、解析:(1)要使小船能在河流中间沿直线行驶,乙施力后船所受合力应沿该直线方向,由力的平行四边形定则,当F乙与航行直线垂直且向下时,用力最小.(2)最小力F乙=F甲sin30°=400 N.(3)合力为F=F甲cos30°=400 N.答案:(1)乙垂直航向且向下时用力最小(2)400 N (3)400N13、解析:将物块重力产生的效果沿ac、bc两绳分解如图所示,由力的平行四边形的几何关系得:F ac=mg cos30°=mgF bc=mg cos60°=mg.答案:mgmg14、解析:先画出力的平行四边形,如图所示,由于OC=OD,得到的是菱形.连结CD,两对角线垂直且平分,OC表示300 N,∠COO′=30°.在三角形OCO′中,OO′=OC·cos30°.在力的平行四边形中,各线段的长表示力的大小,则有=F1·cos30°,所以合力F=2F1cos30°=2×300×N =519.6 N.答案:519.6 N 方向竖直向下15、(12分)参考解答:(1)选取一定的标度,作出力的平行四边形.(4分)用刻度尺测量后得知,两个分力的大小分别为(2分)(2分)(2)两个分力的大小分别为(2分)(2分)16、(1)同向时:F1+F2=7N ①反向时:F1-F2=7N ②由①②可得:F1=4N F2=3N(2)图略。