高中物理 2.5 力的合成（同步练习）教科版必修1

用心 爱心 专心 1 5 15 1 力的合成力的合成 要点导学 要点导学 1 力的合成和合力的概念 一个力产生的效果跟几个力共同产生的效果相同 这个力就是 那几个力的合力 力的合成是 运算过程 2 通过实验探究 求合力的方法可归纳为 如果用表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作 平行四边形 那么合力的大小与方向就可以用这个平行四边形的对角线表示 这个法则就 是平行四边形法则 3 合力随两分力间的夹角的增大而减小 合力的变化范围是在两分力之和与两分力之差之 间 即 F1 F2 F F1 F2 范例精析 范例精析 例例 1 1 在做 探究求合力的方法 的实验中 只用一个弹簧秤来代替钩码也可以完成这个 实验 下面用单个弹簧秤完成实验的说法中 正确的是 A 把两条细线中的一条与弹簧秤连接 然后同时拉动这两条细线 使橡皮条一端伸长到 O 点位置 读出秤的示数Fl和F2的值 B 把两条细线中的一条与弹簧秤连接 然后同时拉动这两条细线 使橡皮条的一端伸长 到 O 点 读出弹簧秤的示数F1 放回橡皮条 再将弹簧秤连接到另一根细线上 再同时拉这 两条细线 使橡皮条再伸长到O点 读出秤的示数F2 C 用弹簧秤连接一条细线拉橡皮条 使它的一端伸长到O点 读出Fl 再换另一条细线 与弹簧秤连接拉橡皮条 使它的一端仍然伸长到O点 读出F2 D 把两根细线中的一条细线与弹簧秤连接 然后同时拉这两条细线 使橡皮条的一端伸 长到O点 记下两细线的方向及秤的示数Fl 放回橡皮条后 将弹簧秤连接到另一根细线上 再同时拉这两条细线 使橡皮条一端伸长到O点 并使两条细线位于记录下来的方向上 读 出弹簧秤的读数为F2 解析 解析 本实验是用橡皮条的伸长来显示力的作用效果 相同的作用效果应该是使橡皮条 沿相同的方向伸长相同的长度 用一只弹簧秤实验 与用两只弹簧秤完成该实验基本步骤相 同 但必须保证效果相同 同时能完整地作出平行四边形进行比较 答案 D 拓展 拓展 本实验要研究合力和分力的关系 把第一次两个弹簧测力计的拉力F1和F2看作 与第二次一个弹簧测力计拉力F单独作用的效果相同时 F1 F2和F才构成分力和合力的关 系 在这个实验中 用橡皮条在拉力作用下发生的形变来反映力的作用效果 这个形变包括 伸长量和伸长方向两项 伸长量反映橡皮条所受合力的大小 伸长方向反映橡皮条所受合力 的方向 仅用其中的一项不能完整表示力的作用效果 例如 关于 探究求合力的方法 实验 下列说法正确的是 A 两串钩码的拉力与某一串钩码的拉力作用效果相同 B 实验中不必记录两分力的夹角 C 实验中必须记录两分力的方向 D 实验中必须记录橡皮条端点最终被拉到的位置 答案答案 ACD 例例 2 2 力F1 45N 方向水平向东 力F2 60N 方向水平向北 用作图法求解合力F的大小 和方向 用心 爱心 专心 2 解析 解析 选择某一标度 利用 1 0cm 的长度表示 15N 的力 作出力的平行四边形 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 用量角器可量出合力的方向为东偏北 53 拓展 拓展 涉及方向问题的共点力合成时 表示的方向应该与地图册的方向一致 用图解法求合 力时 选用的标度不能太小 标度太小会导致误差增大 例例 3 3 下列关于合力的叙述中正确的是 A 合力是原来几个力的等效代替 合力的作用效果与分力的共同作用效果相同 B 两个力夹角为 0 它们的合力随 增大而增大 C 合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 解析 解析 力的合成基本出发点是力的等效代替 合力是它的所有分力的一种等效力 它们之间 是等效代替关系 合力和作用在物体上各分力间的关系 在效果上是和各分力的共同作用等 效 而不是与一个分力等效 因此只有同时作用在同一物体上的力才能进行力的合成的运算 就合力与诸分力中的一个分力的大小相比较 则合力的大小可以大于 等于或小于分力 这 是因为力是矢量 力的合成遵循平行四边形定则 合力的大小不仅跟分力的大小有关 而且 跟分力的方向有关 根据力的平行四边形定则和数学知识可知 两个力夹角为 0 它们的合力随 增大而减小 0 时 合力最大 为两分力的代数和 180 时 合力大小最小 等于两分力代数差 所以合力的大小总不会比分力的代数和大 正正 确解答确解答 AC 拓展 拓展 只有同时作用在同一物体上的几个力才存在着等效的合力 求解多个力的合力时 可 以先把任意两个力合成 再把合力与第三个力合成 直到把所有力都合成进去 例如 三个 方向互成 120 角的力 F1 12N 方向向东 F2 15N 方向南偏西 F3 15N 方向西偏北 求这 三个力的合力时可先把F2与 F3合成 它们 的合力为 15N 方向向西 再与F1合成 所以三 个力的合力等于 3N 方向向西 如图 3 4 2 所示 用心 爱心 专心 3 能力训练 1 如果一个力的效果跟几个力共同产生效果 这个力叫做那几个力的 求 几个力的合力叫做 相同 合力 力的合成 2 力的合成遵循力的 求两个力的合力时 用力的图示法作出以这 两个力的线段为 的平行四边形的对角线 则对角线的长度和方向表示 平行四边形定则 邻边 合力的大小和方向 3 有两个大小不变的共点力 它们的合力的大小F合随两力夹角 变化的情况如图 3 4 3 所示 则两力的大小分别为 和 4N 8N 4 作用在某物体上同一点的两个力F1 40N F2 30N 当两个力的夹角为 时 两力的合力 最大 其最大值是 N 当两力的夹角为 时两力的合力最小 其最小值是 N 当两个力互相垂直时合力的大小是 N 合力的方向为 用与 F1 的夹角表示 0 70 180 10 50 37 5 有五个力作用于一点O 这五个力的作用情况如图 3 4 4 所示 构成一个正六边形的 两邻边和三条对角线 已知F3 10N 则这五个力的合力大小为 30N 6 一个物体受到两个力的作用 则 B A 当两个力大小相等时 物体所受合力一定为零 B 当两个力大小相等时 物体所受合力可能为零 C 当两个力中一个较大时 物体所受合力一定与较大的力同方向 D 当两个力互相垂直时 物体所受合力将取最大值 7 关于共点力 下列说法中正确的是 CD 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 则这两力是共点力 C 作用在一个物体的几个力 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 8 物体受到两个方向相反的力的作用 F1 8N F2 10N 当F2由 10N 逐渐减小到零的过 程中 这两个力的合力的大小变化是 D A 逐渐变小 B 逐渐增大 C 先变大后变小 D 先变小后变大 9 作用在同一物体上的两个力F1 F2 15N 用作图法分别求出夹角为 300 900 1200时合 力的大小和方向 10 如图 3 4 5 所示 悬挂在天花板下重 60N 的小球 在均匀的水平风力作用下偏离了 竖直方向 30 角 求风对小球的作用力和绳子的拉力 34 6N 11 如图 3 4 6 所示 悬线AO与天花板夹角为 600 线AO的拉力F1 24N 线BO与墙壁垂 直 线BO的拉力F2 12N