2024-2025学年高中物理第2章力5力的合成作业含解析教科版必修1

PAGE4-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全部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6N和8N，当8N的力渐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．渐渐增大 D．渐渐减小A[当8N的力减小到6N时，两个力的合力最小为0，若再减小，两力的合力又将渐渐增大，两力的合力最大为6N，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.eq\f(\r(2),2)FC.eq\r(2)F D．FB[当夹角为90°时，F＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))，所以F1＝F2＝eq\f(\r(2),2)F.当夹角为120°时，依据平行四边形定则，知合力与分力相等，所以F合＝F1＝eq\f(\r(2),2)F.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改变的图像，则这两个分力的大小分别为()A．1N和4N B．2N和3NC．1N和5N D．2N和4NB[由图像知，两力方向相同时，合力为5N，即F1＋F2＝5N；方向相反时，合力为1N，即F1－F2＝1N．故F1＝3N，F2＝2N，B正确．]6．有三个力，一个力是12N，一个力是6N，一个力是7N，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1NB．合力的最小值为0C．合力不行能为20ND．合力可能为30NB[三个力方向相同时合力最大Fmax＝25N，6N、7N两力的合力范围1N≤F合≤13N，当合力F合＝12N，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≤25N，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F1为100N，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F2的大小．[解析]作出F1与F2的合力F，如图所示．由几何学问可得合力大小F＝F1cos30°＝100×eq\f(\r(3),2)N＝50eq\r(3)N，绳子的拉力大小F2＝F1sin30°＝100×eq\f(1,2)N＝50N.[答案]50eq\r(3)N50N(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．5N、7N、8N B．5N、2N、3NC．1N、5N、10N D．1N、10N、10NABD[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2N≤F′≤12N，包含了8N在内，当前两个力的合力大小正好为8N，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[依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方向不变的状况下()A．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍B．F1、F2同时增加5N，F也增加5NC．F1增加5N，F2削减5N，F肯定不变D．F1、F2中的一个减小，F不肯定减小A[F＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))，当F1、F2同时增大一倍时，F合＝eq\r(2F12＋2F22)＝2eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝2F，选项A正确；当F1、F2同时增加5N时，F合′＝eq\r(F1＋5N2＋F2＋5N2)≠F＋5N，选项B错误；当F1增加5N，F2削减5N时，F合″＝eq\r(F1＋5N2＋F2－5N2)＝F不肯定成立，选项C错误；F1、F2中的一个减小，F肯定减小，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．F2 B．2F2C．3F2 D．4F2C[由几何学问知，力F1与F3垂直，以F1、F3为邻边作平行四边形，如图所示，则F1、F3的合力为PC代表的线段，由于eq\x\to(PC)＝2eq\x\to(PO)，即PC代表的力等于2F2，故三个力的合力为3F2，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，假如汽车的总质量为2000kg，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，cos75°＝0.259，取g＝10N/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，据几何学问可得eq\f(G,2)＝2Fcos75°所以拉力F＝eq\f(G,4cos75°)＝eq\f(2000×10,4×0.259)N≈19305N.[答案]19305N6．(14分)如图所示，在水平地面上放一质量为1.0kg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＝3.0N，F2＝4.0N，g取10N/kg，则木块受到的摩擦力为多大？若将F2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F1与F2的合力F＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝5.0N．若木块滑动，木块受到的滑动摩擦力大