4.1 科学探究：力的合成——课时训练 -2024-2025学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册

4.1 科学探究：力的合成 一、单选题 1．翁卷的《乡村四月》中的“乡村四月闲人少，才了蚕桑又插田”歌颂了劳动之美。一同学在农忙季节帮家里扛稻谷，有一包质量为40kg的稻谷放在田埂上，该同学用100N的力竖直向上抬该包稻谷，取重力加速度大小，这包稻谷受到的合力为( ) A.400N B.0 C.300N D.100N 2．如图，潜泳爱好者沿虚线匀速下潜，水对泳者的合力可能是( ) A. B. C. D. 3．三个共点力大小分别是，关于它们合力F的大小，下列说法正确的是( ) A.F大小的取值范围一定是 B.F至少比中的某一个力大 C.若，只要适当调整它们之间的夹角， 一定能使合力为零 D.若，只要适当调整它们之间的夹角， 一定能使合力为零 4．两个共点力、的大小分别为4N、10N，其方向之间的夹角可以变化，则这两个共点力的合力大小可能为( ) A.40N B.16N C.10N D.4N 5．如图所示，放在水平面上的物体在和作用下，向右做匀速直线运动，已知，方向水平向右，，方向水平向左，下列说法正确的是( ) A.撤去的瞬间，物体受到的摩擦力大小为2N B.撤去的瞬间，物体受到的合外力大小为4N C.撤去的瞬间，物体受到的摩擦力大小为4N D.撤去的瞬间，物体受到的合外力大小为4N 6．如图所示，一个细绳系着一个乒乓球靠近水流时，会被水流“吸”住。乒乓球的重力为G，此时细线的拉力大小为，水流对乒乓球的作用力大小为，则( ) A.与的合力大于G B.与的合力小于G C.的竖直分力等于G D.的水平分力等于的水平分力 7．如图甲所示，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE。在图乙中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环，小圆环受到拉力三力的共同作用，静止于O点，橡皮条伸长的长度为EO。撤去，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使它静止于O点，如图丙所示。则与的合力是( ) A.F B.F的反作用力 C. D.的反作用力 8．用如图装置“探究力的平行四边形定则”的实验时，其中有益于减小实验误差的做法是( ) A.两细绳必须等长 B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行 C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大 D.拉橡皮条的两细绳要相互垂直 二、多选题 9．三个共点力大小分别为2N、5N、8N，它们的合力的大小可能为( ) A.0N B.1N C.5N D.16N 10．如图所示，在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环。小圆环静止时，由两个测力计的示数得到拉力和的大小，此外还必须( ) A.记录小圆环的位置 B.记录两细线的方向 C.测量两细线的夹角 D.测量橡皮条的伸长量 11．在验证平行四边形定则实验中，橡皮条的一端固定在木板上，用两个测力计把橡皮条的另一端拉到同一确定的O点.以下操作中错误的有_____。 A.同一实验过程中，O点位置可以移动 B.实验中，测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对测力计刻度 C.实验中，先将一个测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调整另一测力计的大小和方向，把橡皮条另一端拉到O点 D.实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个测力计之间的夹角取90°，以便算出合力的大小 三、填空题 12．若一个物体受多个力的作用，如图所示。六个共面共点力，大小分别为1N，2N，3N，4N，5N，6N，相互之间的夹角均为60°。 （1）它们合力的大小为___________，方向___________。 （2）恰当选择标度，利用作图法证明（1）问中的结论___________。 13．将和的图示进行合成，正方形每一小格边长表示1N，并计算和的合力大小________。 14．作用于同一点的两个力的合力F随的夹角变化的情况如图所示，则_____，_____。 四、计算题 15．两个共点力，的方向如图虚线所示，互成角度60°，利用平行四边形定则分别用作图法和计算法求出两个力的合力。 16．在航空母舰上飞机起、降过程中，由于甲板的长度有限，起飞时先用一弹射装置使飞机获得一个初速度，然后再经发动机工作获得足够的速度才能安全起飞.降落时飞机尾部的挂钩挂住甲板上特设的钢缆索后对飞机产生拉力，使飞机速度很快减小，而安全“着陆”.在一次飞机降落过程中，挂钩恰挂住钢缆索的中点，与钢缆索的夹角为120°时（如图），飞机受到的拉力为，若钢缆索上张力处处相等，求此时钢缆索的张力大小. 参考答案 1．答案：B 解析：100N小于稻谷的重力，稻谷仍然静止，处于平衡状态，这包稻谷受到的合力为0。 故选B。 2．答案：C 解析：潜泳爱好者沿虚线匀速下潜，故处于平衡状态，合外力为0，又因为潜泳爱好者只受重力和水对其作用力，那么根据重力方向竖直向下，则水对其作用力向上，故C正确，ABD错误。 故选C。 3．答案：C 解析：A.当三个力的方向相同时，合力最大，即合力的最大值为 当第三个力不在剩余两个力的合力范围内，合力不为零，故A错误； B.合力可能大于分力，也可能小于任意一个分力，也可能和分力大小相等，故B错误； C.由于，则第三个力在剩余两个力的合力范围内，所以三个力的合力可以为零，故C正确； D.第三个力不在剩余两个力的合力范围内，合力不为零，故D错误。 故选C。 4．答案：C 解析：合力的大小范围为 故选C。 5．答案：C 解析：物块向右做匀速直线运动，所受的滑动摩擦力大小为 方向向左； AB.撤去的瞬间，物体向右运动，则所受到的摩擦力大小仍为，方向向左，此时物体受到的合外力大小为 选项AB错误； CD.撤去的瞬间，物体向右运动，则所受到的摩擦力大小仍为4N，方向向左，此时物体受到的合外力大小为 选项C正确，D错误。 故选C。 6．答案：D 解析：AB乒乓球处于静止状态，则根据共点力平衡条件可知与的合力等于G，故AB错误； CD乒乓球所受重力竖直向下，根据共点力平衡条件可知的水平分力等于的水平分力，的竖直分力和的竖直分力的矢量和等于重力，故C错误，D正确； 故选D。 7．答案：A 解析：与共同作用的效果与F单独作用的效果相同，则与的合力是F，与F作用在同一物体上，是一对平衡力，不是一对相互作用力。 故选A。 8．答案：B 解析：A.为减小实验误差，拉橡皮条的细绳应细一些且长一些，可不必等长，故A错误;B.为了防止出现竖直方向的分力，读数的弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，故B正确;C.该实验应用作图法，用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差适当即可，之差不一定尽可能大，故C错误;D.拉橡皮条的两细绳要长一些，构成一定的角度即可，不必要相互垂直，故D错误;故选B。 9．答案：BC 解析：三个共点力大小分别为2N、5N、8N，它们的合力的最小值为1N，它们合力的最大值为15N，它们合力的取值范围是 故选BC。 10．答案：AB 解析：由两个测力计的示数得到拉力和的大小，此外还必须记录小圆环的位置和记录两细线的方向。故选AB。 11．答案：ACD 解析：要保证两个弹簧秤的拉力与一个弹簧秤的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸长量相同，则O点的位置应固定.故A错误；本实验是在水平面作力的图示，为了减小误差弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度.故B正确.本实验，弹簧秤的拉力应不超过量程，两个弹簧秤拉力的大小没有要求，只要使两次效果相同就行，故C错误.本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧秤拉力的方向没有限制.故D错误.本题选错误的，故选ACD. 12．答案：（1）6N；沿5N的力方向（2） 解析：（1）依图现将同一直线上的力合成，4N与1N的合力为3N，方向与4N的力相同；5N和2N的合力为3N，方向与5N的力相同；6N与3N的合力为3N，方向与3N的力相同，再将合成后沿6N和4N方向上的两个3N的力合成，其合力为3N，由几个关系得方向与5N的力方向相同，最后将此3N与合成后沿5N方向上的3N的力进行合成，合力大小为6N，方向与5N的力相同； （2）如图所示 13．答案：； 解析：合力如图 合力大小为 14．答案：30N或40N；40N或30N 解析：由图可知，当两力夹角为180°时，合力的大小为10N，则有：的绝对值为10N； 而两力夹角为90°的合力大小为50N，则有： 因此解得：或。 15．答案：见解析 解析：作图法 计算法 方向与成30° 16．答案：见解析 解析：解法1飞机受到的拉力与挂钩拉钢缆索的力F等大反向，拉力F产生了两个作用效果，即对两侧的钢缆索产生拉力.将拉力F分解，如答图所示，则 . 解法2钢缆索拉力的合力即为对飞机挂钩的拉力，把钢缆索的拉力合成即得F，如答图所示.由几何关系得. 学科网（北京）股份有限公司 $$