内容正文:
第4节 同一直线上二力的合成
知识点:同一直线上二力的合成
1.将一辆小车放在水平地面上。小明向右拉,拉力为200 N;同时小红向右推(如图所示),推力为150 N,他们对小车合力的大小与方向为 ( A )
A.350 N,方向向右 B.200 N,方向向右
C.150 N,方向向右 D.50 N,方向向左
2.在光滑的水平面上,甲、乙两位同学沿同一直线推一辆小车,甲用200 N的力向右推,乙用300 N的力向左推,则小车受到甲、乙两位同学的合力大小和方向是 ( A )
A.100 N,向左 B.100 N,向右 C.500 N,向右 D.500 N,向左
3.若作用在一个物体上的两个力分别是5 N和8 N,且在同一直线上,则这两个力的合力是 ( C )
A.一定是13 N B.一定是3 N
C.可能是3 N或13 N D.无法判断
4.下列关于同一直线上两个力与它的合力大小的说法中,正确的是 ( D )
A.两个力的合力可能小于两力之差
B.两个力的合力一定大于其中任何一个力
C.两个力的合力可能大于两力之和
D.两个力的合力可能小于其中任何一个力
5.F1、F2是同一水平直线上的两个力,它们的合力大小为30 N,方向向左,F1的大小是10 N,则关于F2的大小和方向,下列说法中正确的是 ( C )
A.F2的大小一定是20 N B.F2的大小一定是40 N
C.F2的方向一定沿水平向左 D.F2的方向可能向左,也可能向右
6.如图所示,一木块放置于水平桌面上,在水平力F1=8 N和F2=3 N的作用下处于静止状态,若撤去力F1,则木块在水平方向上受到的合力为 ( D )
A.8 N,水平向右 B.5 N,水平向左 C.11 N,水平向右 D.0 N
7.如图所示,用弹簧测力计拉一个放在水平面上重为50 N的箱子,当测力计的读数为5 N时,箱子恰好做匀速直线运动,当测力计的读数增大到8 N时,箱子受到的合力为 3 N。
8.“燕山雪花大如席,片片吹落轩辕台。”出自唐代李白的《北风行》。如图,重为G的雪花从空中加速飘落的过程中,若雪花所受阻力为f,则雪花所受力的合力大小和方向为 ( C )
A.大小:G-f;方向:竖直向上
B.大小:G+f;方向:竖直向上
C.大小:G-f;方向:竖直向下
D.大小:G+f;方向:竖直向下
解析:重为G的雪花从空中加速飘落的过程中,向下运动,阻力方向向上,重力方向竖直向下,两者方向相反,故合力大小F'=G-f,合力方向竖直向下。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
9.一个重5 N的篮球在空中运动时受到的空气阻力恒为0.8 N,现将篮球竖直向上抛出,篮球在竖直上升的过程中所受的合力为 5.8 N,篮球在竖直下落的过程中所受的合力为 4.2 N。
解析:篮球在上升过程中,受竖直向下的重力和空气对它竖直向下的阻力,因同一直线上同方向的两个力的合力大小为二者之和,则所受的合力为:F=G+f=5 N+0.8 N=5.8 N;篮球在下落过程中,受竖直向下的重力和空气对它竖直向上的阻力,因同一直线上方向相反的两个力的合力大小为二者之差,则所受的合力为:F'=G-f=5 N-0.8 N=4.2 N。
10.如图所示,重为100 N的物体放在水平地面上,用大小为60 N的力F竖直向上拉物体,物体将 静止 (选填“静止”或“向上运动”),此时地面对物体的支持力是 40 N,物体受到的合力大小为 0 N。
解析:重为100 N的物体放在水平地面上,用大小为60 N的力F竖直向上拉物体,物体拉力小于重力,物体没被拉动,处于静止状态。物体静止时,受平衡力作用,受到的合力为0。
11.某跳伞运动员和降落伞的质量共90千克,在某次跳伞中:(g取10 N/kg)
(1)当伞没有打开时,受到空气阻力f=100 N,此时跳伞运动员受到的合力是多大,方向如何;
(2)当伞和运动员在空中匀速下降时,所受到的空气阻力是多大?方向如何?
(1)800 N,方向竖直向下;
(2)900 N,方向竖直向上。
解析:(1)当伞没有打开时,受到的重力竖直向下,而受到的空气阻力竖直向上,大小为f=100 N,重力G=mg=90 kg×10 N/kg=900 N,此时跳伞运动员受到的合力F=G-f=mg-f=900 N-100 N=800 N,合力的方向竖直向下。
(2)当伞和运动员在空中匀速下降时,整体受力平衡,重力与所受到的空气阻力是一对平衡力,大小等于重力,为900 N,阻力的方向竖直向上。
解析:降落伞和重物的总重力为G=mg=7.5 kg×10 N/kg=75 N,最后2 s降落伞和重物做匀速直线运动,受到的阻力和重力是一对平衡力,大小相等,f=G=75 N。根据公式f=kv2可知,降落伞和重物匀速下降时,阻力f=75 N,则k==3 N·s2/m2。由图可知,打开降落伞刚开始向下减速直线运动时,速度为10 m/s,降落伞和重物受到的空气阻力f'=kv'2=3 N·s2/m2×(10 m/s)2=300 N,阻力竖直向上,重力竖直向下,则降落伞后重物受到的合力大小为F=f-G=300 N-75 N=225 N。
12.将带有重物的降落伞从高处释放,速度增大至10 m/s时打开降落伞,重物下落的v-t图像如图。打开降落伞后,降落伞和重物受到的空气阻力f与速度满足关系f=kv2,k为定值。降落伞和重物的总质量为7.5 kg 。根据以上数据可以求得k= 3 N·s2/m2。第1 s时降落伞和重物所受合力大小为 225 N。(g取10 N/kg)
基础巩固·达标练
1.A 2.A 3.C 4.D 5.C 6.D 7.3
能力提升·培优练
8.C 解析:重为G的雪花从空中加速飘落的过程中,向下运动,阻力方向向上,重力方向竖直向下,两者方向相反,故合力大小F'=G-f,合力方向竖直向下。故ABD不符合题意,C符合题意。故选C。
9.5.8 4.2 解析:篮球在上升过程中,受竖直向下的重力和空气对它竖直向下的阻力,因同一直线上同方向的两个力的合力大小为二者之和,则所受的合力为:F=G+f=5 N+0.8 N=5.8 N;篮球在下落过程中,受竖直向下的重力和空气对它竖直向上的阻力,因同一直线上方向相反的两个力的合力大小为二者之差,则所受的合力为:F'=G-f=5 N-0.8 N=4.2 N。
10.静止 40 0 解析:重为100 N的物体放在水平地面上,用大小为60 N的力F竖直向上拉物体,物体拉力小于重力,物体没被拉动,处于静止状态。物体静止时,受平衡力作用,受到的合力为0。
11.(1)800 N,方向竖直向下;
(2)900 N,方向竖直向上。
解析:(1)当伞没有打开时,受到的重力竖直向下,而受到的空气阻力竖直向上,大小为f=100 N,重力G=mg=90 kg×10 N/kg=900 N,此时跳伞运动员受到的合力F=G-f=mg-f=900 N-100 N=800 N,合力的方向竖直向下。
(2)当伞和运动员在空中匀速下降时,整体受力平衡,重力与所受到的空气阻力是一对平衡力,大小等于重力,为900 N,阻力的方向竖直向上。
12.3 225 解析:降落伞和重物的总重力为G=mg=7.5 kg×10 N/kg=75 N,最后2 s降落伞和重物做匀速直线运动,受到的阻力和重力是一对平衡力,大小相等,f=G=75 N。根据公式f=kv2可知,降落伞和重物匀速下降时,阻力f=75 N,则k===3 N·s2/m2。由图可知,打开降落伞刚开始向下减速直线运动时,速度为10 m/s,降落伞和重物受到的空气阻力f'=kv'2=3 N·s2/m2×(10 m/s)2=300 N,阻力竖直向上,重力竖直向下,则降落伞后重物受到的合力大小为F=f-G=300 N-75 N=225 N。
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