第3章 第1课时 力的合成 习题及解析（可编辑Word）(同步练习)-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高一物理必修第一册（粤教版2019）

第四节　力的合成 第1课时　力的合成 基础过关练 题组一　合力和分力的关系 1.(多选)关于共点力的合成,下列说法正确的是(　　) A.两个共点力的合力一定比分力大 B.两个共点力的大小一定,二力的夹角越大,其合力越小 C.两个共点力夹角不变,其中一个分力增大时,合力一定增大 D.三个共点力大小分别为2 N、5 N、6 N,其合力最大值为13 N,最小值为0 N 2.(多选)两个共点力F1和F2,合力大小为30 N,其中F1大小为50 N,则F2的大小可能是(　　) A.10 N　　　B.40 N　　　 C.70 N　　　D.100 N 3.(多选)作用在同一个物体上的三个共面共点力,第一个力的大小是1 N,第二个力的大小是5 N,第三个力的大小是9 N,它们合力的大小可能是(　　) A.0　　　B.2 N　　　C.4 N　　　D.6 N 题组二　合力的计算 4.如图两个力的合力F的大小随这两个力夹角θ变化的情况如图所示,由图中提供的数据求出这两个力的大小可能为(　　) A.F1=5 N,F2=1 N　　　B.F1=2 N,F2=3 N C.F1=3 N,F2=4 N　　　D.F1=3 N,F2=5 N 5.有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们之间的夹角为90°时,合力为F。当它们间的夹角为60°时,合力大小为　(　　) A.2F　　　B.F　　　C.F　　　D.F 6.如图所示,水平地面上固定着一根竖直立柱,某人用绕过柱顶的光滑定滑轮的绳将100 N的货物拉住。已知人拉着绳子的一端,且该绳与水平方向的夹角为30°,则柱顶所受压力大小为(　　) A.200 N　　　B.100 N C.100 N　　　D.50 N 7.南昌八一大桥是江西省第一座斜拉索桥,全长3 000多米,设计为双独塔双索面扇形预应力斜拉桥,如图所示。挺拔高耸的103米主塔似一把利剑直刺苍穹,塔两侧的多对钢索连接主梁,呈扇面展开,如巨型琴弦,正弹奏着巨龙腾飞的奏鸣曲。假设斜拉桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是53°,每根钢索中的拉力都是5×104 N,那么它们对塔柱形成的合力有多大?方向如何?(已知sin 53°=0.8,cos 53°=0.6) 能力提升练 题组一　合力与力的合成 1.三个共点力F1、F2、F3,其中F1=1 N,方向正西,F2=1 N,方向正北,若三力的合力是2 N,方向正北,则F3应是　(　　) A.1 N,方向东北　　　B.2 N,方向正南 C.3.2 N,方向东北　　　D. N,方向东北 2.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(坐标纸中每格的边长表示1 N大小的力),该物体所受的合外力大小正确的是(　　) A.图甲中物体所受的合外力大小等于4 N B.图乙中物体所受的合外力大小等于2 N C.图丙中物体所受的合外力等于0 D.图丁中物体所受的合外力等于0 3.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点作用了三个力F1、F2、F3。若F2的大小已知,则这三个力的合力为(　　) A.F2　　　B.2F2　　　C.3F2　　　D.4F2 题组二　力的合成的应用 4.在如图所示的甲、乙、丙、丁四幅图中,滑轮本身所受的重力忽略不计,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端下面都挂一个质量为m的重物,当滑轮和重物都静止不动时,甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹角均为θ,乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四幅图中滑轮受到木杆P的弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD,则以下判断中正确的是(　　) 甲 乙 丙 丁 A.FA=FB=FC=FD　　　B.FD>FA=FB>FC C.FA=FC=FD>FB　　　D.FC>FA=FB>FD 5.电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力,但不能到绳的自由端去直接测量。某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器,工作原理如图所示,将相距为L的两根固定支柱A、B(图中的小圆圈表示支柱的横截面)垂直于金属绳水平放置,在A、B的中点用一可动支柱C向上推动金属绳,使绳在垂直于AB的方向竖直向上发生一个偏移量d(d≪L),这时仪器测得金属绳对支柱C竖直向下的作用力为F。试用L、d、F表示这时金属绳中的张力FT。 答案全解全析 第四节　力的合成 第1课时　力的合成 基础过关练 1.BD　两个共点力的合力可能比两个分力大,也可能比两个分力小,还可能与两个分力相等,A错误;两个共点力的大小一定时,二个力的夹角越大,其合力越小,B正确;两个共点力夹角不变,其中一个分力增大时,合力增大,也可能减小,比如方向相反的两个分力,较小的分力增大时(小于较大的分力),合力可能减小,C错误;三个共点力大小分别为2 N、5 N、6 N,其合力最大值为13 N,最小值为0 N,D正确。 2.BC　两个共点力的合力大小为30 N,若其中一个分力F1大小为50 N,另一分力F2的大小应在20 N≤F2≤80 N范围内,故A、D错误,B、C正确。 3.CD　F1=1 N、F2=5 N、F3=9 N,三个力合力的最大值等于三个力之和,即15 N;F1、F2两个力的合力最大为6 N,最小为4 N,F3=9 N不在这两个力的合力范围内,可知三个力合力最小值是9 N-(5 N+1 N)=3 N;因此三个力的合力范围为3 N≤F≤15 N,故A、B错误,C、D正确。 方法技巧 求解三个共点力的合力的方法:任取两个力,求出其合力大小的范围,如果第三个力的大小在这个范围内,则三个力的合力最小值为零;如果第三个力的大小不在这个范围内,则合力最小值等于最大的力减去另外两个力合力的最大值。 4.C　设两个分力的大小分别为F1、F2,且F1<F2。由图可得,当两个力方向相反时合力为1 N,则有F2-F1=1 N;当两个力之间的夹角为90°时,合力为5 N,则有=5 N;联立解得F2=4 N,F1=3 N,C正确,A、B、D错误。 5.B　当两个力夹角为90°时,合力为F,如图甲所示,根据平行四边形定则与数学知识可得F1=F2=F;当两个力之间的夹角为60°时,根据平行四边形定则,合力大小为F'=2F1 cos 30°=F,故B正确,A、C、D错误。 关键点拨 两个大小相等的共点力F1、F2,当它们间夹角为90°时,合力大小为F,根据平行四边形定则求出分力的大小;当两分力夹角为60°时,再根据平行四边形定则求出合力的大小。 6.B　由于定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,滑轮两侧绳上的拉力大小等于货物的重力大小,所以绳的拉力F1=F2=100 N,对柱顶受力分析如图所示,柱顶所受压力大小F=2F1 cos 30°=2×100× N=100 N,故B选项正确。 7.答案　6×104 N　方向竖直向下 解析　把两根钢索的拉力看成沿钢索方向的两个分力,以它们为邻边画出一个平行四边形,其对角线就表示它们的合力,由对称性可知,合力方向竖直向下;根据这个平行四边形是一个菱形的特点,如图所示,连接A、B,交OC于D,则AB与OC互相垂直平分,即AB⊥OC,且AD=DB、OD=OC;考虑直角三角形AOD,∠AOD=53°,则有F=2F1 cos 53°=2×5×104×0.6 N=6×104 N。 能力提升练 1.D　根据题意知,三力的合力是2 N,方向正北,而F2=1 N,方向正北,因此力F1与F3的合力大小为1 N,方向正北;根据力的平行四边形定则,则F3大小应为 N,方向东北,如图所示,故A、B、C错误,D正确。 2.D　图甲中,先将F1与F3合成,然后再将F1、F3的合力与F2合成,求得合力大小等于5 N,选项A错误;图乙中,由力的平行四边形定则求得合力大小等于5 N,选项B错误;图丙中,F2与F3的合力等于F1,则三力的合力为2F1=6 N,选项C错误;根据三角形定则,图丁中合力等于0,选项D正确。 3.C　由几何关系可知F1与F2垂直,以F1、F3为邻边作平行四边形,对角线沿F2方向,长度为F2的2倍,则合力F13=2F2,故F1、F2、F3的合力F=3F2,选C。 4.B　绳上的拉力大小等于重物所受的重力mg,设滑轮两侧细绳之间的夹角为φ,滑轮受到木杆P的弹力F等于滑轮两侧细绳拉力的合力,即F=2mg cos ,由夹角关系可得FD>FA=FB>FC,选项B正确。 5.答案　 解析　设支柱C两边金属绳的拉力分别为FT1和FT2,BC与AB的夹角为θ,如图所示。 由对称性得FT1=FT2=FT 由力的合成规律有F=2FT sin θ 根据几何关系有sin θ= 联立上述两式解得FT= 因d≪L,故FT=。 9 学科网（北京）股份有限公司 $$