4.1科学探究：力的合成 同步课时作业 -2025-2026学年高一上学期物理鲁科版必修第一册

4.1科学探究：力的合成 1.如图所示，有五个力作用于同一点O，表示这五个力的有向线段恰分别构成一个正六边形的两条邻边和内角的连线.已知，则这五个力的合力大小为( ) A.20 N B.30 N C.40 N D.60 N 2.在学习力的平行四边形定则时，小梦同学将三个力和平移后恰好构成封闭的直角三角形，如图所示，学习小组的四位同学分别做了以下判断，其中正确的是( ) A.甲同学认为该三个力的合力为零 B.乙同学认为若只将的方向反向，则该三个力的合力为零 C.丙同学认为若只将的方向反向，则该三个力的合力为零 D.丁同学认为若只将的方向反向，则该三个力的合力为零 3.两个作用在一条直线上的力。当时，它们的合力是( ) A.一定是26 N B.一定是10 N C.26 N或10 N D.缺少条件，无法判断 4.如图所示，天花板上A、B两点连接一根轻绳，通过挂钩（可自由滑动）在绳子上挂一件衣服，无风时，衣服位置如图中实线所示；起风时，衣服受水平风力作用，轻绳与衣服处于图中虚线位置，设衣服与挂钩整体质量为m，，，重力加速度为g，则风力大小为( ) A. B. C. D. 5.作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是5 N，另一个力的大小是8 N，它们的合力可能是( ) A.2 N B.4 N C.14 N D.20 N 6.有两个力，一个是10N，一个是2N，它们的合力可能等于( ) A.5N B.10N C.15N D.6N 7.如图所示，三个大小相等的力F作用于同一点O，合力最小的是( ) A. B. C. D. 8.如图，水平桌面上有一薄板，薄板上摆放着小圆柱体A、B、C，圆柱体的质量分别为、、，且。用一水平外力将薄板沿垂直BC的方向抽出，圆柱体与薄板间的动摩擦因数均相同，圆柱体与桌面间的动摩擦因数也均相同。则抽出后，三个圆柱体留在桌面上的位置所组成的图形可能是图( ) A. B. C. D. 9.有两个力，它们的合力为0.现在把其中一个向东6N的力改为向南（大小不变），它们的合力大小为( ) A.6N B. C.12N D.0 10.如图所示，有个大小都为F的共点力，沿着顶角为120°的圆锥体的母线方向向下，相邻两个力的夹角都是相等的.则这个力的合力大小为( ) A. B. C. D. 11.如图所示，有六个力分别组成正六边形的六个边，还有三个力分别为此正六边形的对角线，若已知，这九个力作用在同一点上，则这九个力的合力大小为( ) A.0 B. C. D. 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、、、、、，相互之间的夹角均为60°，则它们合力的大小为( ) A. B. C. D. 13.如图所示，由、、为边长组成四个三角形，且，根据力的合成，下列四个图中三个力、、的合力最大的是( ) A. B. C. D. 14.在同一平面内作用着三个共点力，它们的大小和方向如图所示.已知，，则这三个力的合力大小为( ) A.5 N B. C. D.7 N 15.下列各图中三角形的三边各代表一个力，以下说法中正确的是( ) A.图1中三个力的合力为零 B.图2中三个力的合力为 C.图3中三个力的合力为 D.图4中三个力的合力为 答案以及解析 1.答案：D 解析：解法一：利用平行四边形定则，如图甲所示. 最大力为，根据平行四边形定则可知，与的合力为与的合力为，这五个力的合力为，已知，根据几何关系可知，所以合力的大小为，故D正确. 解法二：利用三角形定则，如图乙所示. 将分别平移到与与的末端之间，的合力等于的合力等于，由几何关系可知，故这五个力的合力大小为，故D正确. 解法三：利用对称法，如图丙所示. 由正六边形特点和对称性可知，和的夹角为，则合力在其夹角的角平分线上，合力的大小等于其分力的大小，故和的合力，同理，和的合力也在其夹角的角平分线上，由几何关系可知，故这五个力的合力大小为，故D正确. 解法四：利用正交分解法，以点O为原点建立如图丁所示的平面直角坐标系. 将正交分解，在y轴方向合力为零，故这五个力的合力等于在x轴方向的合力，有，已知，由几何关系得，，故这五个力的合力大小为，故D正确. 2.答案：D 解析：当三力首尾相接恰好构成三角形时，三个力合力恰好为零.由题图可知这三个力的合力为，故A错误；若只将的方向反向，三个力的合力为，故B错误；若只将的方向反向，三个力的合力为，故C错误；若只将的方向反向，则三个力刚好首尾相接构成三角形，则该三个力的合力为零，故D正确. 3.答案：C 解析：因为题干中没有说明这两个力的方向相同还是相反，所以结果分两种情况，即当这两个力方向相同时，大小等于这两个力的大小之和；这两个力方向相反时，大小等于这两个力的大小之差。则它们合力分别为：。 4.答案：C 解析：如图所示，挂钩两侧绳子上张力大小相同，对衣服受力分析，重力与F的合力在的角平分线上，根据图中几何关系可知，，解得，C正确。 5.答案：B 解析：两力合成时，合力范围为 代入数据，故有 故B正确，ACD错误。 故选B。 6.答案：B 解析：合力的范围为 即 故选B。 7.答案：C 解析：根据力的合成可知，A中合力大小为，B中合力大小为F，C中合力大小为零，D中合力大小为，故选C。 8.答案：A 解析：设圆柱体的质量为m，圆柱体与薄板间的动摩擦因数、圆柱体与桌面间的动摩擦因数均为，则在抽薄板的过程中，圆柱体在薄板摩擦力的作用下做加速运动，离开模板后在桌面摩擦力的作用下做减速运动，根据牛顿第二定律有 可得，加速运动与减速运动时的加速度都为 由于圆柱体A先离开薄板，B、C同时后离开薄板，则根据可知，A离开薄板时的速度小于B、C离开薄板时的速度，同时A加速的位移小于B、C加速的位移。离开薄板后，根据可知，B、C在桌面上滑动的距离相等，且大于A在桌面上滑动的距离。 故选A。 9.答案：B 解析：两个力合力为0，其中一个向东的力为6N，则另一个力向西且大小也为6N，将向东的6N的力改为向南，则向西的6N的力与向南的6N的力的合力大小为。 故选B。 10.答案：B 解析：由题意可知，两个对称相等的共点力大小为F，夹角为120°，合力的大小即为F，因此个力的合力大小为，故B正确，A、C、D错误. 11.答案：C 解析：由题图可知，和可合成为，和可合成为，和可合成为，因为是正六边形，所以，，所以九个力的合力为，故选C. 12.答案：C 解析：先把在一条直线上的力进行合成，然后再根据平行四边形规则进行合成.依图先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与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6N的力相同，再将合成后沿4N和6N方向上的两个3N的力合成，其合力为3N，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。 故选C。 13.答案：A 解析：根据平行四边形定则可知，A图中三个力的合力为，B图中三个力的合力为0，C图中三个力的合力为，D图中三个力的合力为，三个力的大小关系是，所以A图合力最大 故选A。 14.答案：A 解析：如图所示，以三力共同作用点为原点、竖直方向为y轴、水平方向为x轴建立坐标系，则沿x轴正方向上的合力大小为；沿y轴正方向上的合力大小为，这三个力的合力大小为，A正确. 15.答案：C 解析：根据三角形定则可知，题图1中和的合力为，故三力的合力为；题图2中和的合力为，故三力的合力为；题图3中和的合力为，故三力的合力为；题图4中和的合力为，故三力的合力为零，故选项A、B、D错误，C正确. 学科网（北京）股份有限公司 $