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

第1节　科学探究：力的合成 一、必备知识基础 1.(多选)有关合力F和两分力F1、F2(三力都不为零)间的关系,下列说法正确的是(　　) A.若三力的大小关系满足F=F1=F2,则F1和F2间的夹角必为120° B.若F1和F2间的夹角不变,F1和F2都增大10 N,则F也增大10 N C.若F1和F2间的夹角不变,F1和F2都增大两倍,则F也增大两倍 D.若F的大小和方向不变,F1增大,则F2一定减小 2.一物体受到两个力F1、F2的作用,它们的大小分别为8 N、6 N,则该物体所受的合力大小可能是(　　) A.1 N B.14 N C.17 N D.18 N 3.(多选)一件行李重力为G,被轻绳OA和OB吊在空中,OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2,如图所示,下列说法正确的是(　　) A.F1、F2的合力是G B.F1、F2的合力是F C.行李对轻绳OA的拉力方向与F1方向相反,大小相等 D.行李受到重力G、OA绳拉力F1、OB绳拉力F2,还有F共四个力 4.(多选)如图所示,水平横梁一端插在墙壁内,另一端装有光滑的小滑轮。一轻绳的一端固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m=8 kg的重物,∠CBA=30°,g取10 N/kg,则下列说法正确的是(　　) A.BC段绳子的拉力为80 N B.BC段绳子的拉力大于80 N C.滑轮受到绳子的作用力方向为水平向左 D.滑轮受到绳子的作用力大小为80 N 5.设有三个力同时作用在质点P上,它们的大小和方向相当于正六边形的两条边和一条对角线,如图所示,这三个力中最小的力的大小为F,则这三个力的合力等于　　　。  二、关键能力提升 6.同时作用在某物体上的两个方向相反的共点力,大小分别为6 N和8 N,在8 N的力逐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.逐渐增大 D.逐渐减小 7.(多选)若两个力F1、F2的夹角为α(90°<α<180°),且α保持不变,则(　　) A.一个力增大,合力一定增大 B.两个力都增大,合力一定增大 C.两个力都增大,合力可能减小 D.两个力都增大,合力可能不变 8.如图为两个大小不变、夹角θ变化的力的合力的大小F与θ角之间的关系图像(0≤θ≤2π),下列说法正确的是(　　) A.合力大小的变化范围是0≤F≤14 N B.合力大小的变化范围是2 N≤F≤10 N C.这两个分力的大小分别为6 N和8 N D.这两个分力的大小分别为2 N和8 N 9.杨浦大桥是跨越黄浦江的斜拉索公路桥,它是中国自行设计、建造的双塔双索面叠合梁斜拉桥。假设杨浦大桥中某对钢索与竖直方向的夹角都是30°,如果每根钢索对塔柱的拉力都是3×104 N,根据这对钢索对塔柱的拉力建立的简单模型如图所示,那么它们合力的大小是多少?方向如何?(可用根号表示) 10.如图所示,一条小船在河中心向正东方向行驶,船上挂起一风帆,帆受侧向风作用,风力大小F1为100 N,方向为东偏南30°,为了使船受到的合力恰能沿正东方向,岸上一人用一根绳子拉船,绳子取向与河岸垂直,求风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小。 参考答案 1.AC　若F=F1=F2,则三力构成首尾相连的矢量三角形为正三角形,可得任意两个力之间的夹角都是120°,A正确;由合力的计算式F=可知,B错误,C正确;由于F1的大小和方向都不确定,所以增大F1时,F2可能增大,可能减小,也可能不变,D错误。 2.B　这两个力F1、F2的合力范围为2 N≤F合≤14 N。故选B。 3.BC　力F的作用效果与其分力F1、F2共同作用产生的效果相同。F1和F2的合力的作用效果是把行李提起来,而重力G的作用效果是使行李下落,另外二者产生的原因(即性质)也不相同,故A错误,B正确;行李对轻绳OA的拉力与拉行李的力F1是一对作用力与反作用力,等大反向,故C正确;合力F是为研究问题方便而假想出来的力,实际上不存在,应与实际受力区别开来,故D错误。 4.AD　因同一根绳子的拉力处处相等,故BC、BD段绳子的拉力F1=F2=G=mg=80 N,选项A正确,B错误;滑轮受到绳子的作用力为F1和F2的合力,由于F1=F2且夹角为120°,所以合力F=80 N,方向沿F1、F2夹角的平分线,即斜向左下方,与BD成60°,选项D正确,C错误。 5.解析 由几何关系得F3=2F,又F1、F2夹角为120°,大小均为F,故其合力大小为F,方向与F3相同,因此三个力的合力大小为3F。 答案 3F 6.A　当8 N的力减小到6 N时,两个力的合力最小为0,若再减小,两力的合力又将逐渐增大,两力的合力最大为6 N,故A正确。 7.CD　如图所示,保持F1与F1和F2的夹角α不变,当F2增至F2'时,F1和F2的合力F变为F',由图像可知F>F',即两分力中一个力增大,合力不一定增大。同理可分析出,两个力都增大,合力可能增大,可能减小,也可能不变,故C、D正确。 8.C　由题图和三角函数可知,当两个力方向相同时,合力等于两个力之和14 N;当两个力方向相反时,合力等于两个力之差2 N,由此可见,合力大小的变化范围是2 N≤F≤14 N,故A、B错误。由题图可知,当两力夹角为180°时,两力的合力为2 N,而当两力夹角为90°时,两力的合力为10 N,则这两个力的大小分别为6 N和8 N,故C正确,D错误。 9.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,合力方向一定沿塔柱竖直向下,这个平行四边形是一个菱形,如图所示 由几何关系可得 F=2F1cos 30°=2×3×104× N=3×104 N 即合力大小为3×104 N,方向竖直向下。 答案 3×104 N,方向竖直向下 10.解析 如图所示,以F1、F2为邻边作平行四边形,使合力F沿正东方向,则F=F1cos 30°=100× N=50 N F2=F1sin 30°=100× N=50 N。 答案 50 N　50 N 学科网（北京）股份有限公司 $