内容正文:
第八章 《运动和力》练习
§8.4 同一直线上二力的合成练习
【知识回顾】
一、力的合成
1.合力与分力
如果一个力单独作用的效果跟几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的 ;组成合力的每一个力叫作 。
2.力的合成:在物理学中,求几个力合力的过程叫作 。
3、合力与分力的关系:
(1)同一性:分力必须同时作用在同一个物体上。
(2)非共存性:合力和分力不能同时存在,对物体进行受力分析时,考虑了合力,就不能再考虑分力;考虑了分力,就不能再考虑合力。
(3)等效性:合力并不是分力的总和,而是作用效果上的替代,即合力的实质是分力的“等效力”,它可以替代几个分力。
二、同一直线上二力的合成
1.同一直线上两个力的合力
二力的方向
图示
合力大小
合力方向
同向
F合=
与F1和F2的方向相同
反向
F合=
与较大的力方向一致
2.理解力的合成
(1)只有两个力或多个力同时作用在一个物体上时,才能求合力。
(2)二力的合成是多个力合成的基础。物体受到多个力作用时,可以先求出任意两个力的合力,再求出这个合力与第三个力的合力,以此类推,就可以完成多个力的合成。
【精练】
1.把一个重为2N的苹果竖直向上抛出,苹果在空中受到重力和空气阻力的作用。若苹果在上升和下降过程中所受合力的大小分别为 F1、F2,则( )
A.F1可能小于F2 B. F1可能等于F2
C. F1一定等于F2 D. F1一定大于F2
2.小阳用100N的力竖直向上提起一个重50N的水桶,则水桶受到的合力大小以及合力方向正确的是( )
A.合力大小为50N,合力方向竖直向上 B.合力大小为50N,合力方向竖直向下
C.合力大小为150N,合力方向竖直向上 D.合力大小为150N,合力方向竖直向下
3.把一个质量是0.5kg 的篮球竖直向上抛出,假定运动过程中空气对它的阻力恒为 0.5N,则篮球在竖直上升和降落过程中所受力的合力分别是( )
A.5.5N 4.5N B.5.5N 5N C.4.5N 5.5N D.5N 4.5N
4.同学们学了“同一直线上二力的合成”后开展讨论,下面说法中正确的是( )
A.同一直线上两个力的合力可能小于其中任何一个力
B.同一直线上两个力的合力一定大于其中任何一个力
C.同一直线上两个力的合力一定小于其中任何一个力
D.同一直线上两个力的合力一定不为零
5.跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直跳下,他所受的重力和空气阻力的合力为100N,方向竖直向下,已知运动员和降落伞的总重为800N,则运动员所受空气阻力大小为( )
A.100N B.700N C.800N D.900N
6.小华用60N的力沿竖直方向提起一袋重为50N的米,则米袋受到的合力( )
A.大小为10N,方向竖直向上
B.大小为10N,方向竖直向下
C.大小为110N,方向竖直向上
D.大小为110N,方向竖直向下
7.把重为G的物块竖直悬挂在弹簧测力计下,示数分别为F1、F2,物块运动情况和F1、F2对应的关系如图所示,则关于F1、F2的大小关系正确的是( )
A.F1可能大于F2 B.F1可能等于F2
C.F1一定大于F2 D.F1一定等于F2
8.如图所示,用弹簧测力计和相同的弹簧分别进行多次实验,其中力F可以作为F1、F2合力的是( )
A.只有② B.只有③
C.①② D.①③
9.一物体放在水平地面上,如图甲所示,物体所受水平拉力F随时间t的变化如图乙,物体的速度v随时间t的变化如图丙。则下列说法中正确的是( )
A.0~2s物体所受摩擦力为0N
B.2~6s物体所受摩擦力为3N
C.8~10s物体摩擦力大于2N
D.4~9s物体所受摩擦力相等
10.(多选)作用于同一物体上的两个力大小分别为100N和200N,如果这两个力在同一直线上,则它们的合力大小可能是( )
A.100N B.200N C.300N D.400N
11.(多选)同一直线上两个力的合力F为50N,其中一个力为30N,那么另一个力的大小可能是( )
A.10N B.20N C.50N D.80N
12.(多选)小明沿水平方向推箱子前行,推力为F,如图甲所示.推箱子的过程中,其和图像分别如图乙、丙所示,则下列判断正确的是( )
A.内,箱子受到的摩擦力大小为
B.时,箱子受到的摩擦力大小为6N
C.内,箱子受到的摩擦力大小不变
D.内,箱子受到的合力不为0
13.一名从飞机上跳下的跳伞运动员,他和伞的总质量为60kg。打开降落伞前,运动员和伞所受的空气阻力为200N,合力的大小是 N,此时运动员将 (选填“加速”“匀速”或“减速”)下降(g取10N/kg)
14.天眼FAST 调试组研制了“微重力蜘蛛人系统”,用充有氦气的气球将作业人员吊起,减小作业人员对反射面板的压力,形成“微重力”效果,使得作业人员能够到达反射面板任意地方执行巡检和维护作业,如图所示,当作业人员静止在反射面板上时,反射面板对人的支持力和人的重力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力,人所受的合力为 N。
15.质量为5kg的物体受到竖直向上40N的拉力静止在水平地面上,物体受 个力的作用,物体受到的合力是 N。
16.如图所示,小车在水平向左的拉力F1和推力F2的作用下向左运动(摩擦力忽略不计),其中F1为1N,F2为3N,则木块在水平方向受到的合力为 N,方向 。(摩擦力忽略不计)
17.如图所示, 物块在5N的推力F作用下沿着粗糙的斜面向上做匀速直线运动, 物块受到合力为 N,物块受到的推力和摩擦力 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
18.如图甲两个小孩分别用竖直向上F1=100N和F2=120N的力提起一桶水,图乙一个大人至少用方向 、大小为 N的力提起同一桶水。
19.小明在光滑的水平板上探究同一直线上二力合成的规律。如图甲所示的装置为探究过程的俯视图,实验时首先将皮筋的B端固定,再用两个测力计沿相同方向拉A端,使A端到达某一点O并记录下该点的位置。
(1)实验中用一个测力计拉皮筋时,仍要将皮筋A端拉伸到O点再读数,这样做的目的是使 的作用效果与和共同作用的效果相同,这里利用的科学方法是 ;
(2)通过该实验可知F与、的大小关系是 ;(用字母表示)
(3)小凤做实验时,用第一个弹簧测力计钩住皮筋的A端,第二个弹簧测力计钩住第一个弹簧测力计的挂环,如图乙所示,拉动第二个弹簧测力计,使A端到达某一点并记录下该点的位置,然后在表格中记录下两个拉力、的大小与方向,再用一个测力计拉皮筋A端,仍将A端拉伸到点,记录下此时拉力的大小与方向。根据你的推断, N。
20.我国自主研发的长航程极地漫游机器人,质量约500kg,装有四条三角形履带,2013年2月,首次在南极内陆冰盖完成了27 km的自主行走,g取10 N/kg。求:
(1)该机器人所受的重力是多少?
(2)本次自主行走共耗时0.5 h,则它的平均速度为多少?
(3)如果机器人刚启动时水平方向上牵引力是20N,受到的阻力是10N则机器人此时水平方向上受到的合力是多大?
参考答案
【知识回顾】
一、力的合成
1.合力与分力
如果一个力单独作用的效果跟几个力共同作用的效果相同,这个力就叫作那几个力的合力;组成合力的每一个力叫作分力。
2.力的合成:在物理学中,求几个力合力的过程叫作力的合成。
3、合力与分力的关系:
(1)同一性:分力必须同时作用在同一个物体上。
(2)非共存性:合力和分力不能同时存在,对物体进行受力分析时,考虑了合力,就不能再考虑分力;考虑了分力,就不能再考虑合力。
(3)等效性:合力并不是分力的总和,而是作用效果上的替代,即合力的实质是分力的“等效力”,它可以替代几个分力。
二、同一直线上二力的合成
1.同一直线上两个力的合力
二力的方向
图示
合力大小
合力方向
同向
F合= F1+F2
与F1和F2的方向相同
反向
F合= F1-F2
与较大的力方向一致
2.理解力的合成
(1)只有两个力或多个力同时作用在一个物体上时,才能求合力。
(2)二力的合成是多个力合成的基础。物体受到多个力作用时,可以先求出任意两个力的合力,再求出这个合力与第三个力的合力,以此类推,就可以完成多个力的合成。
【精练】
1.把一个重为2N的苹果竖直向上抛出,苹果在空中受到重力和空气阻力的作用。若苹果在上升和下降过程中所受合力的大小分别为 F1、F2,则( D )
A.F1可能小于F2 B. F1可能等于F2
C. F1一定等于F2 D. F1一定大于F2
2.小阳用100N的力竖直向上提起一个重50N的水桶,则水桶受到的合力大小以及合力方向正确的是(A )
A.合力大小为50N,合力方向竖直向上 B.合力大小为50N,合力方向竖直向下
C.合力大小为150N,合力方向竖直向上 D.合力大小为150N,合力方向竖直向下
3.把一个质量是0.5kg 的篮球竖直向上抛出,假定运动过程中空气对它的阻力恒为 0.5N,则篮球在竖直上升和降落过程中所受力的合力分别是( A )
A.5.5N 4.5N B.5.5N 5N C.4.5N 5.5N D.5N 4.5N
4.同学们学了“同一直线上二力的合成”后开展讨论,下面说法中正确的是( A )
A.同一直线上两个力的合力可能小于其中任何一个力
B.同一直线上两个力的合力一定大于其中任何一个力
C.同一直线上两个力的合力一定小于其中任何一个力
D.同一直线上两个力的合力一定不为零
5.跳伞运动员背着打开的降落伞从空中竖直跳下,他所受的重力和空气阻力的合力为100N,方向竖直向下,已知运动员和降落伞的总重为800N,则运动员所受空气阻力大小为( B )
A.100N B.700N C.800N D.900N
6.小华用60N的力沿竖直方向提起一袋重为50N的米,则米袋受到的合力( A )
A.大小为10N,方向竖直向上
B.大小为10N,方向竖直向下
C.大小为110N,方向竖直向上
D.大小为110N,方向竖直向下
7.把重为G的物块竖直悬挂在弹簧测力计下,示数分别为F1、F2,物块运动情况和F1、F2对应的关系如图所示,则关于F1、F2的大小关系正确的是(D )
A.F1可能大于F2 B.F1可能等于F2
C.F1一定大于F2 D.F1一定等于F2
8.如图所示,用弹簧测力计和相同的弹簧分别进行多次实验,其中力F可以作为F1、F2合力的是( B )
A.只有② B.只有③
C.①② D.①③
9.一物体放在水平地面上,如图甲所示,物体所受水平拉力F随时间t的变化如图乙,物体的速度v随时间t的变化如图丙。则下列说法中正确的是(D )
A.0~2s物体所受摩擦力为0N
B.2~6s物体所受摩擦力为3N
C.8~10s物体摩擦力大于2N
D.4~9s物体所受摩擦力相等
10.(多选)作用于同一物体上的两个力大小分别为100N和200N,如果这两个力在同一直线上,则它们的合力大小可能是(AC )
A.100N B.200N C.300N D.400N
11.(多选)同一直线上两个力的合力F为50N,其中一个力为30N,那么另一个力的大小可能是( BD )
A.10N B.20N C.50N D.80N
12.(多选)小明沿水平方向推箱子前行,推力为F,如图甲所示.推箱子的过程中,其和图像分别如图乙、丙所示,则下列判断正确的是(ABC )
A.内,箱子受到的摩擦力大小为
B.时,箱子受到的摩擦力大小为6N
C.内,箱子受到的摩擦力大小不变
D.内,箱子受到的合力不为0
13.一名从飞机上跳下的跳伞运动员,他和伞的总质量为60kg。打开降落伞前,运动员和伞所受的空气阻力为200N,合力的大小是 400 N,此时运动员将 加速 (选填“加速”“匀速”或“减速”)下降(g取10N/kg)。
14.天眼FAST 调试组研制了“微重力蜘蛛人系统”,用充有氦气的气球将作业人员吊起,减小作业人员对反射面板的压力,形成“微重力”效果,使得作业人员能够到达反射面板任意地方执行巡检和维护作业,如图所示,当作业人员静止在反射面板上时,反射面板对人的支持力和人的重力 不是 (选填“是”或“不是”)一对平衡力,人所受的合力为 0 N。
15.质量为5kg的物体受到竖直向上40N的拉力静止在水平地面上,物体受 3 个力的作用,物体受到的合力是 0 N。
16.如图所示,小车在水平向左的拉力F1和推力F2的作用下向左运动(摩擦力忽略不计),其中F1为1N,F2为3N,则木块在水平方向受到的合力为 4 N,方向 水平向左 。(摩擦力忽略不计)
17.如图所示, 物块在5N的推力F作用下沿着粗糙的斜面向上做匀速直线运动, 物块受到合力为 0 N,物块受到的推力和摩擦力 不是 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
18.如图甲两个小孩分别用竖直向上F1=100N和F2=120N的力提起一桶水,图乙一个大人至少用方向 竖直向上 、大小为 220 N的力提起同一桶水。
19.小明在光滑的水平板上探究同一直线上二力合成的规律。如图甲所示的装置为探究过程的俯视图,实验时首先将皮筋的B端固定,再用两个测力计沿相同方向拉A端,使A端到达某一点O并记录下该点的位置。
(1)实验中用一个测力计拉皮筋时,仍要将皮筋A端拉伸到O点再读数,这样做的目的是使 F 的作用效果与和共同作用的效果相同,这里利用的科学方法是 等效替代法 ;
(2)通过该实验可知F与、的大小关系是 F=F1+F2 ;(用字母表示)
(3)小凤做实验时,用第一个弹簧测力计钩住皮筋的A端,第二个弹簧测力计钩住第一个弹簧测力计的挂环,如图乙所示,拉动第二个弹簧测力计,使A端到达某一点并记录下该点的位置,然后在表格中记录下两个拉力、的大小与方向,再用一个测力计拉皮筋A端,仍将A端拉伸到点,记录下此时拉力的大小与方向。根据你的推断, 1.2 N。
20.我国自主研发的长航程极地漫游机器人,质量约500kg,装有四条三角形履带,2013年2月,首次在南极内陆冰盖完成了27 km的自主行走,g取10 N/kg。求:
(1)该机器人所受的重力是多少?
(2)本次自主行走共耗时0.5 h,则它的平均速度为多少?
(3)如果机器人刚启动时水平方向上牵引力是20N,受到的阻力是10N则机器人此时水平方向上受到的合力是多大?
15.(1)解: 该机器人所受到的重力G=mg=500kg×10N/kg=5000N
答:该机器人所受到的重力是5000N;
(2)解: 本次自主行走共耗时0.5h,则它的平均速度
答:本次自主行走共耗时0.5h,则它的平均速度为54km/h。
(3)解:机器人水平方向上牵引力是20N,受到的阻力是10N,则合力为
答:机器人此时水平方向上受到的合力为10N。
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