内容正文:
7.4 同一直线上二力的合成
一、单选题
1.假期社区服务劳动中,小明用300N的力水平向前拉车,小芳用200N的力水平向前推车,如图所示。则这两个力的合力大小是( )
A.100N B.200N C.300N D.500N
2.一个物体受到同一直线上大小分别为8N和5N的两个力的作用,则这两个力的合力( )
A.一定是13N B.可能是13N C.一定是3N D.可能是0N
3.雨滴在竖直下落的过程中,由于受到重力和阻力作用,一般要经历加速和匀速两个阶段,最终落到地面。如果一滴雨滴所受重力为,它在某时刻受到阻力大小为,则此时雨滴所受的合力为( )
A. B. C.0N D.
4.热爱劳动是中华民族的传统美德,班级大扫除中,总重为200N的水桶静止在水平地面上,小华用150N的力竖直向上提水桶时,此时水桶受到的合力为( )
A.0N B.50N C.150N D.350N
5.如图甲所示,物体A始终只受同一直线上的两个力F1、F2的作用,F1、F2的大小随时间的变化如图乙所示,则下列分析正确的是( )
A.在0~t1时间内,物体所受的合力先变大后变小,合力的方向始终与F1相反
B.在0~t1时间内,物体所受的合力先变小后变大,合力的方向始终与F1相同
C.在0~t1时间内,物体所受的合力先变大后变小,合力的方向始终与F2相反
D.在0~t1时间内,物体所受的合力先变小后变大,合力的方向始终与F2相同
6.作用在同一个物体上的两个力F1和F2,它们在同一直线上。已知两个力的合力F=40N,方向水平向左,分力F1=30N,则另一分力F2的大小和方向可能是( )
A.F2的大小为70N,方向水平向右 B.F2的大小为10N,方向水平向右
C.F2的大小为60N,方向水平向左 D.F2的大小为10N,方向水平向左
7.关于同一直线上两个分力的合力,下列说法正确的是( )
A.合力的大小可能比两个分力都大
B.合力的方向一定与两个分力的方向相同
C.合力的方向一定与较小的分力的方向相反
D.合力的大小不可能与其中的一个分力的大小相等
8.F1和F2是同一直线上的两个力,它们的合力大小为30N,方向向左。已知F1的大小为40N,关于F2的大小和方向,下列说法中正确的是( )
A.F2的大小一定是70N B.F2的大小一定是10N
C.F2的方向一定向左 D.F2的方向可能向左,也可能向右
二、填空题
9.一个重5N的篮球在空中运动时受到的空气阻力恒为0.8N,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______N,篮球在竖直下落的过程中所受的合力为______N。
10.受重力为8N的小球,竖直向上抛出,它上升和下降时受到的空气阻力都是2N,则小球上升时受到的合力大小是_______ N,下降时受到的合力大小是_______ N。
11.如图所示,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加4N拉力并使其保持静止,此时弹簧测力计的示数为______,弹簧测力计受到的合力为______。
12.一个苹果的重力为,它在空中运动时受到的空气阻力始终与运动方向相反,大小恒为。关于苹果运动过程中所受合力,则竖直上升时,合力为________N,合力方向是________。
13.作用在同一直线上的三个力,其中一个力的大小为。另一个力的大小为,第三个力的大小为,则:合力最大为___________;合力最小为___________。
三、实验题
14.小明同学在探究同一直线二力合成的实验中,把一根轻质弹簧的一端固定在O点,另一端用尼龙细线固定在弹簧秤的挂钩上,每次实验时,都将弹簧由A 拉伸到B位置。研究过程及实验数据如图(a)、(b)、(c)所示,请仔细观察图中的装置、操作及现象,然后归纳得出初步结论。
(1)由图a、b、c中,每次都将弹簧由A拉伸到B 位置,目的是___________, 用 到的实验方法是__________ 法;
(2)分析比 较图a与图b中拉力的方向及弹簧测力计的示数F1、F2可得出结论:在同一直线上,方向相同的两个力的合力大小F= _____________ ( 用 含F1、F2表达式作答)
(3)图c验证了在同一直线上,方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差,并且方向与较大力的方向相同的规律,则F3=____________
试卷第1页,共3页
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《7.4 同一直线上二力的合成》参考答案
1.D
【详解】小明用300N的力水平向前拉车,小芳用200N的力水平向前推车,故合力为二力之和,即
300N+200N=500N
故D符合题意,ACB不符合题意。
故选D。
2.B
【详解】当这两个力方向相同时,合力大小为F合1=F1+F2=5N+8N=13N
当这两个力方向相反时,合力大小为F合2=F2-F1=8N-5N=3N
所以,合力大小可能是13N,也可能是3N,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
3.D
【详解】雨滴受到的重力为,方向竖直向下,雨滴受到空气的阻力为,方向竖直向上,则雨滴下落过程中所受合力为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
4.A
【详解】分析可知,水桶受向下的重力及向上的拉力;因重力大于拉力,故无法将水桶提起,水桶静止在地面上,由于还受地面的支持力,使合力为零,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
5.C
【详解】根据图乙知,在0~t1时间内F1=F0,F2≤F0
初始时刻F2等于F0,然后先变小后变大;则两个力中较大的力为F1;同一直线上方向相反的两个力的合力大小等于这两个力的大小之差,合力的方向跟较大的那个力方向相同;则物体所受的合力的方向始终与F1相同,即合力的方向始终与F2相反;0时刻时,F1=F0,F2=F0,F合=F1-F2=0,F1=F0,F2<F0
且F2随时间变小时,即F合=F1-F2>0合力变大;
当F1=F0,F2<F0
且F2随时间变大时,即F合=F1-F2>0合力变小;即在0~t1时间内,物体所受的合力先变大后变小,合力的方向始终与F2相反。
故选C。
6.D
【详解】分力方向水平向左时:若分力方向水平向右,则合力不可能为40N,所以分力方向水平向左,则大小为
分力方向水平向右时:若分力方向水平向右,则合力不可能水平向左,所以分力方向水平向左,则大小为
故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
7.A
【详解】A.同一直线、同方向二力的合力大小等于二力大小之和,所以,此时合力的大小比两个分力都大,故A正确;
B.同一直线、反方向二力的合力大小等于二力大小之差,方向与二力中较大力的方向一致,而与较小的力的方向相反,故B错误;
C.同一直线、同方向二力的合力大小等于二力大小之和,方向与二力的方向相同;同一直线、反方向二力的合力,方向与二力中较大力的方向一致,而与较小的力的方向相反,所以,合力方向与较小的力方向可能相同,也可能相反,故C错误;
D.同一直线、同方向二力的合力大小等于二力大小之和,合力的大小比两个分力都大;反方向二力的合力大小等于二力大小之差,合力的大小可能与其中的一个分力的大小相等,故D错误。
故选A。
8.D
【详解】同一直线上二力的合成,当两个力方向相同时,合力大小等于二力的和,合力比两个力都大,方向与两个力方向相同;当两个力的方向相反时,合力大小等于二力的差,合力比其中一个力或者两个力都小,方向与较大的力的方向相同。
因为合力30N比F1小,故F1、F2方向相反,有两种情况:
①F1>F2,F1方向向左,F2方向向右,有
即
得
②F1<F2,F2方向向左,F1方向向右,有
即
得
F2=70N
故选D。
9. 5.8 4.2
【详解】[1]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=5N+0.8N=5.8N
[2]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=5N﹣0.8N=4.2N
10. 10 6
【详解】[1]小球竖直上升时,小球受到的重力方向竖直向下,由于阻力方向与运动方向相反,所以小球受到的空气阻力的方向也是竖直向下,所以小球受到的合力
[2]小球竖直下降时,小球受到的重力方向竖直向下,由于阻力方向与运动方向相反,所以小球受到的空气阻力的方向竖直向上,所以小球受到的合力
11. 4N 0N
【详解】[1]弹簧秤的示数为弹簧秤的挂钩受到的拉力,在弹簧测力计的两侧沿水平方向各加4N拉力,故弹簧秤的示数为4N。
[2]弹簧测力计处于平衡状态,受到的合力为0N。
12. 2.7 竖直向下
【详解】[1]苹果受两个力:竖直向下的重力、竖直向下的空气阻力,因为上升时运动方向向上,阻力与运动方向相反,故阻力方向向下,为。两个力方向相同,合力大小为二力之和
[2]合力方向与二力方向一致,即竖直向下。
13. 30N 0N
【详解】[1]三个力作用在同一直线上时,当三个力方向相同时,合力最大,此时合力等于三个力相加,即
[2]三个力作用在同一直线上时,当和在同一方向上,而在另一个方向时,合力最小,此时F2与F3的合力为
与另一个方向的再进行合成,此时合力为最小,最小的合力为
14.(1) 使每次实验中力产生的作用效果相同 等效替代法
(2)F1+ F2
(3)5N
【详解】(1)[1]力可以改变物体的形状,在a、b和c三次实验中,都将弹簧由A拉伸到B 位置,弹簧的形变程度相同,则力的作用效果相同,故将弹簧拉伸到B点,目的是使每次实验中力产生的作用效果相同。
[2]实验中通过弹簧相同的形变来表示受到相同的拉力,利用a图中测力计的示数来代换b、c两图中两个力的合力,这种方法叫做等效替代法。
(2)分析比较图a与b中的拉力,b图中两个力的合力与a图中的力大小相等,都为4N,b图中两个力分别为1N和3N,方向相同,从数量关系上分析,两个力的合力等于这两个分力的大小之和,并且方向跟两个力的方向相同,用表达式表示为。
(3)同理c图中两个力的合力与a图中的力大小相等,都为4N,同一直线上,方向相反的两个力的合力等于这两个分力的大小之差,所以F合=F3-F4=4N
由图知F4=1N,所以解得F3=5N。
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