2020高中物理 12 力的合成（含解析）1

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE10-学必求其心得，业必贵于专精课时分层作业（十二）(时间：40分钟分值：100分)［合格基础练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分）1．（多选)已知两个分力的大小为F1、F2，它们的合力大小为F，下列说法中不正确的是()A．不可能出现F〈F1同时F<F2的情况B．不可能出现F>F1同时F>F2的情况C．不可能出现F<F1＋F2的情况D．不可能出现F>F1＋F2的情况ABC[如果F1与F2大小相等,方向相反，则其合力为零，既小于F1又小于F2，故A错误；如果F1、F2同向,则合力F＝F1＋F2，既大于F1又大于F2，故B错误；合力F的范围为｜F1－F2｜≤F≤F1＋F2，因此，C错误，D正确．]2．(多选）如图甲中,在半球形的碗中放一木杆，碗的A、B两点对杆的支持力分别为F1和F2；图乙中杆的一端用铰链O固定在墙上，另一端A处用竖直向上的力F将杆拉住，以下说法中正确的是(）甲乙A．图甲中F1与F2没有作用在同一点，不是共点力B．图甲中F1与F2的作用线的延长线交于一点,这两个力是共点力C．图乙中力F与杆的重力G没有作用于一点且作用线的延长线不可能相交，不是共点力D．图乙中若F垂直于杆向上，则F与G也不是共点力BC[根据共点力的定义可知，图甲中F1与F2不平行,作用线的延长线一定交于一点，故F1、F2是共点力，选项A错,B对；图乙中F竖直向上，与G平行，则不是共点力，若F垂直杆向上，则作用线的延长线必与重力G的作用线的延长线相交，此时F与G就是共点力，选项C对，D错．]3．如图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成一个闭合的三角形，且三个力的大小关系是F1＜F2＜F3，则下列四个选项中,这三个力的合力最大的是（)ABCDC[根据平行四边形定则可知,A项中三个力的合力为2F1,B项中三个力的合力为0，C项中三个力的合力为2F3，D项中三个力的合力为2F2，由于三个力的大小关系是F1＜F2＜F3，所以C项合力最大．故C正确．］4．如图所示，三个大小相等的力F作用于同一点O，则合力最小的是(）ABCDC[由图可知,C图中三个力的合力为零，而A、B、D图中三个力的合力不为零,故选项C正确．］5．（多选）下列关于合力的叙述中正确的是(）A．合力是原来几个力的等效替代，合力的作用效果与分力的共同作用效果相同B．两个力夹角为θ（0°≤θ≤180°）,它们的合力随θ增大而增大C．合力的大小不会比分力的代数和大D．不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成的运算AC[力的合成的基本出发点是力的等效替代．合力是它的所有分力的一种等效力，它们之间是等效替代关系，A对．合力和作用在物体上各分力间的关系，在效果上和各分力的共同作用等效，而不是与一个分力等效．因此,只有同时作用在同一物体上的力才能进行力的合成的运算，D错．根据力的平行四边形定则和数学知识可知，两个力夹角为θ(0≤θ≤180°)时，它们的合力随θ增大而减小,当θ＝0°时，合力最大，为两分力的代数和；当θ＝180°时，合力最小，等于两分力的代数差，所以合力的大小不会比分力的代数和大，B错，C对．]6．如图所示，用两根绳子将日光灯悬挂起来，有四种悬挂方法，在乙、丙两图中,乙中左侧绳与丙中右侧绳跟水平灯管的夹角均为θ，乙中右侧绳与丙中左侧绳跟水平灯管夹角也为θ，那么绳受拉力大小的情况是（)甲乙丙丁A．甲方法最大,乙方法最小B．甲方法最小，丁方法最大C．四种方法一样大D．甲方法最大，乙、丙、丁方法均为最小B［四种悬挂方法，两绳拉力的合力都等于日光灯的重力,甲图中两绳夹角为0°，故绳中张力最小．丁图中两绳间夹角最大,在产生相等的合力时，两绳中张力最大,故选B.］二、非选择题（14分）7．有两个大小不变的共点力F1、F2(已知F1>F2)，当它们同方向时，合力为7N；当它们反向时,合力为1N，求:（1)F1、F2的大小；（2)用计算法求出当两力垂直时的合力大小及方向．[解析]（1）由题意知F1＋F2＝7N,F1－F2＝1N所以F1＝4N，F2＝3N.(2)当两力垂直时,它们的合力大小F＝eq\r(F\o\al(2，1）＋F\o\al(2,2))＝5N，若合力与F1的夹角为θ，则tanθ＝eq\f（F2,F1)＝eq\f（3,4），θ＝37°.[答案］(1）4N3N（2）5N合力方向与F1成37°角[等级过关练］一、选择题（本题共4小题,每小题6分，共24分）1．某物体在四个共点力作用下处于平衡状态,若F4的方向沿逆时针方向转过60°角，但其大小保持不变，其余三个力的大小和方向均保持不变，此时物体受到的合力的大小为()A．0 B．eq\r（2)F4C．F4 D．2F4C［将力F4旋转60°角之后，其余三个力的合力未变,大小仍为F4，方向与原F4方向相反,故此时力F4与其余三个力的合力的夹角为120°，根据平行四边形定则可知总合力大小为F4，C正确．]2．射箭时，若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100N，对箭产生的作用力为120N，其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示，对箭产生的作用力如图乙中F所示．弓弦的夹角应为（cos53°＝0。6)()甲乙A．53°B．127°C．143° D．106°D［由图可知F1＝F2，F1coseq\f(α，2)＋F2coseq\f（α，2)＝F，可得α＝106°，选项D正确．］3．（多选)两同学用如图所示方法做共点力平衡实验．M、N为摩擦不计的定滑轮，O点是轻质细绳OA、OB和OC的结点，桌上有若干相同的钩码，一同学已经在A点和C点分别挂了3个和4个钩码,为使O点在两滑轮间某位置受力平衡，另一同学在B点挂的钩码数可能是()A．1个B．3个C．4个 D．5个BC[设细绳OM与OC的夹角为θ，则根据二力平衡条件可得：Feq\o\al(2,TB）＝42＋32＋24cosθ，而90°<θ〈180°，解得1<FTB〈5，所以选项B、C正确．］4．一根细绳能承受的最大拉力是G.现把一重为G的物体系在绳的中点,分别握住绳的两端,先并拢，然后缓慢地左右对称地分开．若要求绳不断，则两绳间的夹角不能超过()A．45°B．60°C．120° D．135°C［由于细绳是对称分开的，因而两绳的拉力大小相等且与竖直方向的夹角相等，为保证物体静止不动,两绳拉力的合力大小等于G,随着两绳夹角的增大,绳中的拉力增大，当两绳间的夹角为120°时,绳中拉力刚好等于G。故C正确，A、B、D错误．]二、非选择题（本题共2小题，共26分)5．(12分)“神舟十一号”返回舱上的主降落伞在其降落地面的过程中起到了重要的减速作用,该伞展开面积1200m2，有96根伞绳,若每根伞绳能承受300kg物体的重力．每根伞绳与竖直方向夹角均为30°，求96根伞绳（对称分布）能产生的最大合力．(g取10m/s2）［解析］由于伞绳对称分布，取对称的两根伞绳，其合力如图所示，由平面几何知识,两个力的合力F＝2F1cos30°＝2×300×10×0.866N＝5。2×103N,所有伞绳的合力F合＝48F＝48×5。2×103N＝2。496×105N.［答案]2。496×105N6．(14分）如图所示,质量为0.8kg的小球在轻弹簧和水平轻绳的拉力作用下处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角θ＝37°，弹簧的拉力F＝10N,伸长量为x＝0.01m，sin37°＝0.6。(1）画出小球的受力示意图;（2）求出弹簧的劲度系数；（3)已知弹簧的拉力与小球重力的合力方向水平向右，求该合力的大小．[解析](1)小球受到重力、细绳的拉力和弹簧的拉力,作出小球的受力示意图如图甲所示．甲