2024-2025学年高中物理第4章怎样求合力与分力1怎样求合力课后提升训练含解析沪科版必修1

PAGE4-怎样求合力一、选择题1.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.合力的大小不行能比分力小D.不是同时作用在同一物体上的力也能进行力的合成运算解析:合力是全部分力的一种等效力,它们之间是等效替代关系。合力和作用在物体上各分力间的关系,在效果上是和各分力的共同作用等效,而不是与一个分力等效。只有同时作用在同一物体上的力才能进行力的合成运算。就合力与诸分力中的一个分力的大小相比较,则合力的大小可以大于、等于或小于该分力的大小,这是因为力是矢量。力的合成遵循平行四边形定则,合力的大小不仅跟分力的大小有关,而且跟分力的方向有关。依据力的平行四边形定则和数学学问可知,两个分力间夹角为θ(0°≤θ≤180°),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。所以合力的大小总不会比分力的代数和大,但可能比分力小。故A正确。答案:A2.物体受到三个大小分别为3N、4N、5N的共点力的作用,这三个力的合力的最小值是()A.0 B.2N C.4N D.6N解析:前两个力的合力范围为1N≤F≤7N,5N在其合力范围内,故此三个力的合力最小值为0,A正确。答案:A3.一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°解析: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。答案:C4.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()解析:依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。答案:C5.两个大小相等的共点力F1、F2,当它们之间的夹角为90°时合力的大小为20N,则当它们之间夹角为120°时,合力的大小为()A.40N B.102NC.202N D.103N解析:依据题意可得,F=2F1,当两个力的夹角为120°时,合力F合=F1=22F答案:B6.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()A.3F B.4FC.5F D.6F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。A正确。答案:A二、非选择题7.如图所示,一辆汽车走钢丝横跨尼罗河,假如汽车的总质量为2000kg,两侧的钢索弯曲成150°夹角,求每条钢索所受拉力的大小(钢索的质量可不计,cos75°=0.259,g取10N/kg)。解析:设一条钢索的拉力大小为F,汽车两侧的钢索的合力与汽车的总重力等大反向。作出拉力与其合力的平行四边形为一菱形,如图所示,据几何学问可得G2=2F所以拉力F=G4cos75答案:均为19305N实力素养拓展一、选择题1.如图所示,物体M放在水平面上受到两个水平力的作用,F1=4N,F2=8N,物体处于静止。假如将水平力F1增加5N,则()A.物体M仍处于静止B.物体M受到的合力方向向左C.物体M受到的合力方向向右D.物体M受到的摩擦力等于5N解析:据题意可知,F1=4N,F2=8N时,物体处于静止状态。即物体最大静摩擦力最小值应为F2-F1=(8-4)N=4N。假如将F1增加5N,则F1=(4+5)N=9N。明显F1-F2=(9-8)N=1N,小于最大静摩擦力,故物体仍处于静止状态,所受静摩擦力为1N,方向与F1的方向相反,物体所受合力为零,故A选项正确。答案:A2.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.2F4 C.F4 D.2F4解析: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°,依据平行四边形定则可知总合力大小为F4,C正确。答案:C3.导学号63994082如图所示为两个共点力的合力F的大小随两分力的夹角θ改变的图像,则这两个分力的大小分别为()A.1N和4N B.2N和3NC.1N和5N D.2N和4N解析:由题图知,两力方向相同时,合力为5N,即F1+F2=5N;方向相反时,合力为1N,即|F1-F2|=1N。故F1=3N,F2=2N或F1=2N,F2=3N,B正确。答案:B4.导学号63994083如图所示,AB是半圆的直径,O为圆心,P点是圆上的一点,在P点作用