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1、力的合成
[隨堂檢測(cè)]
1.大小分別為15 N和20 N的兩個(gè)力,同時(shí)作用在一個(gè)物體上,對(duì)于合力F大小的估計(jì),下列哪種說法正確( )
A.15 N≤F≤20 N B.5 N≤F≤35 N
C.0 N≤F≤35 N D.15 N≤F≤35 N
答案:B
2.(2019·濟(jì)南高一檢測(cè))某同學(xué)在單杠上做引體向上,在圖中的四個(gè)選項(xiàng)中雙臂用力最小的是 ( )
解析:選B.根據(jù)兩個(gè)分力大小一定時(shí),夾角增大,合力減小可知:雙臂拉力的合力一定(等于同學(xué)自身的重力),雙臂的夾角越大,所需拉力越大,故雙臂平行時(shí),雙臂的拉力最小,各等于重力的一半.故B正確.
3.(多選)作用在同一
2、點(diǎn)的兩個(gè)力,大小分別為5 N和2 N,則它們的合力不可能是( )
A.5 N B.4 N
C.2 N D.9 N
解析:選CD.根據(jù)|F1-F2|≤F≤F1+F2得,合力的大小范圍為3 N≤F≤7 N,故選項(xiàng)C、D不可能.
4.
如圖所示,一條小船在河中向正東方向行駛,船上掛起一風(fēng)帆,帆受側(cè)向風(fēng)作用,風(fēng)力大小F1為100 N,方向?yàn)闁|偏南30°,為了使船受到的合力能恰沿正東方向,岸上一人用一根繩子拉船,繩子取向與河岸垂直,求出風(fēng)力和繩子拉力的合力大小及繩子拉力F2的大小.
解析:
如圖所示,以F1、F2為鄰邊作平行四邊形,使合力F沿正東方向,則F=F1cos 30°
3、
=100× N=50 N.
F2=F1sin 30°=100× N=50 N.
答案:50 N 50 N
[課時(shí)作業(yè)][學(xué)生用書P138(單獨(dú)成冊(cè))]
一、單項(xiàng)選擇題
1.下列關(guān)于合力與分力的說法中錯(cuò)誤的是( )
A.合力與分力同時(shí)作用在物體上
B.分力同時(shí)作用于物體時(shí)共同產(chǎn)生的效果與合力單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的效果是相同的
C.合力可能大于分力,也可能小于分力
D.當(dāng)兩分力大小不變時(shí),增大兩分力間的夾角,則合力一定減小
解析:選A.合力與分力的作用效果相同,它們并不是同時(shí)作用在物體上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)兩分力大小不變時(shí),由平行四邊形定則可知,分力間的夾角越大,合力越小,
4、合力可能大于分力(如兩分力間的夾角為銳角時(shí)),也可能小于分力(如兩分力間的夾角大于120°時(shí)),選項(xiàng)C、D正確.
2.(2019·信陽高一檢測(cè))物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)三個(gè)共點(diǎn)力的作用,下列幾組力的合力不可能為零的是( )
A.5 N、7 N、8 N B.5 N、2 N、3 N
C.1 N、5 N、10 N D.10 N、10 N、10 N
解析:選C.分析各選項(xiàng)中前兩力合力范圍:A選項(xiàng),2 N≤F合≤12 N,第三力在其范圍內(nèi);B選項(xiàng),3 N≤F合≤7 N,第三力在其合力范圍內(nèi);C選項(xiàng),4 N≤F合≤6 N,第三力不在其合力范圍內(nèi);D選項(xiàng),0≤F合≤20 N,第三力在其合力范圍內(nèi)
5、.故C項(xiàng)中的三力的合力不可能為零.
3.如圖所示,一水桶上系有三條繩子a、b、c,分別用它們提起相同的水時(shí),下列說法中正確的是( )
A.a(chǎn)繩受力最大
B.b繩受力最大
C.c繩受力最大
D.三條繩子受力一樣大
解析:選C.對(duì)水桶研究:受到重力和繩子的兩個(gè)拉力作用,根據(jù)平衡條件得知:兩個(gè)拉力的合力與重力平衡,大小等于重力,方向豎直向上.根據(jù)幾何關(guān)系得繩子越長,夾角越小,繩子的拉力越小,而繩子越短,夾角越大,繩子的拉力越大,c繩子夾角最大,故c繩受力最大.
4.(2019·泰安高一檢測(cè))設(shè)有三個(gè)力同時(shí)作用在質(zhì)點(diǎn)P上,它們的大小和方向相當(dāng)于正六邊形的兩條邊和一條對(duì)角線,如圖
6、所示,這三個(gè)力中最小的力的大小為F,則這三個(gè)力的合力等于( )
A.3F B.4F
C.5F D.6F
解析:選A.由題圖可知F1=F2=F,F(xiàn)3=2F.其中F1、F2的夾角為120°,則這兩個(gè)力的合力等于F,方向在其角平分線上,即與F3同向,故這三個(gè)力的合力等于3F.選項(xiàng)A正確.
5.(2019·大連高一檢測(cè))
蹦床運(yùn)動(dòng)是運(yùn)動(dòng)員在一張彈性的網(wǎng)上借助于網(wǎng)的作用被彈起一定的高度,運(yùn)動(dòng)員在空中做出各種優(yōu)美的動(dòng)作.它在我國起步較晚,但發(fā)展迅速,如圖為蹦床上彈性網(wǎng)示意圖,網(wǎng)繩的結(jié)構(gòu)為正方格形,O、A、B、C、D等為網(wǎng)繩的結(jié)點(diǎn).安全網(wǎng)水平張緊后,若質(zhì)量為m的運(yùn)動(dòng)員從高處落下,并恰好落
7、在O點(diǎn)上.該處下凹至最低點(diǎn)時(shí),網(wǎng)繩DOE、BOG均成向上的120°張角,此時(shí)O點(diǎn)受到的向下的沖擊力大小為F,則這時(shí)O點(diǎn)周圍每根網(wǎng)繩承受的力的大小為( )
A.F B.
C.F+mg D.
解析:選B.
由題意知,4根繩子在豎直方向的合力大小為F,設(shè)每根繩子拉力為T,如圖所示,則由幾何關(guān)系有4Tcos 60°=F,所以T=.
6.(2019·河北滄州高一月考)如圖所示,F(xiàn)1、F2、F3恰好構(gòu)成封閉的直角三角形,這三個(gè)力的合力最大的是( )
解析:選C.由矢量合成的法則可知,A中的合力的大小為2F3,B中的合力的大小為0,C中的合力的大小為2F2,D中的合力的大小為2F
8、3,因?yàn)镕2是直角三角形的斜邊,所以F2最大,所以合力最大的是C選項(xiàng).
7.如圖所示,三個(gè)大小相等的力F作用于同一點(diǎn)O,則合力最小是( )
解析:選C.A項(xiàng)中,先將相互垂直的兩個(gè)F進(jìn)行合成,則為F,再與第三個(gè)力F合成,即有合力的大小為F;B項(xiàng)中,將方向相反的兩個(gè)力合成,則合力為0,再與第三個(gè)力F合成,則有合力大小為F;C項(xiàng)中,將任意兩力進(jìn)行合成,可知,這三個(gè)力的合力為零;D項(xiàng)中,將左邊兩個(gè)力進(jìn)行合成,再與右邊合成,則有合力的大小為F,故C最?。?
二、多項(xiàng)選擇題
8.小娟、小明兩人共提一桶水勻速前行,如圖所示,已知兩人手臂上的拉力大小相等且為F,兩人手臂間的夾角為θ,水和水桶的
9、總重力為G,則下列說法中正確的是 ( )
A.當(dāng)θ=120°時(shí),F(xiàn)=G
B.不管θ為何值時(shí),都有F=
C.當(dāng)θ=0時(shí),F(xiàn)=
D.θ越大,則F越小
解析:選AC.由力的合成可知,在兩分力相等,θ=120°時(shí),F(xiàn)合=F=G;θ=0時(shí),F(xiàn)=F合=,故選項(xiàng)A、C正確,B錯(cuò)誤;在合力一定時(shí),分力間的夾角θ越大,則分力越大,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.
9.如圖所示為合力F隨兩分力間夾角θ的變化情況,當(dāng)兩力夾角為180°時(shí),它們的合力為2 N;當(dāng)它們的夾角為90°時(shí),它們的合力為10 N.則下列說法正確的是( )
A.兩力的合力大小變化范圍在2 N和14 N之間
B.兩力的合力大小變化范圍在2
10、N和10 N之間
C.兩力的大小分別是2 N和8 N
D.兩力的大小分別是6 N和8 N
解析:選AD.設(shè)兩分力為F1、F2,且F1>F2,由題意知:F1-F2=2 N, =10 N,解得,F(xiàn)1=8 N,F(xiàn)2=6 N,所以合力范圍為2 N≤F≤14 N,選項(xiàng)A、D正確.
10.兩個(gè)共點(diǎn)力F1與F2,其合力為F,則( )
A.合力一定大于任一分力
B.合力有可能小于某一分力
C.分力F1增大,而F2不變,且它們的夾角不變時(shí),合力F一定增大
D.當(dāng)兩分力大小不變時(shí),減小兩分力的夾角,則合力一定增大
解析:選BD.合力一定小于等于兩分力之和,大于等于兩分力之差,但可以比兩個(gè)分
11、力都小,也可以比兩個(gè)分力都大,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確.如圖所示,兩分力F1、F2的夾角不變,F(xiàn)2不變,F(xiàn)1增大時(shí),對(duì)角線
卻變短,即F減小,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤.當(dāng)兩分力大小不變時(shí),合力隨其夾角的減小而增大,故選項(xiàng)D正確.
三、非選擇題
11.已知一個(gè)物體受到100個(gè)共點(diǎn)力的作用處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)把其中一個(gè)大小為8 N的力的方向轉(zhuǎn)過90°,其余的力不變,求此時(shí)物體受到的合力大小.
解析:物體受到100個(gè)共點(diǎn)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),合力為零,其中一個(gè)大小為8 N的力與其余99個(gè)力的合力大小相等、方向相反,即其余99個(gè)力的合力大小為8 N,方向與8 N的力相反.將8 N的力的方向轉(zhuǎn)過90°時(shí),與其余
12、99個(gè)力的合力的夾角為90°,根據(jù)平行四邊形定則得,物體受到的合力大小為F合=8 N.
答案:8 N
12.如圖所示,一輛汽車走鋼絲橫跨汨羅江,如果汽車的總質(zhì)量為2 000 kg,兩側(cè)的鋼索彎曲成150°夾角,求每條鋼索所受拉力的大小(鋼索的質(zhì)量可不計(jì),cos 75°=0.259,g=10 N/kg).
解析:設(shè)一條鋼索的拉力大小為F,汽車兩側(cè)的鋼索的合力與汽車的總重力等大反向.作出一條鋼索上拉力與其合力的平行四邊形為一菱形,如圖所示,據(jù)幾何知識(shí)可得
=2Fcos 75°
所以拉力F== N≈19 305 N.
答案:均為19 305 N
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