2019-2020年新教材高中物理 課時(shí)分層作業(yè)9 力的合成（含解析）魯科版必修1

課時(shí)分層作業(yè)(九) (時(shí)間：40分鐘　分值：100分) [合格基礎(chǔ)練] 一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分) 1．關(guān)于共點(diǎn)力，下列說法中不正確的是(　　) A．作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果大小相等，方向相反，這兩個(gè)力是共點(diǎn)力 B．作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力，如果是一對平衡力，則這兩個(gè)力是共點(diǎn)力 C．作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，如果它們的作用點(diǎn)在同一點(diǎn)上，則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力 D．作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力，如果它們的作用線交于同一點(diǎn)，則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力 A　[共點(diǎn)力是幾個(gè)力作用于同一點(diǎn)或力的作用線相交于同一點(diǎn)的力．若受兩個(gè)力平衡的物體，則物體所受的必定是共點(diǎn)力，所以A錯，B、C、D對．] 2．有三個(gè)力，大小分別為13 N、3 N、29 N．那么這三個(gè)力的合力最大值和最小值應(yīng)該是(　　) A．29 N,3 N　　　 B．45 N,0 N C．45 N,13 N D．29 N,13 N C　[當(dāng)三個(gè)力同方向時(shí)，合力最大，為45 N；任取其中兩個(gè)力，如取13 N、3 N兩個(gè)力，其合力范圍為10 N≤F≤16 N，29 N不在該范圍之內(nèi)，故合力不能為零，當(dāng)13 N、3 N的兩個(gè)力同向，與29 N的力反向時(shí)，合力最小，最小值為13 N，則C正確，A、B、D錯誤．] 3．作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)共點(diǎn)力，大小分別是30 N和40 N，如果它們之間的夾角是90°，那么這兩個(gè)力的合力大小是(　　) A．10 N B．50 N C．70 N D．1 200 N B　[當(dāng)兩個(gè)力的夾角為90°時(shí)，由勾股定理得，F(xiàn)合＝＝ N＝50 N．故選B.] 4．下列圖中，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(　　) A　　　B　　　C　 　D C　[由矢量合成法則可知A圖的合力為2F3，B圖的合力為0，C圖的合力為2F2，D圖的合力為2F3，因F2為直角三角形的斜邊，故這三個(gè)力的合力最大的為C圖．] 5.如圖所示的水平面上，橡皮繩一端固定，另一端連接兩根彈簧，F(xiàn)1、F2和F3三個(gè)力的合力為零．下列判斷正確的是(　　) A．F1>F2>F3 B．F3>F1>F2 C．F2>F3>F1 D．F3>F2>F1 B　[三個(gè)力的合力為零，即F1、F2的合力F3′與F3等大反向，三力構(gòu)成的平行四邊形如圖所示，由數(shù)學(xué)知識可知F3>F1>F2，B正確．] 6．如圖所示，是兩個(gè)共點(diǎn)力的合力F跟它的兩個(gè)分力之間的夾角θ的關(guān)系圖象，則這兩個(gè)力的大小分別是(　　) A．1 N和4 N B．2 N和3 N C．1 N和5 N D．2 N和4 N B　[由圖象可知：當(dāng)兩分力的夾角為0°時(shí)，合力為5 N，即F1＋F2＝5 N，當(dāng)兩分力的夾角為180°時(shí)，合力為1 N，即|F1－F2|＝1 N，由以上二式解得F1＝3 N，F(xiàn)2＝2 N或F1＝2 N，F(xiàn)2＝3 N，故選B.] 二、非選擇題(14分) 7.如圖所示，有五個(gè)力作用于同一點(diǎn)O，表示這五個(gè)力的有向線段恰分別構(gòu)成一個(gè)正六邊形的兩鄰邊和三條對角線．已知F1＝10 N，則這五個(gè)力的合力大小為多少？ [解析]　方法一：巧用對角線特性．如圖甲所示，根據(jù)正六邊形的特點(diǎn)及平行四邊形定則知：F2與F5的合力恰好與F1重合；F3與F4的合力也恰好與F1重合；故五個(gè)力的合力大小為3F1＝30 N. 甲　　　　　　　乙 方法二：利用對稱法．如圖乙所示，由于對稱性，F(xiàn)2和F3的夾角為120°，它們的大小相等，合力在其夾角的平分線上，故力F2和F3的合力F23＝2F2cos 60°＝2(F1cos 60°)cos 60°＝＝5 N．同理，F(xiàn)4和F5的合力也在其角平分線上，由圖中幾何關(guān)系可知：F45＝2F4cos 30°＝2(F1cos 30°)cos 30°＝F1＝15 N．故這五個(gè)力的合力F＝F1＋F23＋F45＝30 N. [答案]　30 N [等級過關(guān)練] 一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分) 1．某物體所受n個(gè)共點(diǎn)力的合力為零，若把其中一個(gè)力F1的方向沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)過90°，并保持其大小不變，其余力保持不變，則此時(shí)物體所受的合力大小為 (　　) A．F1　　 B.F1 C．2F1 D．0 B　[物體所受n個(gè)力的合力為零，則其中n－1個(gè)力的合力一定與剩下來的那個(gè)力等大反向，故除F1以外的其他各力的合力的大小也為F1，且與F1反向，故當(dāng)F1轉(zhuǎn)過90°時(shí)，合力應(yīng)為F1，B正確．] 2．一根細(xì)繩能承受的最大拉力是G，現(xiàn)把一重為G的物體系在繩的中點(diǎn)，分別握住繩的兩端，先并攏，然后緩慢地左右對稱地分開，若要求繩不斷，則兩繩間的夾角不能超過(　　) A．45° B．60° C．120° D．135° C　[由于細(xì)繩是對稱分開的，因而兩繩的拉力相等，為保證繩不斷，兩繩拉力的合力大小等于G，隨著兩繩夾角的增大，兩繩中的拉力增大，當(dāng)兩繩的夾角為120°時(shí)，繩中拉力剛好等于G.故C正確，A、B、D錯誤．] 3．(多選)若兩個(gè)力F1、F2的夾角為α(90°<α<180°)，且α保持不變，則(　　) A．一個(gè)力增大，合力一定增大 B．兩個(gè)力都增大，合力一定增大 C．兩個(gè)力都增大，合力可能減小 D．兩個(gè)力都增大，合力可能不變 CD　[如圖所示，保持F1與兩力的夾角α不變，當(dāng)F2增至F2′時(shí)，F(xiàn)1和F2的合力F變?yōu)镕′，由圖象可直觀看出F>F′，即兩分力中一個(gè)力增大，合力不一定增大．同理可分析出：兩個(gè)力都增大，合力可能增大，可能減小，也可能不變，故C、D兩項(xiàng)正確．] 4．手握輕桿，桿的另一端安裝有一個(gè)輕質(zhì)小滑輪C，支撐著懸掛重物的繩子，如圖所示，現(xiàn)保持滑輪C的位置不變，使桿向下轉(zhuǎn)動一個(gè)角度，則桿對滑輪C的作用力將(　　) A．變大　　 B．不變 C．變小 D．無法確定 B　[物體的重力不變，那么繩子的拉力大小仍然等于物體的重力，保持滑輪C的位置不變，即兩段繩子間的夾角不變，所以兩繩子拉力的合力不變，輕質(zhì)滑輪的重力不計(jì)，所以兩繩子拉力的合力與桿對滑輪C的作用力等大反向，所以桿對滑輪C的作用力不變，故選B.] 二、非選擇題(本題共2小題，共26分) 5．(13分)如圖所示，一名騎獨(dú)輪車的雜技演員在空中鋼索上表演，如果演員和獨(dú)輪車的總質(zhì)量為80 kg，兩側(cè)的鋼索互成150°夾角，求鋼索拉力有多大？(cos 75°＝0.259，g取10 N/kg) [解析]　設(shè)鋼索的拉力大小為F，則演員兩側(cè)的鋼索拉力的合力與演員和獨(dú)輪車的總重力等大反向．作出拉力與其合力的平行四邊形為菱形，如圖所示，根據(jù)幾何知識可知?。紽cos 75° 所以拉力F＝＝ N≈1 544 N. [答案]　1 544 N 6.(13分)如圖所示，兩根相同的橡皮條OA、OB，開始時(shí)夾角為0°，在O點(diǎn)處打結(jié)吊一重50 N的物體后，結(jié)點(diǎn)O剛好位于圓心．現(xiàn)將A、B分別沿圓周向兩邊移到A′、B′，使∠AOA′＝∠BOB′＝60°.欲使結(jié)點(diǎn)仍為圓心處，則此時(shí)結(jié)點(diǎn)處應(yīng)掛多重的物體？ [解析]　根據(jù)在原位置時(shí)物體靜止，求出橡皮條的拉力．由于變化位置后結(jié)點(diǎn)位置不變，因此每根橡皮條的拉力大小不變，但是方向變化．設(shè)OA、OB并排吊起重物時(shí)，橡皮條產(chǎn)生的彈力均為F，則它們產(chǎn)生的合力為2F且與G1平衡，所以F＝＝ N＝25 N．當(dāng)A′O、B′O夾角為120°時(shí)，橡皮條伸長不變，橡皮條產(chǎn)生的彈力仍為25 N，兩根橡皮條互成120°角，所以合力的大小為25 N，即應(yīng)掛的重物重25 N. [答案]　25 N - 5 -