沪科版 (2019)必修 第一册3.5 怎样求合力学案设计

3.5 怎样求合力

一、单选题

1．一块滑块在三个共点力作用下做匀速直线运动，则这三个力可能是（　　）

A．2N、2N、5N B．6N、6N、5N C．8N、11N、20N D．3N、6N、10N

2．如图所示，某质点在三共点力作用下处于静止状态。若仅将逆时针旋转90°，其它力均保持不变，则此时质点的合力大小为（　　）

A． B． C． D．0

3．两个大小相等同时作用于同一物体的共点力，当它们间的夹角为120度时，其合力大小为F；当它们间的夹角为60度时，合力的大小为（　　）

A．F B．F C．F D．2F

二、实验题(共0分)

4．“探究力的合成的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图，F为用平行四边形定则做出的合力。

（1）本实验采用的科学方法是_______。

A．理想实验法       B．等效替代法            C．控制变量法               D．建立物理模型法

（2）图乙中的F与F´两力中，方向一定沿AO方向的是______；

（3）为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧秤成一定角度拉橡皮筋时，必须记录的有______；

A．两细绳的方向   B．橡皮筋的原长   C．两弹簧秤的示数   D．结点O的位置

（4）本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误______。

A．两个分力F1、F2间的夹角越小越好

B．两个分力F1、F2的大小要适当大些

C．拉橡皮筋的细绳要稍短一些

D．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度

（5）在实验中，如果将细绳换成橡皮筋，那么实验结果将______。（ 选填"变”或“不变”）

5．某同学用如图甲所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。

（1）本实验采用的方法是_______。（请将正确答案字母写在答题卡上）

A．理想实验法             B．控制变量法             C．等效替代法            D．极限法

（2）对于实验的要点，下列说法正确的是______。（请将正确答案字母写在答题卡上）

A．实验前，需要先测量橡皮条的原长

B．两细线必须长度相等

C．确定力的方向时，应该用铅笔沿着细绳划直线

D．改变拉力进行多次重复实验时，橡皮条与弹簧秤都不能超过弹性限度

（3）在同一次实验中，、为两个测力计的拉力，F为、通过平行四边形规则所得合力；为、的等效力，即用一只测力计时的拉力，则丙图中_______（填“a”或“b”）比较符合实验事实。

6．如图，在“研究力的合成”实险中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。

（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是：__________

A．两根细绳必须等长

B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上

C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行

D．保证两弹簧秤示数相等

（2）若实验中，某弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为__________。

（3）如图所示，用、弹簧秤拉橡皮条使结点到点，当保持弹簧秤的示数不变，而在角逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在点，可以__________；

A．增大的示数，减小角度

B．减小的示数，增大角度

C．减小的示数，先增大角度，后减小角度

D．增大的示数，先减小角度，后增大角度

7．甲同学尝试用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计a挂于固定点c，下端用细线挂一重物Q。弹簧测力计b的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计a和b的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。

（1）图中弹簧测力计a的示数为__________N；

（2）下列必要的实验要求是_________（请填写选项前对应的字母）；

A．应测量重物Q所受的重力

B．弹簧测力计应在使用前校零

C．拉线方向应与木板平面平行

D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

（3）乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，两弹簧测力计读数分别为F1和F2，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时读数为F′，通过作图法验证时，图中符合实际情况的是__________。

A．B．

C．D．

三、解答题(共0分)

8．两个共点力F1＝40N，F2＝40N的方向如图虚线所示，互成角度，利用平行四边形定则分别用作图法和计算法求出两个力的合力。

四、填空题(共0分)

9．作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是10N，另一个力的大小是30N，这两个力的合力的最大值是_________N，这两个力的合力的最小值是__________N。

参考答案：

1．B

【解析】

【详解】

滑块做匀速直线运动，受平衡力作用，合力为0。

A．2N和2N的合力范围为[0，4N]，5N不在其范围内，所以2N、2N、5N三个力的合力不可能为零，故A不符合题意；

B．6N和6N的合力范围为[0，12N]，5N在其范围内，所以6N、6N、5N三个力的合力可能为零，故B符合题意；

C．8N和11N的合力范围为[3N，19N]，20N不在其范围内，所以8N、11N、20N三个力的合力不可能为零，故C不符合题意；

D．3N和6N的合力范围为[3，9N]，10N在其范围内，所以3N、6N、10N三个力的合力不可能为零，故D不符合题意。

故选B。

2．B

【解析】

【详解】

未旋转时，的合力与等大反向，若仅将逆时针旋转90°变为，此时与的合力大小相等，夹角为90°，由力的合成公式可求得新的合力大小为。

故选B。

3．C

【解析】

【详解】

两个大小相等同时作用于同一物体的共点力，当它们间的夹角为120度时，其合力大小为F，则这两个力大小分别为F，当它们间的夹角为60度时，如图

则合力为

故C正确，ABD错误。

故选C。

4．     B     F′     ACD     BD##DB     不变

【解析】

【详解】

（1）[1]合力与分力是等效替代的关系，因此本实验运用的科学方法是等效替代法。

（2）[2]实验中方向与AO方向相同的是实验值，而理论值是运用平行四边形法则得出的，即是F理论值，是实验值，由于误差的存在F与不重合，故应填。

（3）[3]实验过程中需要记录拉力的方向、拉力的大小与节点的位置，不需要记录橡皮筋的原长，故选ACD。

（4）[4]A.两个分力、的夹角过大或过小都会增大实验误差，故A错误；

B．两个分力、的大小应适当大些，可以减少实验误差，故B正确；

C．细绳应长一些，方便记录拉力的方向，故C错误；

D．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度，减小误差，故D正确。

故选D项。

（5）[5]本实验中，记录的是力的大小和方向，故可以将细绳换成橡皮筋，实验结果不变。

5．     C     D     a

【解析】

【详解】

（1）[1]本实验采用的是等效替代法，分力与合力作用效果相同。

故选C。

（2）[2]A．实验中需要用到拉力的大小与方向，其中方向为细线的方向，大小由弹簧测力计直接读出，因此不需要测量橡皮条原长，故A错误；

B．两细线不一定要一样长，故B错误；

C．确定力的方向时，如果用铅笔沿着细绳划直线，铅笔会碰到细线，导致记录的方向不准确，应该采用两点确定直线的方法记录力的方向，故C错误；

D．改变拉力进行多次实验，拉力不能过大，实验过程中橡皮条与弹簧秤都不能超过弹性限度，故D正确。

故选D。

（3）[3]当用一只测力计拉橡皮条时，拉力的方向应该与橡皮条的方向共线，则图a比较符合实验事实。

6．     C     4.00     BC

【解析】

【详解】

(1)[1]

A．细绳的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长。故A错误；

B．两细绳拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细绳的角平分线上，故B错误；

C．在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行，否则会影响力的大小。故C正确；

D．实验时，需要做平行四边形求两分力得合力，对两分力是否大小相等没有限制。故D错误。

（2）[2] 根据弹簧秤读数规则，需要估读到下一位，即4.00N

（3）[3]

由题意可知：保持O点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计A的读数不变，因此根据要求作出力的平行四边形定则，画出受力分析图如下：

第一种情况，原来α、β的值较小

所以由图可知α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角减小；

第二种情况，原来α、β值较大

由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角增大；

或者

由图可以看出α角逐渐变小时，b的示数减小，同时β角先增大，后减小；

故选BC。

7．     5.80     ABC     C

【解析】

【详解】

（1）[1]图中弹簧测力计a最小分度为0.1N，需估读一位，故其示数为5.80N。

（2）[2]A．本实验要验证当两个力的作用效果与一个力的作用效果相同时，他们满足平行四边形定则，故需测量出两个分力的大小，一个是弹簧测力计的读数，另一个等于重物Q的重力，故Q的重力需要测量，A正确；

B．弹簧测力计应在使用前应校零，B正确；

C．拉线方向应与木板平面平行，避免形成垂直木板的分力，C正确；

D．同一次实验中，O点应静止在同一位置，改变拉力进行多次实验，O点位置可以不在同一位置，D错误。

故选ABC。

（3）[3]乙同学换用两个弹簧测力计拉橡皮筋到O点，两弹簧测力计读数分别为F1和F2，用平行四边形画出来的合力理论值为F，用一个弹簧测力计拉橡皮筋到O点时，拉力F′的方向一定与橡皮筋在同一直线，为合力的实际值，通过作图法验证时，图中符合实际情况的是C图。

故选C。

8．见解析

【解析】

【详解】

作图法

计算法

方向与成

9．     40     20

【解析】

【详解】

[1][2]一个力的大小是10N，另一个力的大小是30N，这两个力的合力的最大值是

10N+30N=40N

这两个力的合力的最小值是

30N-10N=20N