高中物理教科版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用4 力的合成课后测评

这是一份高中物理教科版 (2019)必修 第一册第三章 相互作用4 力的合成课后测评，共7页。试卷主要包含了下列关于合力的说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。

考点一 几个力可以用一个力来代替
1．(多选)下列物理量在运算时遵循平行四边形定则的有( )
A．时间 B．位移
C．速度 D．加速度
BCD [矢量运算时遵循平行四边形定则，故选项A错误，B、C、D正确．]
2．下列关于合力的说法中正确的是( )
A．合力的性质与原来分力的性质相同
B．合力与原来的分力间的关系是等效替代关系
C．合力出现的同时可以出现一个分力
D．合力的作用效果与任一分力的作用效果相同
B [在力的合成中，合力并不是一个真实存在的力，因为找不到合力的施力物体．合力与分力的概念是建立在效果相同即所谓的等效的基础上的，因此，合力也就没有性质的问题，A错误；合力与分力之间的关系就是等效替代关系，合力与分力是不能同时出现的，B正确，C错误；合力的作用效果是和所有分力共同作用的效果相同，而不是与其中一个分力的作用效果相同，D错误．]
3．同时作用在某物体上的两个方向相反的力，大小分别为6 N 和8 N，当8 N的力逐渐减小到零的过程中，两力合力的大小( )
A．先减小，后增大 B．先增大，后减小
C．逐渐增大 D．逐渐减小
A [当8 N的力减小到6 N时，两个力的合力最小为0，若再减小，两力的合力又将逐渐增大，两力的合力最大为6 N，故A正确．]
4．有三个力，一个力是12 N，一个力是6 N，一个力是7 N，则关于这三个力的合力，下列说法正确的是( )
A．合力的最小值为1 N B．合力的最小值为0
C．合力不可能为20 N D．合力可能为30 N
B [三个力方向相同时合力最大Fmax＝25 N，6 N、7 N两力的合力范围1 N≤F合≤13 N，当合力F合＝12 N，且方向与第三个力相反时，三力的总合力为零，即三力的总合力范围是0≤F总≤25 N，故A、C、D错误，B正确．]
考点二 探究两个互成角度的力的合成规律
5．在“探究共点力合成的规律”的实验中，某同学的实验情况如图所示，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．
(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)(多选)本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差( )
A．两个分力F1、F2间的夹角越大越好
B．拉橡皮筋的细绳要稍长一些
C．实验中，弹簧测力计必须与木板平行
D．读数时视线要正对弹簧测力计刻度
[解析] (1)本实验是采用等效替代的原理，当两个力作用使橡皮筋结点O伸长到某一点，另一个力作用也使橡皮筋结点O伸长到同一点时，这个力就是前两个力的合力，B正确．
(2)本实验中两弹簧测力计所拉绳间的夹角一般在60°到120°之间较合适，A错误；为了减小误差，便于确定两拉力的方向，拉橡皮筋的细绳要稍长一些，且必须使橡皮筋、细绳、弹簧测力计都与木板平行，细绳要与弹簧测力计轴线在同一直线上，读数时视线要正对弹簧测力计刻度，B、C、D均正确．
[答案] (1)B (2)BCD
6．某同学利用如图所示的装置探究共点力合成的规律，图中GE是橡皮条，图甲表示用两个互成角度的拉力牵拉橡皮条，图乙表示用一个拉力牵拉橡皮条，下列说法正确的是( )
A．图甲中两个拉力的方向必须相互垂直
B．甲、乙两图中，橡皮条拉伸方向EO必须水平
C．甲、乙两图中必须将橡皮条拉到相同位置O
D．图甲中实验完成后，可更换橡皮条，继续进行图乙中实验
C [两次测量中拉力作用效果相同，因此必须将橡皮条拉到相同位置O，不需要两个拉力相互垂直，拉伸方向也不需要必须水平，实验中不能更换橡皮条，故C正确．]
7．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验中，主要步骤是：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两只已调零的弹簧秤分别勾住绳套，互成角度的拉橡皮条，使橡皮条的结点到达某一位置O，记录下O点的位置，读出两只弹簧秤的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺做出两只弹簧秤的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E．只用一只弹簧秤，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧秤的示数，记下细绳的方向，按同一标度做出这个力F′的图示；
F．比较为F′和F的大小和方向，看他们在误差范围内是否相同，得出结论．
(1)上述C、E步骤中有重要遗漏，分别是：
C中遗漏的是：________；
E中遗漏的是：________．
(2)实验情况如图甲所示，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．则图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是________．
甲 乙
[解析] (1)C中遗漏的是：未记下两条细绳的方向；E中遗漏的是：未说明是否把橡皮条的结点拉到O位置．
(2)图乙中的F与F′两力中，F是两个分力的理论值，而F′是两个分力的实际值，则方向一定沿AO方向的是F′.
[答案] (1)未记下两条细绳的方向 未说明是否把橡皮条的结点拉到O位置 (2)F′
考点三 求合力的方法
8．有两个大小相等的力F1和F2，当它们的夹角为90°时，合力为F，则当它们的夹角为120°时，合力的大小为( )
A．2F B． eq \f(\r(2),2)F C． eq \r(2)F D．F
B [当夹角为90°时，F＝ eq \r(F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1))＋F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)))，所以F1＝F2＝ eq \f(\r(2),2)F.当夹角为120°时，根据平行四边形定则，知合力与分力相等，所以F合＝F1＝ eq \f(\r(2),2)F.故B正确，A、C、D错误．]
9．如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，风帆受侧向风力作用，风力大小F1为100 N，方向为东偏北30°，为了使船受到的合力能沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与船的航向垂直，求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小．
[解析] 作出F1与F2的合力F，如图所示．由几何知识可得合力大小F＝F1cs 30°＝100× eq \f(\r(3),2) N＝50 eq \r(3) N，绳子的拉力大小F2＝F1sin 30°＝100× eq \f(1,2) N＝50 N.
[答案] 50 eq \r(3) N 50 N
10．(多选)一物体同时受到同一平面内三个力的作用，下列几组力的合力可能为零的是( )
A．5 N、7 N、8 N B．5 N、2 N、3 N
C．1 N、5 N、10 N D．1 N、10 N、10 N
ABD [两分力合力的范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2.三个力的合力的求法是：先求两个力的合力，然后将这个合力与第三个力合成，得到总的合力．A选项中，前两个力的合力范围是2 N≤F′≤12 N，包含了8 N在内，当前两个力的合力大小正好为8 N，且与第三个力方向相反时，其总的合力为零，A选项正确；同理，B、D选项正确，C选项错误．]
11．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F1C [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F112．互成90°角的两个共点力F1和F2大小不同，它们的合力大小为F，保持F1和F2方向不变的情况下( )
A．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍
B．F1、F2同时增加5 N，F也增加5 N
C．F1增加5 N，F2减少5 N，F一定不变
D．F1、F2中的一个减小，F不一定减小
A [F＝ eq \r(F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1))＋F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)))，当F1、F2同时增大一倍时，F合＝ eq \r((2F1)2＋(2F2)2)＝2 eq \r(F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1))＋F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)))＝2F，选项A正确；当F1、F2同时增加5 N时，F合′＝ eq \r((F1＋5 N)2＋(F2＋5 N)2)≠F＋5 N，选项B错误；当F1增加5 N，F2减少5 N时，F合″＝ eq \r((F1＋5 N)2＋(F2－5 N)2)＝F不一定成立，选项C错误；F1、F2中的一个减小，F一定减小，选项D错误．]
13．某同学用如图所示的实验装置来探究共点力合成的规律．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M.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)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________N.
(2)下列不必要的实验要求是 ________．
A．应测量重物M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)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法：___________________.
[解析] (1)弹簧测力计的最小刻度为0.2 N，所以A的读数为3.6 N.
(2)根据三力平衡的特点可知，弹簧测力计A、B的拉力的合力与重物M的重力等大反向，A项是必要的．弹簧测力计的零点误差影响各拉力的测量值，所以使用前需校零，B项是必要的．只有拉线方向与木板平面平行，才能保证所研究的各力在同一平面内，C项是必要的．实验中只需测出两拉力的大小和方向以及重物的重力即可验证平行四边形定则，而测力计A的拉力不同时O点的位置就不同，故没必要使O点静止在同一位置，D正确．
(3)弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，说明拉弹簧测力计A的力大了，可行的解决方法有：①改变弹簧测力计B拉力的大小或方向；②减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计).
[答案] (1)3.6 (2)D (3)①改变弹簧测力计B拉力的大小或方向；②减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计)
14．如图所示，在水平地面上放一质量为1.0 kg的木块，木块与地面间的动摩擦因数为0.6，在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2，已知F1＝3.0 N，F2＝4.0 N，g取10 N/kg，则木块受到的摩擦力为多大？若将F2顺时针旋转90°，此时木块在水平方向上受的合力为多大？(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
[解析] 由平行四边形定则可知，图中F1与F2的合力F＝ eq \r(F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(1))＋F eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(2)))＝5.0 N．若木块滑动，木块受到的滑动摩擦力大小为F′＝μN＝μmg＝6.0 N．由于F6.0 N．此时木块运动，受滑动摩擦力作用，因此木块在水平方向上受的合力为1.0 N.
[答案] 5.0 N 1.0 N