高中物理人教版 (新课标)必修14 力的合成学案
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这是一份高中物理人教版 (新课标)必修14 力的合成学案,共3页。
1.关于合力与分力之间的关系的说法,正确的是
( )
A.合力就是分力的代数和
B.合力总比某一分力大
C.分力与合力的方向总是不一致的
D.合力等于某一分力是可能的
答案:D
解析:合力是分力的矢量和,而不是代数和,所以A项错误.合力介于两分力代数和两分力代数差的绝对值之间,因此B项错误,D项正确.当两分力方向相同时,合力与分力方向相同,C项错误.
2.一个重为20N的物体置于光滑的水平面上,当用一个F=5N的力竖直向上拉该物体时,物体受到的合力为
( )
A.15N B.25N
C.20N D.0
答案:D
解析:由于物体的重力大于拉力,则地面对物体有支持力.对物体,所受三个力的合力必为零.
3.关于共点力,下列说法中不正确的是
( )
A.作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,这两个力是共点力
B.作用在一个物体上的两个力,如果是一对平衡力,则这两个力是共点力
C.作用在一个物体上的几个力.如果它们的作用点在同一点上,则这几个力是共点力
D.作用在一个物体上的几个力,如果它们力的作用线汇交于同一点,则这几个力是共点力
答案:A
解析:作用在一个物体上的两个力,大小相等、方向相反,可以在一条直线上,此时既是一对平衡力,又是共点力,也可以不在同一条直线上,这时既不是平衡力,也不是共点力,A错,B对,C、D正确.但本题是判断不正确的,选A.
4.两个共点力的大小为F1=15N,F2=8N,它们的合力不可能等于
( )
A.9N B.25N
C.8N D.21N
答案:B
解析:力F1和F2的合力的大小范围为7N≤F≤23N,A、C、D三项均在此范围之内,均有可能,只有B项超出了这个范围,因此,F1、F2的合力不可能等于25N.
5.弹簧秤两端各拴一绳,用大小都等于F,方向相反的两个力分别拉住两绳,则弹簧秤的读数F1和弹簧秤所受的合力F2分别为
( )
A.F1=2F,F2=2F B.F1=0,F2=0
C.F1=2F,F2=0 D.F1=F,F2=0
答案:D
6.关于两个大小不变的共点力F1、F2与其合力F的关系,下列说法中正确的是
( )
A.F大小随F1、F2间的夹角的增大而增大
B.F大小一定大于F1、F2中最大者
C.F大小随F1、F2间的夹角的增大而减小
D.F大小不能小于F1、F2中最小者
答案:C
解析:合力F的取值范围为:|F1-F2|≤F≤F1+F2,所以F可能大于F1、F2中最大者,也可能小于F1、F2中最小者,B、D错误.当两分力夹角为0°时,合力最大,等于两分力之和,夹角增大合力减小,当夹角为180°时,合力最小,为两分力之差,故A错,C正确.
7.有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们的夹角为120°时合力为F,则当它们间夹角为90°时,合力多大?
答案:eq \r(2)F
解析:分力大小相等,成120°角时,其合力等于分力.则F1=F2=F.
在分力成90°角时,F合=eq \r(2)F.
8.有两个大小不变的共点力,它们的合力大小F随两力夹角变化情况如下图所示,则两力大小分别为多少?
解析:设两力大小分别为F1、F2,由图象知,θ=180°时,有|F1-F2|=4N①
当θ=0°时,有F1+F2=12N②
由①②可得F1=8N,F2=4N(或F1=4N,F2=8N).
B级 能力提升题
9.两个共点力同向时合力为a,反向时合力为b,当两个力垂直时,合力大小为
( )
A.eq \r(a2+b2) B.eq \r((a2+b2)/2)
C.eq \r(a+b) D.eq \r((a+b)/2)
答案:B
解析:设两个共点力分别为F1、F2,由题意可知,F1+F2=a,F1-F2=b.所以F1=eq \f(a+b,2),F2=eq \f(a-b,2);两个力垂直时合力F=eq \r(F\\al(2,1)+F\\al(2,2))=eq \r((a2+b2)/2),所以B正确.
10.用三根轻绳将质量为m的物块悬挂在空中,如下图所示,已知绳ac和bc与竖直方向的夹角分别为30°和60°,则ac绳和bc绳中的拉力分别为
( )
A.eq \f(\r(3),2)mg,eq \f(1,2)mg B.eq \f(1,2)mg,eq \f(\r(3),2)mg
C.eq \f(\r(3),4)mg,eq \f(1,2)mg D.eq \f(1,2)mg,eq \f(\r(3),4)mg
答案:A
解析:将绳ac和bc的拉力合成,由平衡条件可知,合力大小与重力相等.如下图所示,因ac绳和bc绳与竖直方向的夹角分别为30°和60°,所以平行四边形为矩形,由图可知,ac绳的拉力Fac=mgcs30°=eq \f(\r(3),2)mg.bc绳的拉力Fbc=mgsin30°=eq \f(1,2)mg.
所以正确选项为A.
11.用细绳AC和BC吊一重物,绳与竖直方向夹角分别为30°和60°,如下图所示.已知绳AC能承受最大拉力为150N,绳BC能承受最大拉力100N,为使绳子不断裂,求物体的最大重力不应超过多少?
答案:G≤173N
解析:本题是三个力的共点力平衡问题,选结点C为研究对象,任意假设AC或BC达到最大拉力,求解另一绳的张力,从而判断哪一条绳先达到最大张力.
如右图所示,结点C处受到的三个力的方向已确定.FAC和FBC的合力与重力G属于二力平衡,两者大小相等,方向相反.设FAC刚达到最大值,即FAC=150N,根据几何关系得
FBC=FACtan30°=86.6N
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