高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第1节 科学探究:力的合成课后测评

力的合成

1.(多选)下列关于合力与分力的说法中,正确的是 (　　)

A.合力与分力同时作用在物体上

B.分力同时作用于物体时共同产生的效果与合力单独作用时产生的效果是相同的

C.合力可能大于分力,也可能小于分力

D.当两分力大小不变时,增大两分力间的夹角,则合力一定减小

【解析】选B、C、D。合力与分力的作用效果相同,它们并不是同时作用在物体上,选项A错误,B正确;当两分力大小不变时,由平行四边形定则可知,分力间的夹角越大,合力越小,合力可能大于分力(如两分力间的夹角为锐角时),也可能小于分力(如两分力间的夹角为钝角时),选项C、D正确。

2.(教材二次开发·教材P94T4变式题)已知两个力的合力大小为18 N,则这两个力不可能是 (　　)

A.18 N,18 N　　    B.9 N,8 N

C.10 N,20 N      D.20 N,28 N

【解析】选B。两个力合力范围F1+F2≥F≥,

两个力的合力大小为18 N,代入数据得36 N≥F≥0 N,故A可能。17 N≥F≥1 N,故B不可能。30 N≥F≥10 N,故C可能。48 N≥F≥8 N,故D可能。

3.下列各组共点力中,合力的最小值最小的是 (　　)

A.5 N、7 N　     B.5 N、7 N、15 N

C.1 N、3 N、5 N　　   D.10 N、20 N、25 N

【解析】选D。A项5 N和7 N的合力取值范围是2 N≤F≤12 N,最小值为2 N;B项5 N和7 N的合力取值范围是2 N≤F≤12 N,与15 N的力合成合力最小值为3 N;C项1 N和3 N的合力取值范围是2 N≤F≤4 N,与5 N的力合成合力最小值为1 N;D项10 N和20 N的合力取值范围是10 N≤F≤30 N,因此可能与25 N的力合成合力为零;由以上分析可知,D选项的合力最小。

【总结提升】三力合成的两点注意

(1)三力同向时,合力最大。

(2)求三力合力的最小值时,先求任意两力的合力范围,再求与第三个力的合力的最小值。

【加固训练】

如图所示,三个大小相等的力F,作用于同一点O,则合力最小的是 (　　)

【解析】选C。A项先将两互相垂直的力合成:F合A1=F,再将此合力与斜向上的力合成:F合A=(-1)F;B项将在同一直线上的两个力合成:F合B1=0,再将此合力与水平向右的力合成:F合B=F;C项将任意两个夹角为120°的力合成:F合C1=F,再将此合力与第三个力合成,F合C=0;D项先将两个夹角为60°的力合成:F合D1=F,再将此合力与水平向右的力合成:F合D=(-1)F;综上所述,F合C最小,故选项C符合题意,所以选C。

4.有两个大小不变的共点力F1、F2(已知F1>F2),当它们同方向时,合力为7 N;当它们反向时,合力为1 N,求:

(1)F1、F2的大小。

(2)用计算法求出当两力垂直时的合力的大小及方向。

【解析】(1)同向时:F1+F2=7 N

反向时:F1-F2=1 N

联立解得:F1=4 N,F2=3 N

故F1、F2的大小分别为4 N、3 N。

(2)当两个力垂直时,

F== N=5 N

设合力方向与F1的方向夹角为θ,

则cosθ =0.8,所以θ=37°

故合力的大小为5 N,与F1的方向夹角为37°。

答案:(1)4 N　3 N　(2)5 N　与F1的方向夹角为37°

【总结提升】求合力的方法技巧

(1)两力同向时,合力为两力之和,两力反向时,合力为两力之差。

(2)根据平行四边形定则,求出合力的大小,根据三角函数求出合力的方向。