高中物理必修一力的合成習(xí)題(附答案)

1、力的合成圖2如圖5所示，六個(gè)力的合力為N,若去掉1N的那個(gè)分力，別其余五個(gè)力的合力為 ，合力的方向是解析：因?yàn)檫@六個(gè)力中，各有兩個(gè)力方向相反，故先將任意兩個(gè)方向相反的力合成，然后再 求合力。由圖看出，任意兩個(gè)相反的力合力都為3N,并且互成120。，所以這六個(gè)力的合力為零。因?yàn)檫@六個(gè)力的合力為零， 所以，任意五個(gè)力的合力一定與第六個(gè)力大小相等，方向相反。由此得，去掉1N的那個(gè)分力后，其余五個(gè)力的合力為 1N,方向與1N的分力的方向相 反。答案：零；1N;與1N的分力的方向相反【典型例題】例1力Fi=4N,方向向東，力F2=3N,方向向北。求這兩個(gè)力合力的大小和方向。解析：本題可用作圖法和計(jì)算法兩

2、種方法求解。(1)作圖法 用lcm長(zhǎng)的線段代表1N,作出Fi的線段長(zhǎng)4cm, F2的線段長(zhǎng)3cm,并標(biāo)明方向, 如圖1所示。圖1以F1和F2為鄰邊作平行四邊形，連接兩鄰邊所夾的對(duì)角線。 用刻度尺量出表示合力的對(duì)角線長(zhǎng)度為5.1cm,所以合力大小F=1NX5.1=5.1N。用量角器量得F與F2的夾角a =53 。即合力方向?yàn)楸逼珫| 53°。(2)計(jì)算法分別作出Fi、F2的示意圖，如圖2所示，并作出平行四邊形及對(duì)角線。在直角三角形中F=收 + 曙=療 + 4* n=5N ,A 1合力F與F2的夾角為 %則tan =3查表得a =53 。清。點(diǎn)評(píng)： 應(yīng)用作圖法時(shí)，各力必須選定同一標(biāo)度，并且

3、合力、分力比例適當(dāng)，虛線、實(shí)線分 作圖法簡(jiǎn)單、直觀，但不夠精確。作圖法是物理學(xué)中的常用方法之一。請(qǐng)注意圖1與圖2的區(qū)別。例2兩個(gè)共點(diǎn)力Fi與F2,其合力為F,則（）A.合力一定大于任一分力B.合力有可能小于某一分力C.分力Fi增大，而F2不變，且它們的夾角不變時(shí)，合力 F 一定增大D.當(dāng)兩分力大小不變時(shí)，增大兩分力的夾角，則合力一定減小解析：本題可采用特殊值法分析：若 Fi=2N, F2=3N,則其合力的大小范圍是 1NWFW 5N,故選項(xiàng) A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)Fi與F2反向時(shí)，F(xiàn)=F2-Fi=1N ,若增大Fi至F'i=3N,則 F=F2-F'i=0,合力反而減小，故選項(xiàng) C錯(cuò)

4、誤：當(dāng)Fi至F2間夾角為0°時(shí)，合力最大，為 5N;當(dāng)Fi、F2間的夾角增大為i80°時(shí)，合力最小為iN,說(shuō)明隨著Fi與F2間的夾角的增 大，其合力減小，故 D正確。答案：B、DF合隨兩力夾角變化情況如圖3例3有兩個(gè)大小不變的共點(diǎn)力Fi和F2,它們合力的大小所示，則Fi、F2的大小分別為多少？0,弧度（0° ）與弧度解析：對(duì)圖的理解是解題的關(guān)鍵。其中兩個(gè)力的夾角為 （i80。）時(shí)含義要搞清。當(dāng)兩力夾角為 0°時(shí)，F(xiàn)合=Fi+F2,得到Fi+F2=12N 當(dāng)兩力夾角為i80°時(shí)；得到FiF2=4N 或 F2Fi=4N 由兩式得 Fi=8N, F2

5、=4N ,或 Fi=4N , F2=8N。故答案為 8N、4N 或 4N、8N。點(diǎn)評(píng)：因Fi與F2的大小關(guān)系不清楚，故有兩組解。例4兩個(gè)共點(diǎn)力的大小分別為 Fi和F2,作用于物體的同一點(diǎn)。兩力同向時(shí)，合力為A,兩力反向時(shí)，合力為 B;當(dāng)兩力互相垂直時(shí)合力為（）A." B.，:C. ' D. '一+一 一一一解析：由題意知 Fi+F2=A , Fl F2=B,故 Fi= 2 , F2= 2 ?；?町葉當(dāng)兩力互相垂直時(shí)，合力f=十號(hào)=W 2，、2 J =V 2答案：B例5水平橫梁一端插在墻壁內(nèi)，另一端裝小滑輪且一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過(guò)滑輪后懸掛一質(zhì)量 m=1

6、0kg的重物，/ CBA=30 ° ,如圖4所示，則滑輪受到繩子的 作用力為（g=10N/kg）（）A. 50NB. 50NC. 100N D. 100 , N解析：以滑輪為研究對(duì)象，懸掛重物的繩的拉力是 F=mg=100N,故小滑輪受到繩的作用力 BC、BD方向，大小都是 100N,從圖5中看出，/ CBD=120 ° , / CBE= / DBE ,得/ CBE= / DBE=60 ° ,即 CBE是等邊三角形，故 F合=100N。圖5答案：C點(diǎn)評(píng)：要注意BC段繩和BD段繩的張力大小相等。如果繩中有結(jié)點(diǎn)，則兩段繩中拉力 就不等?！灸M試題】1 .關(guān)于兩個(gè)大小不

7、變的共點(diǎn)力Fi、F2與其合力F的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是（）A. F大小隨Fi、F2間夾角的增大而增大B. F大小一定大于 Fl、F2中最大者C. F大小隨Fi、F2間的夾角的增大而減小D. F大小不能小于 Fi、F2中最小者2 .已知三個(gè)共點(diǎn)力的合力為零，則這三個(gè)力的大小可能（）A. 15N , 5N , 6N B. 3N , 6N , 4N C. 1N, 2N, 10N D. 1N, 6N, 3N3 .三個(gè)共點(diǎn)力構(gòu)成如圖 1所示的示意圖，則這三個(gè)力的合力大小為 。圖1!4. 一根輕質(zhì)細(xì)繩能承受的最大拉力是 G,現(xiàn)把一重力為 G的物體系在繩的中點(diǎn)，兩手 先并攏分別握住繩的兩端， 然后緩慢地左

8、右對(duì)稱地分開(kāi)， 若想繩不斷，兩繩間的夾角不能超 過(guò)（）A. 45° B.60° C.120° D.135 °F=5N的力豎直向上拉該物體.一個(gè)重為20N的物體置于光滑的水平面上，當(dāng)用一個(gè)時(shí)，如圖2所示，物體受到的合力為（）A. 15N B. 25N C. 20N D. 0N圖3<120D.不能確定。點(diǎn)?，F(xiàn)要使作用在物體上的合力沿OO'方向，需再)C. Fi=FD. Fi<Fsin a6.圖3所示，AO、BO、CO是完全相同的三條繩子，將一根均勻的鋼梁吊起，當(dāng)鋼梁足 夠重時(shí)，結(jié)果AO先斷，則（）A. a >120B. a =120

9、 C. a! 7.圖4所示，力F作用于物體的 作用一個(gè)力Fi,則Fi的大小可能為（A. Fi=F - sin a B. Fi=F tan a8.物體受到互相垂直的兩個(gè)力 Fi、F2作用，若兩力大小分別為 3N、gN,求這兩個(gè)力 的合力。（.物體受到三個(gè)力的作用，其中兩個(gè)力的大小分別為5N和7N,這三個(gè)力的合力的最大冬為21N,則第三個(gè)力的大小為多少 企三個(gè)力的合力最小值為多少 ？|l0.圖5所示，在水平地面放一質(zhì)量為 1.0kg的木塊，木塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6,在水平方向上對(duì)木塊同時(shí)施加相互垂直的兩個(gè)拉力Fi、F2,已知Fl=3.0N , F2=4.0N , g取10N/kg,則木塊受

10、到的摩擦力為多少 ？若將F2順時(shí)針轉(zhuǎn)90° ,此時(shí)木塊在水平方向上受的 合力大小為多少？廣E!11.如圖6所示，兩根相同的橡皮繩 OA、OB,開(kāi)始夾角為0° ,在。點(diǎn)處打結(jié)吊一重G1為50N的物體后，結(jié)點(diǎn) 。剛好位于圓心。令將 A、B分別沿圓周向兩邊移至 A'、B,使 /AOA = / BOB =60°。欲使結(jié)點(diǎn)仍在圓心處，則此時(shí)結(jié)點(diǎn)處應(yīng)掛多重的物體？B1圖6【試題答案】1. C 2. B解析：兩個(gè)分力的合力范圍為IFi F2 I WFWF1+F2。先將以上四組中最大的力拿出來(lái)，由于三個(gè)力的合力為零， 則剩余兩個(gè)力的合力必與最大的力大小相等，分析知，B項(xiàng)符

11、合要求。3. 2F3解析：可以利用三角形法解，先求 Fi與F2的合力：根據(jù)三角形法作圖如圖所示，其合 力大小為F|2=F3,且與F3同向，所以三個(gè)力的合力F=2F3。4. C解析：取重物研究，共受三個(gè)力作用，其中兩繩的拉力的合力必豎直向上，且大小等于重力G,故知細(xì)繩拉力最大時(shí)，三個(gè)力等大，則其夾角必為120。5. D解析：由于物體的重力大于拉力，則地面對(duì)重物有彈力。對(duì)重物，所受三個(gè)力的合力必為零。6. C7. A、B、C解析：利用圖解法分析較為方便。如題中下圖所示，當(dāng)Fi與OO方向垂直時(shí)，F(xiàn)i有最小值Fi=Fsin 8當(dāng)Fi與F垂直日Fi=Ftan &事實(shí)上，F(xiàn)i>Fsin 都是

12、可能的。8. 6N9. 9N, 0解析：本題最容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是：由Fi=5N、F2=7N、Fmax=2IN,得F3=Fmax-Fi-F2=9N ,則三個(gè)力的合力的最小值為Fmin = Fi+F2 F3=3N。正確解法：求兩個(gè)以上共點(diǎn)力的合力，可以采用逐步合成的方法，由題意知，當(dāng)三個(gè)力的合力為最大值時(shí)，這三個(gè)力一定是在同一直線上，且方向相同，即F合=Fi + F2+F3,所以F3=Fi-Fi-F2=9No有些同學(xué)可能會(huì)用下面的解法，即 F合=Fi+F2- F3=3N ,這些同學(xué)在考 慮矢量疊加時(shí)，仍受標(biāo)量代數(shù)求和的干擾， 不能全面地認(rèn)識(shí)和理解力的關(guān)系，正確的方法是：Fi、F2、F3方向不定，它們

13、可以互成任意角度，如果只求Fi、F2的合力，F(xiàn)i2,其取值范圍為2NWFI2WI2N,可見(jiàn)Fi、F2取一定角度 。時(shí)，可使Fi2等于9N,并令F3與Fi2在同一直 線上并且方向與Fi2相反，所以最小值為零。10.解析：Fi與F2的合力為F = Vi+%=5.0N。木塊受到的滑動(dòng)摩擦力大小為F尸yn=0.6X I.0X I0N=6.0N。由于F<Ff,故木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，木塊與地面間的摩擦力為靜摩擦力，大小與Fi、F2的合力相等，即5.0N。當(dāng)F2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°時(shí)，F(xiàn)i與F2的方向相同，它們的合力為Fi+F2=7.0N>6.0N ,此時(shí)木塊所受的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，木塊受的合力大小為I.0N。11. 解析：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,與Gi平衡，所以F= 22。當(dāng)A'O, B'O夾角為i20°時(shí)，橡皮條伸長(zhǎng)不變，故 F仍為25N。它們互成i20&