2018年秋季學(xué)期高中物理人教必修一第三章相互作用課時提升作業(yè)3.4

1、課時提升作業(yè)力的合成(40 分鐘100 分)一、選擇題 ( 本題共 6 小題 , 每小題 6 分, 共 36 分)1. 已知兩個分力的大小依次為 F1、F2, 它們的合力大小為 F, 下列說法中正確的是 ()A. 不可能出現(xiàn) F<F1 同時 F<F2 的情況B. 不可能出現(xiàn) F>F1 同時 F>F2 的情況C.不可能出現(xiàn) F<F1 +F2 的情況12D.不可能出現(xiàn)F>F+F 的情況【解析】 選 。根據(jù)物體受到兩個共點(diǎn)力1 和 F2 時, 其合力 F 的范圍 F1-F 2 FDFF +F , 由此可以判斷A、B、C 三種情況均可能出現(xiàn), 故選 D。1 22.

2、已知兩個力的合力大小為 10 N, 則這兩個力不可能是A.5 N,4 NB.15 N,15 NC.9 N,7 ND.20 N,15 N【解析】 選 A。5 N 與 4 N 的兩個力合成時合力的范圍為19 N,不可能為 10 N,A正確 ;15 N 與 15 N 的兩個力合成時合力的范圍為 030 N, 可能為 10 N,B 錯誤 ; 9 N 與 7 N 的兩個力合成時合力的范圍為 216 N, 可能為 10 N,C 錯誤 ;20 N 與15 N 的兩個力合成時合力的范圍為535 N, 可能為 10 N,D 錯誤。3.(2018·濟(jì)南高一檢測) 如圖所示 , 一水桶上系有三條繩子a、b

3、、c, 分別用它們提起相同的水時, 下列說法中正確的是()- 1 -A.a 繩受力最大B.b 繩受力最大C.c 繩受力最大D.三條繩子受力一樣大【解析】選 C。對水桶研究: 受到重力和繩子的兩個拉力作用, 根據(jù)平衡條件得知:兩個拉力的合力與重力平衡, 大小等于重力 , 方向豎直向上。根據(jù)兩個分力大小一定時 , 夾角增大 , 合力減小可知 , 兩個拉力的合力一定, 夾角越小 , 繩子拉力越小 , 夾角越大 , 繩子拉力越大。根據(jù)幾何關(guān)系得繩子越長 , 夾角越小 , 繩子的拉力越小 , 而繩子越短 , 夾角越大 , 繩子的拉力越大 ,c 繩子夾角最大 , 故 c 繩受力最大。4.(2018

4、3;太原高一檢測) 兩位同學(xué)共提一桶水勻速前行, 如圖所示 , 已知兩人手臂上的拉力大小相等且為F, 兩人手臂間的夾角為,水和水桶的總重力為G,則下列說法中正確的是()A. 當(dāng) 為 120°時 ,F=B. 不管 為何值 , 均有 F=- 2 -C.當(dāng) =0 時,F=D.越大時 ,F 越小【解析】 選 C。兩分力相等 , 由力的合成可知, =120°時 ,F 合=F 分=G, =0 時,F分 = F 合= , 故 C 對,A 、B 錯誤 ; 越大 , 在合力一定時 , 分力越大 , 故 D 錯誤。【總結(jié)提升】 計(jì)算法求合力的步驟(1) 作出力的合成的平行四邊形草圖。(2) 確

5、定表示分力及合力的三角形 , 一般是直角三角形。(3) 應(yīng)用數(shù)學(xué)知識 , 主要是三角形相似 ( 全等 ) 、勾股定理、三角函數(shù)等進(jìn)行定量計(jì)算。5.(2018 ·青島高一檢測) 如圖甲、乙、丙所示, 三個物塊質(zhì)量相同且均處于靜止?fàn)顟B(tài)。若彈簧秤、繩和滑輪的重力均不計(jì), 繩與滑輪、物塊與半球面間的摩擦均不計(jì) , 在圖甲、乙、丙三種情況下, 彈簧秤的讀數(shù)分別是F1、F2 、F3, 則 ()世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號28974199A.F1<F2B.F1>F3C.F1=F3D.F2>F3【解析】 選 C。甲圖中物塊靜止,彈簧的拉力 F1 =mg; 乙圖中以物塊為研究對象 ,受力如圖。由平

6、衡條件得:F2=Gsin60 °=mg 0.866mg- 3 -丙圖中以動滑輪為研究對象,受力如圖。由幾何知識得F3=mg 。故 F3=F1>F2,故選 C。6. 如圖所示 , 三個大小相等的力F 作用于同一點(diǎn)O,則合力最小的是()【解析】 選 C。將相互垂直的F 進(jìn)行合成 , 則合力的大小為F, 再與第三個力F合成 , 即有合力的大小為( -1)F; 將方向相反的兩個力合成, 則合力為 0, 再與第三個力 F 合成 , 則有合力大小為 F, 合力最大 ; 將互成 120°角的任意兩力進(jìn)行合成, 可知 , 這三個力的合力為零, 合力最小 ; 將左邊兩個力進(jìn)行合成 ,

7、再與右邊合成 , 則有合力的大小為 ( -1)F; 由上分析可知 , 故 C 正確 ,A 、B、D 均錯誤。二、計(jì)算題 ( 本題共 2 小題 , 共 24 分。要有必要的文字說明和解題步驟, 有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.(12 分) 有兩個大小不變的共點(diǎn)力F1、F2( 已知 F1>F2), 當(dāng)它們同方向時, 合力為7 N; 當(dāng)它們反向時 , 合力為 1 N, 求:(1)F 1、 F2 的大小。- 4 -(2) 用計(jì)算法求出當(dāng)兩力垂直時的合力大小及方向。【解析】 (1) 由題意知 F1 +F2=7 N,F 1 -F2 =1 N所以 F1=4 N,F 2=3 N(2) 當(dāng)兩力垂直時 ,它們的

8、合力大小F=5 N, 若合力與 F1 的夾角為 ,則tan = ,=37 °。答案 :(1)4 N3 N(2)5 N合力方向與 F1 成 37 °角【補(bǔ)償訓(xùn)練】如圖所示 , 物體受到大小相等的兩個拉力 F1、F2 作用 , 每個拉力都是 200 N, 夾角是 60°, 請?jiān)趫D中畫出合力的方向并用計(jì)算法求這兩個力的合力?！窘馕觥?作出力的合成圖示如圖所示。由于菱形的對角線相互垂直平分,則有=F1 cos30 °,所以 F=2F 1cos30°=2×200 ×N=200N 。答案 :200N,方向在 F1、F2 所夾角的角平分線

9、上- 5 -8.(12 分) 如圖所示 , 一名雜技演員在空中鋼索上表演, 如果鋼索所承受的最大拉力是 2 000 N, 演員和平衡棒的總質(zhì)量為80 kg, 演員兩側(cè)的鋼索最大成150°夾角 , 鋼索能安全使用嗎 ?(cos75°=0.259,g 取 10 N/kg)【解析】 對鋼索上與人接觸的點(diǎn)受力分析, 如圖所示。其中 FT1 、FT2 為兩側(cè)鋼索對 O 點(diǎn)的拉力 ,且 FT1=FT2 ,F N 為 O 點(diǎn)受到的人的壓力 ,FT1 和 FT2 合力 FT 的大小與 FN 大小相等 ,FN 在數(shù)值上等于人和平衡棒的重力 G。由幾何關(guān)系得2FT1 cos75°=G

10、, 所以 FT1 =N1 544 N, 即FT1 <2 000 N, 鋼索能安全使用。答案 :見解析1.(7 分) 射箭時 , 若剛釋放的瞬間弓弦的拉力為100 N,對箭產(chǎn)生的作用力為120 N, 其弓弦的拉力如圖乙中 F1 和 F2 所示 , 對箭產(chǎn)生的作用力如圖乙中F 所示。弓弦的夾角應(yīng)為(cos53°=0.6)A.53°B.127°- 6 -C.143°D.106°【解析】 選 D 。由圖可知F1=F2,F 1cos+F2cos =F, 可得 =106° , 選項(xiàng)D 正確。2.(7 分)( 多選 )(2018 ·

11、黃石高一檢測) 一物體同時受到同一平面內(nèi)的三個力的作用, 下列力的合力可能為零的是()A.4N、8N、9NB.7N、4N、3NC.1 N 、5 N、10 ND.1N、8N、8N【解析】 選 、 、 。兩個力的合力的范圍是-F | FF +F 。三個力的合力的A B D|F1212求法是先求兩個力的合力, 然后將這個合力與第三個力合成, 得到總的合力。A 中,前兩個力的合力范圍是4 NF 12 N, 包含了 9 N 在內(nèi) , 當(dāng)前兩個力的合力大小正好為 9 N, 且與第三個力方向相反時, 其總的合力為零, 因此 A 正確 ; 同理 ,B 、D正確 ,C 錯誤。3.(7 分) 體育器材室里 , 籃

12、球擺放在圖示的球架上。已知球架的寬度為d, 每只籃球的質(zhì)量為m、直徑為 D,不計(jì)球與球架之間摩擦, 則每只籃球?qū)σ粋?cè)球架的壓力大小為()A.mgB.C.D.【解析】 選 C。- 7 -以任意一只籃球?yàn)檠芯繉ο?分析受力情況 ,設(shè)球架對籃球的支持力N 與豎直方向的夾角為。由幾何知識得 :cos =根據(jù)平衡條件得:2Ncos =mg解得 :N=則得籃球?qū)η蚣艿膲毫Υ笮?N=N=。故選 C。4.(19 分) 物體只受兩個力F1 和 F2 的作用 ,F 1=30 N, 方向水平向左 ,F 2=40 N, 方向豎直向下 , 求這兩個力的合力F。【解析】 解法一作圖法設(shè)定每單位長度表示10 N, 則分別

13、取 3 個單位長度、 4 個單位長度 ,自 O 點(diǎn)引兩條有向線段OF1和 OF2 分別表示力 F1 、F2 。以 OF1 和 OF 2 為兩個鄰邊作平行四邊形如圖所示,則對角線 OF 就是所求的合力 F。量出對角線的長度為5 個單位長度 ,則合力的大小 F=5 ×10 N=50 N 。用量角器量出合力 F 與分力 F1 的夾角 為 53°,方向斜向左下。- 8 -解法二計(jì)算法實(shí)際上是先運(yùn)用數(shù)學(xué)知識,再回到物理情景中。在如圖所示的平行四邊形中, OFF 1 為直角三角形 ,根據(jù)直角三角形的幾何關(guān)系 ,可以求得斜邊 OF 的長度和 OF 與 OF1 間的夾角 ,將其轉(zhuǎn)化為物理問題 ,就可以求出合力 F 的大小和方向 ,則F=50 N,tan= ,為 53°,合力 F 與 F1 的夾角為 53°,方向斜向左下。答案 :50 N, 方向?yàn)榕c F1 的夾角成 53°角斜向左下方?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】“神舟十一號”返回艙上的主降落傘在其降落地面的過程中起到了重要的減速作用 , 該傘展開面積1 200 m 2, 有 96 根傘繩 , 若每根傘繩能承受300 kg 物體的重力。每根傘繩與豎直方向夾角均為30°, 求 96 根傘繩 ( 對稱分布 ) 能產(chǎn)生的