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1、2022年秋高中物理 第3章 相互作用 4 力的合成課時作業(yè) 新人教版必修1
基礎(chǔ)夯實
一、選擇題(1~4題為單選題,5題為多選題)
1.(福建省四地六校2016~2017學年高一上學期第二次聯(lián)考)如圖兩個體重相同的人靜止坐在秋千上,兩秋千繩子能承受的最大張力是一樣的。往兩人身上同時慢慢加相同重量的物體,直到繩子斷開,則下面的敘述正確的是( C )
A.甲中繩子先斷 B.甲、乙中繩子同時斷
C.乙中繩子先斷 D.不確定
解析:小孩的重力和兩根繩子拉力的合力等值反向,合力一定,兩分力夾角越大,分力越大,所以夾角越大,繩子拉力越大,則乙中繩子容易斷,故C正確,A、B、D錯
2、誤,故選C。
2.兩個共點力同向時合力為a,反向時合力為b ,當兩個力垂直時合力大小為( B )
A. B.
C. D.
解析:假設(shè)兩個力分別為F1,F(xiàn)2,則:
同向時:F1+F2=a, ①
反向時:F1-F2=b, ②
當兩力垂直時:F=, ③
由①②得:F1=(a+b)/2,F(xiàn)2=(a-b)/2,
代入③得:F=。B正確。
3.(河北省邯鄲市大名一中2016~2017學年高一下學期開學檢測)架在A、B兩根電線桿之間的均勻電線在夏、冬兩季由于熱脹冷縮的效應(yīng),電線呈現(xiàn)如圖所示的兩種形狀。下列說法中正確的是( B )
A.夏季電線對電線桿的拉力較大
B.冬季電線
3、對電線桿的拉力較大
C.夏季、冬季電線對電線桿的拉力一樣大
D.夏季、冬季電線桿對地面的壓力不一樣大
解析:由于夏天氣溫較高,電線的體積會膨脹,兩桿正中部位電線下墜的距離h變大,則電線在桿上固定處的切線方向與豎直方向的夾角θ變小,所以兩電線桿處的電線彈力與冬天相比是變小的,電線桿上的電線的質(zhì)量一定,受力平衡,夏季、冬季桿對地面的壓力相等,所以選項A、C、D錯誤,B正確,故選B。
4.(吉林省實驗中學2017~2018學年高一上學期期中)某物體同時受到同一平面內(nèi)的三個共點力作用,在如圖所示的四種情況中(坐標紙中每格邊長表示1N的大小的力),該物體所受的合外力大小正確的是( D )
4、A.甲圖中物體所受的合外力大小等于4N
B.乙圖中物體所受的合外力大小等于2N
C.丙圖中物體所受的合外力大小等于0
D.丁圖中物體所受的合外力大小等于0
解析:用作圖法可得甲圖中合力等于5N,乙圖中合力等于5N,丙圖中合力等于6N,丁圖中合力等于0,故選D。
5.三個力,F(xiàn)1=3N,F(xiàn)2=7N,F(xiàn)3=9N,關(guān)于三個力的合力,下列說法正確的是( BC )
A.三個力的合力的最小值為1N
B.三個力的合力的最大值為19N
C.三個力的合力可能為9N
D.三個力的合力不可能為3N
解析:由于F1與F2的合力范圍為4N≤F12≤10N,包含F(xiàn)3=9N,故三個力的合力的最小值可以為
5、0,合力的最大值為19N,故A、D錯誤,B、C正確。
二、非選擇題
6.(北京一零一中學2017~2018學年高一上學期期中)在做“探究共點力合成規(guī)律”的實驗時,可以先將橡皮條的一端固定在木板上,再用兩個彈簧測力計把橡皮條的另一端拉到某一位置O,之后只用一個彈簧測力計拉橡皮條使其伸長,如圖所示。
關(guān)于實驗操作,下列說法中正確的是__②③____(填寫相應(yīng)序號)。
①同一次實驗中O點的位置允許變動
②實驗中彈簧測力計必須保持與木板平行,讀數(shù)時要正視彈簧測力計的刻度
③實驗中需要記錄彈簧測力計的示數(shù)和彈簧測力計所施加拉力的方向
解析:①要保證兩個彈簧稱的拉力與一個彈簧稱的拉力
6、效果相同,橡皮條要沿相同方向伸長量相同,則O點的位置應(yīng)固定,故①錯誤;②本實驗是在水平面作力的圖示,為了減小誤差彈簧測力計必須保持與木板平行,讀數(shù)時視線要正對彈簧測力計的刻度,故②正確;③由于力是矢量,因此在記錄時不但要記錄大小還要記錄其方向,故③正確。故選②③。
7.如圖所示,兩個人共同用力將一個牌匾拉上墻頭。其中一人用了450N的拉力,另一個人用了600N的拉力,如果這兩個人所用拉力的夾角是90°,求它們的合力。
答案:750N,與較小拉力的夾角為53°
解析:1.作圖法
如圖所示,設(shè)定單位長度表示150N的力,用一個點O代表牌匾,兩拉力之間的夾角為90°,依題意作出力的平
7、行四邊形。用刻度尺量出平行四邊形的對角線長為圖示線段的5倍,故合力大小為F=150×5N=750N,用量角器量出合力F與F1的夾角θ=53°。
2.計算法
設(shè)F1=450N,F(xiàn)2=600N,合力為F。
由于F1與F2間的夾角為90°,根據(jù)勾股定理得
F=N=750N,
合力F與F1的夾角θ的正切tanθ===,
所以θ=53°。
能力提升
一、選擇題(單選題)
1.(內(nèi)蒙古包頭五中2016~2017學年高一上學期期末)如圖所示,在同一平面內(nèi),大小分別為1N、2N、3N、4N、5N、6N的六個力共同作用于一點,其合力大小為( B )
A.1N B.0
C.2N
8、 D.3N
解析:5N和2N、4N和1N、6N和3N的合力都為3N,且三個合力互成120°,根據(jù)平行四邊形定則知,最終合力為零,故B正確,A、C、D錯誤,故選B。
2.兩個共點力F1和F2的大小不變,它們的合力F跟兩力F1、F2之間的夾角θ的關(guān)系如圖所示,則合力F大小的范圍是( D )
A.0~1N B.1N~3N
C.1N~5N D.1N~7N
解析:由圖象可得:θ=π時,|F1-F2|=1N;θ=0.5π時,=5N,解得F1=3N,F(xiàn)2=4N,故合力F的范圍是1N≤F≤7N。故D正確。
3.如圖所示,AB是半圓的直徑,O為圓心,P點是圓上的一點,在P點作用了三個共點力F1、
9、F2、F3。若F2的大小已知,則這三個力的合力為( C )
A.F2 B.2F2
C.3F2 D.4F2
解析:由幾何知識知,力F1與F3垂直,以F1、F3為鄰邊作平行四邊形,如圖所示,則F1、F3的合力大小為PC代表的線段,由于=2,即PC代表的力等于2F2,故三個力的合力為3F2,C正確。
4.(江蘇省徐州一中2016~2017學年高一上學期期中)用質(zhì)量為M的吸鐵石,將一張質(zhì)量為m的白紙壓在豎直固定的磁性黑板上,某同學沿著黑板面,用水平向右的恒力F輕拉白紙,白紙未移動,則此時黑板對白紙的摩擦力的大小為( D )
A.F B.mg
C. D.
解析:由題意可知,整體
10、受向下的重力、向右的拉力的作用,二力的合力為F合=;由力的平衡條件可知,摩擦力應(yīng)與合力大小相等,方向相反;故選D。
5.(河北省冀州中學2016~2017學年高一上學期月考)如圖所示,輕繩上端固定在天花板上的O點,下端懸掛一個重為10N的物體A,B是固定的表面光滑的小圓柱體,當A靜止時,輕繩與天花板的夾角為30°,B受到繩的壓力是( B )
A.5N B.10N
C.5N D.10N
解析:以與小圓柱體接觸的那一小段繩子為研究對象,受兩個大小相等的拉力以及支持力N,如圖,由于F1=F2=10N,且夾角為120°,故F=10N,因而物體對圓柱體的壓力為10N,故選B。
二、非選
11、擇題
6.(江蘇省宿遷市2016~2017學年高一上學期期末)某同學做“驗證平行四邊形定則”實驗情況如圖甲所示,其中A為固定橡皮條的圖釘,O為橡皮條與細繩的結(jié)點,OB和OC為細繩。
(1)實驗記錄紙如圖乙所示,兩彈簧測力計共同作用時,O點為結(jié)點的位置,拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點;一個彈簧測力計拉橡皮筋時,拉力F3的方向過P3點。力F1的大小如彈簧測力計所示,F(xiàn)1=__2.92____N(已知F2=2.63N,F(xiàn)3=4.41N)。
(2)請在答題紙上作出F1和F2的合力F(標度已給出);并求出合力F=__4.30____N。
解析:(1)由圖知1N之間有10小格,一個小格
12、代表0.1N,所以彈簧測力計的示數(shù)為2.92N。
(2)根據(jù)平行四邊形定則先作出F2與F1的合力,如圖所示,由圖得F1、F2的合力大小4.30N。
7.如圖所示,一名騎獨輪車的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2000N,演員和獨輪車的總質(zhì)量為80kg,獨輪車兩側(cè)的鋼索最大成150°夾角,鋼索能安全使用嗎?(cos75°=0.259,g取10N/kg)
答案:能
解析:對鋼索上與車輪接觸的點受力分析,如圖所示。
其中FT1、FT2為兩側(cè)鋼索對O點的拉力,且FT1=FT2,F(xiàn)N為O點受到的獨輪車的壓力,F(xiàn)T1和FT2合力FT的大小與FN大小相等,F(xiàn)N在數(shù)值上等于人和車的重力G。由幾何關(guān)系得2FT1cos75°=G,所以FT1==N≈1544N,即FT1<2000N,鋼索能安全使用。