2021学年新教材高中物理课时素养评价十三力的合成含解析粤教版必修1

-1-力的合成(15分钟·30分)一、选择题(本题共5小题,每题4分,共20分)1.关于互成角度的两个共点力,有关它们的合力与分力关系的下列说法中,正确的是()A.合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力B.合力的大小随分力夹角的增大而增大C.合力的大小一定大于任意一个分力D.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力【解析】选D。根据力的平行四边形定则可知,两个共点力的合力大小可能大于分力,也可能小于分力,所以合力可能大于大的分力,也可能小于小的分力,合力的大小随两分力夹角的增大而减小,故选项D正确。2.一物体只受到两个共点力的作用,力的大小分别为10N和20N,物体受到的合力大小可能为()A.0B.5NC.25ND.35N【解析】选C。由于合力范围为F1+F2≥F≥|F1-F2|,故两个力的合力范围是:30N≥F≥10N;故A、B、D都是不可能的,可能的是C。故选C。3.草原上三只狼在争抢食物,三只狼沿水平方向作用力大小为800N、1000N和1200N,狼的方位不确定,三只狼合力的最大值和最小值分别为()A.3000N,0B.3000N,400NC.2200N,400ND.2200N,0【解析】选A。三力方向一致时,合力最大为3000N;800N和1000N二力合力的最大值为1800N,最小值为200N,1200N大于最小值,小于最大值,所以三力合力的最小值为0,故A正确,B、C、D错误。4.如图所示,表示五个共点力的有向线段恰分别构成正六边形的两条邻边和三条对角线。已知-2-F1=10N,这五个共点力的合力大小为()A.0B.30NC.60ND.90N【解析】选C。先把F1、F4合成,则F14=F3,再把F2、F5合成,则F25=F3,由几何关系可知F3=2F1=20N,所以F合=3F3=60N。5.如图所示,假设最上面的人(包括拿着的奖杯)与下面的五个人质量都为m,则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力为()A.B.C.D.【解析】选C。最上面的人受到的竖直向下的重力为mg,所以每条腿上的力都是。中间层最左边的人受到竖直向下的力为mg+=,所以每条腿上的力都是。由对称性,中间层最右边的人每条腿上的力也是。最底层中间的人受到竖直向下的力为mg+=,所以其每条腿上的力为,即最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力为,故选C。-3-二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)6.如图所示,一条小船在河中心向正东方向行驶,船上挂起一风帆,帆受侧向风作用,风力大小F1为100N,方向为东偏南30°,为了使船受到的合力恰能沿正东方向,岸上一人用一根绳子拉船,绳子方向与河岸垂直,求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小。【解析】如图所示,以F1、F2为邻边作平行四边形,使合力F沿正东方向,则F=F1cos30°=100×N=50NF2=F1sin30°=100×N=50N答案:50N50N(10分钟·20分)7.(6分)两位同学共提一桶水匀速前行,如图所示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶的总重力为G,则下列说法中正确的是()A.当θ为120°时,F=B.不管θ为何值,均有F=-4-C.当θ=0时,F=D.θ越大时,F越小【解析】选C。两分力相等,由力的合成可知,θ=120°时,F合=F分=G,θ=0时,F分=F合=,故C正确,A、B错误;θ越大,在合力一定时,分力越大,故D错误。【加固训练】如图所示,一水桶上系有三条绳子a、b、c,分别用它们提起相同的水时,下列说法中正确的是()A.a绳受力最大B.b绳受力最大C.c绳受力最大D.三条绳子受力一样大【解析】选C。对水桶研究:受到重力和绳子的两个拉力作用,根据平衡条件得知:两个拉力的合力与重力平衡,大小等于重力,方向竖直向上。根据两个分力大小一定时,夹角增大,合力减小可知,两个拉力的合力一定,夹角越小,绳子拉力越小,夹角越大,绳子拉力越大。根据几何关系得绳子越长,夹角越小,绳子的拉力越小,而绳子越短,夹角越大,绳子的拉力越大,c绳子夹角最大,故c绳受力最大。8.(14分)在研究两个共点力合成的实验中得到如图所示的合力F与两个分力的夹角的关系图,问:(1)两个分力的大小各是多少?(2)合力的变化范围是多少?-5-【解析】(1)两力夹角为时以及夹角是π时,分别列式求得:F1=8N,F2=6N。(2)由|F1-F2|≤F≤F1+F2得2N≤F≤14N。答案:(1)8N6N(2)2N≤F≤14N