第03講相互作用（第8課時）2024年高中物理學(xué)業(yè)水平考試必備考點歸納與測試

第03講相互作用第八課時力的合成與分解1、理解力的合成與分解；2、獨立操作探究實驗：探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律。考點十九、力的合成與分解1．共點力：幾個力如果都作用在物體的同一點，或者幾個力作用在物體上的不同點，但這幾個力的作用線延長后相交于同一點，這幾個力就叫共點力。2．合力和分力定義：當(dāng)一個物體受到幾個力的共同作用時，我們常?？梢哉业竭@樣一個力，這個力產(chǎn)生的效果，跟原來幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同，則這個力叫那幾個力的合力，那幾個力是這一個力的分力?！镜湫皖}例1】關(guān)于共點力，下列說法中正確的是A．作用在一個物體上的兩個力，如果大小相同，方向相反，這兩個力是共點力B．作用在一個物體上的兩個力，如果不是是一對平衡力，則這兩個力一定不是共點力C．作用在一個物體上的幾個力，如果它們作用點不在同一點上，則這幾個力不是共點力D．作用在一個物體上的幾個力，如果它們的作用線可以交于一點，則這幾個力是共點力【答案】【解析】D大小相同、方向相反的力不一定作用在同一點，但一對平衡力必在同一直線上，是共點力，所以選項A錯誤；共點力不一定是一對平衡力，所以B錯誤；作用在一個物體上的幾個力，如果作用在物體的同一點，或者雖不作用在物體的同一點，但力的作用線交于一點，則這幾個力是共點力，所以選項D正確，C錯誤?！镜湫皖}例2】關(guān)于F1、F2及它們的合力F，下列說法中正確的是A．合力F不一定與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同B．兩力F1、F2一定是同種性質(zhì)的力C．兩力F1、F2一定是同一個物體受到的力D．兩力F1、F2與F是物體同時受到的三個力【答案】C【解析】只有同一個物體受到的力才能合成，分別作用在不同物體上的力不能合成。合力是對原來幾個分力的等效替代，兩力可以是不同性質(zhì)的力，但合力與分力不能同時存在。所以，正確選項為C。3．力的合成（1）定義：求幾個力的合力的過程叫力的合成。（2）特性：①力的合成是唯一的。②只有同一物體所受的力才可合成—共點力。③不同性質(zhì)的力也可以合成。4．力的合成定則平行四邊形定則：求兩個互成角度的力的合力，可以用表示這兩個力的線段作鄰邊，作平行四邊形，夾在兩分力之間的對角線就表示合力的大小和方向。這叫做力的平行四邊形定則。應(yīng)用范圍：平行四邊形定則是一切矢量的運算法則，不僅適用于力的合成，也適用于速度、加速度等矢量的合成。平行四邊形定則只能計算幾個共點力的合力，對于非共點力，合力沒有意義。（2）三角形定則：根據(jù)平行四邊形的對邊平行且相等，即平行四邊形是由兩個全等的三角形組成，平行四邊形定則可簡化為三角形定則。若從O點出發(fā)先作出表示力F2的有向線段，再以F2端點出發(fā)作表示力F1的有向線段，連接F2的始端和F1的末端，則該有向線段即表示合力F的大小和方向。不在同一直線上的兩個分力與其合力，一定圍成一個封閉的三角形。類推，不在同一直線上的n個力與其合力，一定圍成一個封閉的n+1邊形?！镜湫皖}例3】兩個大小和方向都確定的共點力，其合力的A．大小和方向都確定B．大小確定，方向不確定C．大小不確定，方向確定D．大小、方向都不確定【答案】A【解析】對于平行四邊形，當(dāng)兩鄰邊確定時，其對角線是確定的，所以根據(jù)平行四邊形定則，兩個分力的大小、方向確定時，其合力的大小和方向都確定。5．共點力合成的方法（1）作圖法（圖解法）【典型題例4】一物體受到三個共面共點力F1、F2、F3的作用，三力的矢量關(guān)系如圖所示（小方格邊長相等），則下列說法正確的是A．三力的合力有最大值F1＋F2＋F3，方向不確定B．三力的合力有唯一值3F3，方向與F3同向C．三力的合力有唯一值2F3，方向與F3同向D．由題給條件無法求出合力大小【答案】B【解析】根據(jù)平行四邊形定則，作出F1、F2的合力如圖，大小等于2F3，方向與F3相同，再跟F3合成，則三個力的合力為3F3。故B正確。綜上本題選B。（2）計算法。如相互垂直的兩個力的合成，即α＝90°，F(xiàn)合＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))，F(xiàn)合與F1夾角的正切值tanβ＝eq\f(F2,F1)，如圖所示?！镜湫皖}例5】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?！敬鸢浮?50N合力F與F1的夾角為53°【解析】解法一：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°。解法二：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＝eq\r(4502＋6002)N＝750N，合力F與F1的夾角θ的正切tanθ＝eq\f(F2,F1)＝eq\f(600,450)＝eq\f(4,3)，所以θ＝53°。6．合力與分力的大小關(guān)系——合力范圍的確定（1）兩個共點力的合力范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2。（2）大小關(guān)系①合力大小可能大于每一個分力，也可能小于每一個分力，也可能等于每一個分力，也可能比一個分力大，比另一個分力小。②二個分力大小一定時，合力大小隨兩分力間夾角增大而減小。③合力一定時，二等大分力的夾角越大，二分力越大。【典型題例6】關(guān)于合力與其兩個分力的關(guān)系，正確的是A．合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力B．合力的大小隨兩分力夾角的增大而增大C．合力的大小一定大于任意一個分力D．合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力【答案】D【解析】根據(jù)平行四邊形定則可知：兩個共點力的合力的大小不一定大于小的分力，如下圖甲，也不一定小于大的分力，如下圖乙；合力的大小也不隨夾角的增大而增大如下圖丙；并且也不一定大于任意一個分力。【典型題例7】關(guān)于兩個大小不變的共點力F1、F2及它們的合力F，下列說法中正確的A．合力F一定與F1、F2共同作用產(chǎn)生的效果相同B．兩力F1、F2與F是物體同時受到的三個力C．兩個分力夾角小于90°時，合力的大小隨兩分力夾角的增大而增大D．合力的大小一定大于分力中最大者【答案】A【解析】合力與分力是等效替代關(guān)系，合力F與兩分力共同作用產(chǎn)生的效果相同，但合力與分力不能同時存在，故A正確，B錯誤；合力大小的取值范圍：|F1－F2|≤F≤F1＋F2，故合力可以比分力中任何一個小，D錯誤；兩個分力夾角小于90°時，合力的大小隨兩分力夾角的增大而減小，C錯誤?！镜湫皖}例8】如圖，一個大人單獨提起一桶水和兩個小孩共同提起同一桶水，則下列說法正確的是A．大人的拉力不可以看作兩個小孩拉力的合力B．大人拉力一定等于兩個小孩拉力大小之和C．兩個小孩兩手臂夾角θ越大，則拉力越小D．兩個小孩兩手臂夾角θ越大，則拉力越大【答案】D【解析】大人的拉力與兩小孩的拉力效果相同，A錯誤；由共點力的合成法則知合力一定，夾角越大，分力越大，故B、C錯，D正確。【典型題例9】研究兩共點力的合力實驗中，得出F合隨夾角θ變化的規(guī)律如圖，則A．兩個分力分別為8N、10NB．兩個分力分別為3N、4NC．2N≤F合≤12ND．2N≤F合≤14N【答案】D【解析】F1－F2＝2NFeq\o\al(2,1)＋Feq\o\al(2,2)＝102。解得F1＝8N，F(xiàn)2＝6N合力范圍2N≤F合≤14N，故D正確。7．力的分解定義及分解原則（1）定義：求一個已知力的分力的過程。（2）遵循原則：①力的分解是力的合成的逆運算。同樣遵循平行四邊形定則或三角形定則。②把一個已知力F作為平行四邊形的對角線，與力F共點的平行四邊形的兩個鄰邊，就表示力F的兩個分力F1和F2，如圖所示。三角形定則：把兩個矢量首尾相接，從第一個矢量的始端指向第二個矢量的末端的有向線段就表示合矢量的大小和方向。三角形定則與平行四邊形定則實質(zhì)上是一樣的，如圖所示?！镜湫皖}例10】把一個已知力F分解，要求其中一個分力F1跟F成30°角，而大小未知；另一個分力F2＝eq\f(\r(3),3)F，但方向未知，則F1的大小可能是A．eq\f(\r(3),3)FB．eq\f(\r(3),2)FC．eq\r(3)FD．eq\f(2\r(3),3)F【答案】D【解析】如圖所示，過F點作F1的垂線FA，則eq\x\to(AF)＝Fsin30°＝eq\f(F,2)。因為F＞F2＞eq\f(F,2)，由圖可知，F(xiàn)1的大小有兩個可能值。在Rt△AFF1中，F(xiàn)1A＝eq\r(\x\to(F1F)2－\x\to(AF)2)＝＝eq\f(\r(3),6)F，由對稱性可知，AF1′＝F1A＝eq\f(\r(3),6)F，所以F1＝OA－F1A＝eq\f(\r(3),3)F，F(xiàn)1′＝OA＋AF1′＝eq\f(2\r(3),3)F。8．力的效果分解法（1）通常根據(jù)力的作用效果分解力才有實際意義。（2）思路：①根據(jù)物體（或結(jié)點）所處的狀態(tài)分析力的作用效果。②根據(jù)力的實際作用效果確定兩個實際分力的方向；③再根據(jù)兩個實際分力方向（平行四邊形定則）畫出平行四邊形；把對力的計算轉(zhuǎn)化為對邊、角的計算；④最后由三角形知識或數(shù)學(xué)知識求出兩分力的大小?！咎貏e提醒】按力的作用效果分解時，準(zhǔn)確確定兩個分力的方向是關(guān)鍵，作出平行四邊形后常用三角函數(shù)、相似三角形求解。把一個力分解成兩個分力，僅是一種等效替代的關(guān)系，不能認(rèn)為在這兩個分力方向上有兩個施力體（或受力體），如物體沿斜面下滑時，重力分解為沿斜面下滑的力G1＝Gsinθ，和壓向斜面的力G2=Gcosθ，這兩個力都是物體受到的，施力體只有一個――地球。也不能錯誤地認(rèn)為G2就是對斜面的壓力，因為G2不是斜面受到的力，且性質(zhì)也與壓力不同，僅在數(shù)值上等于物體對斜面的壓力。【典型題例11】如圖所示，重力為G的物體靜止在傾角為α的斜面上，將重力G分解為垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2，那么A．F1就是物體對斜面的壓力B．物體對斜面的壓力方向與F1方向相同，大小為GcosαC．F2就是物體受到的靜摩擦力D．物體受到重力、斜面對物體的支持力、靜摩擦力、F1和F2共五個力的作用【答案】B【解析】F1不是物體對斜面的壓力，而使物體緊壓斜面的力．因為物體對斜面的壓力受力物體是斜面，而F1的受力體是物體，故A錯誤；物體對斜面的壓力方向垂直于斜面向下，與F1的方向相同，根據(jù)幾何知識得到，F(xiàn)1=Gcosα，故B正確；F2不是物體受到的靜摩力，而使物體下滑的力，大小等于物體受到的靜摩力，故C錯誤；物體受到重力、斜面對物體的支持力、靜摩擦力三個力作用．故D錯誤。故選B?！镜湫皖}例12】如圖所示，用拇指、食指捏住圓規(guī)的一個針腳，另一個有鉛筆芯的腳支撐在手掌心位置，使OA水平，然后在外端掛上一些不太重的物品，這時針腳A、B對手指和手掌均有作用力，對這兩個作用力方向的判斷，下列各圖中大致正確的是【答案】C【解析】以圓規(guī)上的O點為研究對象，O點所掛物體的重力產(chǎn)生兩個作用效果：一個是沿AO方向向左拉AO，另一個是沿OB方向斜向下壓OB，通過圓規(guī)兩腳作用在手上的力如選項C所示?！镜湫皖}例13】小明想推動家里的衣櫥，但使出了很大的力氣也推不動，他回憶起物理課堂上學(xué)習(xí)的“力的分解”知識，便想了個妙招，如圖所示，用A、B兩塊木板，搭成一個底角較小的人字形架，然后往中央一站，衣櫥居然被推動了！下列說法中正確的是A．這是不可能的，因為小明根本沒有用力去推衣櫥B．這是不可能的，因為無論如何小明的力氣也沒那么大C．這有可能，A板對衣櫥的推力有可能大于小明的重力D．這有可能，但A板對衣櫥的推力不可能大于小明的重力【答案】C【解析】小明的重力可分解為沿兩個木板方向的分力，由于兩個木板夾角接近180°，根據(jù)平行四邊形定則，可知分力可遠(yuǎn)大于小明的重力，選項C正確?？键c二十、探究實驗：探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律1．實驗?zāi)康模?）驗證兩個力合成時的平行四邊形定則。（2）通過驗證力的平行四邊形定則，培養(yǎng)學(xué)生用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論能力。2．實驗原理等效法：一個力F′的作用效果和兩個力F1、F2的共同作用效果相同，都是讓同一條一端固定的橡皮條伸長到同一點，所以這個力F′就是這兩個力F1和F2的合力。作出力F′的圖示，與再根據(jù)平行四邊形定則作出力F1和F2的合力F的圖示比較，在實驗誤差允許的范圍內(nèi)，F(xiàn)′和F大小相等、方向相同。即可驗證平行四邊形定則。3．實驗器材：方木板、白紙、彈簧測力計（兩個）、三角板、刻度尺、圖釘（若干個）、細(xì)芯鉛筆、橡皮條、細(xì)繩套（兩個），鉛筆。4．實驗步驟（1）釘白紙：用圖釘把白紙釘在水平桌面上的方木板上。（2）拴繩套：用圖釘把橡皮條的一端固定在A點，橡皮條的另一端拴上兩個細(xì)繩套。（3）兩個力拉：用兩個彈簧測力計分別鉤住細(xì)繩套，互成角度地拉橡皮條，使橡皮條伸長到某一位置O，如圖甲所示，記錄彈簧測力計的讀數(shù)，用鉛筆描下O點的位置及此時的兩細(xì)繩套的方向。（4）用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細(xì)繩套方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出這兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺、三角板作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示。（5）一個力拉：只用一個彈簧測力計通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點拉到同樣的位置O，記下彈簧測力計的讀數(shù)F′和細(xì)繩套的方向，用刻度尺從O點按同樣的標(biāo)度沿記錄的方向作出這個彈簧測力計的拉力F′的圖示。（6）比較：比較力F′與用平行四邊形定則求出的合力F在大小和方向上是否相同。（7）重復(fù)：改變兩個力F1和F2的大小和夾角，再重復(fù)實驗兩次。5．?dāng)?shù)據(jù)處理（1）理論值：在白紙上用鉛筆和刻度尺從結(jié)點O沿兩條細(xì)繩套方向畫直線，按選定的標(biāo)度作出兩個彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并以F1和F2為鄰邊用刻度尺、三角板作平行四邊形，過O點畫平行四邊形的對角線，此對角線即為合力F的圖示。（2）測量值：用刻度尺從O點按同樣標(biāo)度沿記錄的方向作出一個彈簧測力計拉橡皮條時拉力F′的圖示。（3）相比較：比較F′與用平行四邊形定則求得的合力F在實驗誤差允許的范圍內(nèi)是否完全重合或幾乎完全重合，從而驗證平行四邊形定則。6．注意事項（1）不要直接以橡皮條端點為結(jié)點，可拴一短細(xì)繩連兩細(xì)繩套，以三繩交點為結(jié)點，應(yīng)使結(jié)點小些，以便準(zhǔn)確地記錄結(jié)點O的位置。（2）位置不變：在同一次實驗中，使橡皮條拉長時結(jié)點O的位置一定要相同。（3）不要用老化的橡皮條，檢查方法是用一個彈簧測力計拉橡皮條，要反復(fù)做幾次，使橡皮條拉到相同的長度看彈簧測力計讀數(shù)有無變化。（4）細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向。不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個點，取掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點與O點連直線確定力的方向。（5）統(tǒng)一標(biāo)度：在同一次實驗中，畫力的圖示所選定的標(biāo)度要相同，并且要恰當(dāng)選取標(biāo)度，使所作力的圖示稍大一些。（6）角度合適：用兩個彈簧測力計勾住細(xì)繩套互成角度地拉橡皮條時,其夾角不宜太小,也不宜太大，以60°到120°之間為宜。（7）盡量減少誤差：①在合力不超出量程及在橡皮條彈性限度內(nèi)，形變應(yīng)盡量大一些。②細(xì)繩套應(yīng)適當(dāng)長一些，便于確定力的方向。不要直接沿細(xì)繩套的方向畫直線，應(yīng)在細(xì)繩套末端用鉛筆畫一個點，取掉細(xì)繩套后，再將所標(biāo)點與O點連直線確定力的方向。7．誤差分析（1）彈簧測力計使用前沒調(diào)零會造成系統(tǒng)誤差。彈簧測力計本身不夠準(zhǔn)確造成的誤差，為此要選擇比較準(zhǔn)確的彈簧測力計。（2）彈簧測力計讀數(shù)和作圖造成偶然誤差，需要多做幾次實驗，并且使兩分力F1、F2的夾角適當(dāng)大些。（3）使用中，彈簧測力計的彈簧和外殼之間、指針和外殼之間或彈簧測力計外殼和紙面之間有摩擦力存在會造成系統(tǒng)誤差。（4）兩次測量拉力時，橡皮條的結(jié)點O沒有拉到同一點會造成偶然誤差。（5）讀數(shù)時眼睛一定要正視，要按有效數(shù)字正確讀數(shù)和記錄，兩力對邊一定要平行，否則會造成誤差。（6）在應(yīng)用平行四邊形定則作圖時，F(xiàn)1、F2及合力F作圖不準(zhǔn)確會造成偶然誤差?！镜湫皖}例14】某同學(xué)做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時，主要步驟是：A．在桌上放一塊方木板，在方木板上鋪一張白紙，用圖釘把白紙釘在方木板上B．用圖釘把橡皮條一端固定在板上的A點，在橡皮條的另一端拴上兩條細(xì)繩，細(xì)繩的另一端系著繩套C．用兩個彈簧測力計分別勾住繩套，互成角度地拉橡皮條,使橡皮條伸長，結(jié)點到達某一位置O。記錄下O點的位置，讀出兩個彈簧測力計的示數(shù)D．按選好的標(biāo)度,用鉛筆和刻度尺作出兩只彈簧測力計的拉力F1和F2的圖示，并用平行四邊形定則求出合力FE．只用一個彈簧測力計，通過細(xì)繩套拉橡皮條使其伸長，讀出彈簧測力計的示數(shù)，記下細(xì)繩套的方向，按同一標(biāo)度作出這個力F′的圖示F．比較F′和F的大小和方向，看它們是否相同，得出結(jié)論上述步驟中：（1）有重要遺漏的步驟的序號是___________和____________；（2）遺漏的內(nèi)容分別是______________________________和_______________________________?！敬鸢浮浚?）CE（2）記下兩條繩的方向把橡皮條的結(jié)點拉到同一位置O【解析】據(jù)驗證力的平行四邊形定則的操作規(guī)程可知，有重要遺漏的步驟的序號是C、E。在C中未記下兩條細(xì)繩的方向。E中未說明是否把橡皮條的結(jié)點拉到了同一位置O?！镜湫皖}例15】】某同學(xué)做“驗證力的平行四邊形定則”的實驗情況如圖甲，其中A為固定橡皮條的圖釘，O為橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點，OB與OC為細(xì)繩。圖乙是在白紙上根據(jù)實驗結(jié)果畫出的圖。（1）如果沒有操作失誤，圖乙中的F與F′兩力中，方向一定沿AO方向的是________。（2）本實驗采用的科學(xué)方法是________。A．理想實驗法B．等效替代法C．控制變量法D．建立物理模型法【答案】（1）F′（2）B【解析】（1）由一個彈簧測力計拉橡皮條至O點的拉力一定沿AO方向；而根據(jù)平行四邊形定則作出的合力，由于誤差的存在，不一定沿AO方向，故一定沿AO方向的是F′。（2）一個力的作用效果與兩個力的作用效果相同，它們的作用效果可以等效替代，B正確?！镜湫皖}例16】將橡皮筋的一端固定在A。當(dāng)橡皮筋的活動端拉到O點時，兩根細(xì)繩相互垂直，如圖所示。這時彈簧測力計的讀數(shù)可從圖中讀出。（1）由圖可讀得兩個相互垂直的拉力的大小分別為______N和________N。（2）在圖所示的方格紙上按作圖法的要求畫出這兩個力及它們的合力。（3）圖所示兩圖是兩位同學(xué)得到的實驗結(jié)果，其中哪一個圖符合實際？若合力測量值F′是準(zhǔn)確的,則F與F′有誤差的原因可能是哪些？【答案】見解析【解析】（1）彈簧測力計的最小刻度為0.1N，讀數(shù)時應(yīng)估讀一位，所以讀數(shù)分別為2.50N和4.00N。（2）取一個小方格邊長表示0.50N，作出兩個力及它們的合力。（3）F′是用一個測力計拉橡皮條所得的，其方向一定在橡皮條所在直線上，所以乙圖符合實際，誤差的原因主要是彈簧測力計讀數(shù)誤差，確定分力方向不夠準(zhǔn)確等原因。【典型題例17】“驗證力的平行四邊形定則”的實驗如圖甲所示。（1）某同學(xué)實驗操作步驟如下：①如圖甲所示把橡皮條的一端固定在板上的A點，用兩條細(xì)繩連在橡皮條的另一端，通過細(xì)繩用兩個彈簧測力計互成角度拉橡皮條，橡皮條伸長，使結(jié)點伸長到O點，用鉛筆記下O點的位置，并記下兩個測力計的讀數(shù)。②在紙上按比例作出兩個力FOB、FOC的圖示，用平行四邊形定則求出合力F。③只用一個測力計，通過細(xì)繩把橡皮條上的結(jié)點拉到同樣的位置O點，記下測力計的讀數(shù)和細(xì)繩的方向，按同樣比例作出這個力F′的圖示（如圖乙），比較F′與用平行四邊形定則求得的合力F。④改變FOB和FOC的夾角和大小，重復(fù)上述過程。上述實驗過程中有重要遺漏的步驟是________（填步驟序號）；圖乙中，力________的圖線與AO延長線重合（選填F或F′）（2）某同學(xué)認(rèn)為在實驗過程中必須注意以下幾項，你認(rèn)為正確的有________。A．拉橡皮條的細(xì)繩套適當(dāng)細(xì)一些且長一些B．實驗中把橡皮條節(jié)點拉到O點時，兩彈簧測力計之間的夾角為90°不變，可便于計算合力C．拉橡皮條時，橡皮條、細(xì)繩和彈簧測力計應(yīng)貼近且平行于木板D．兩根細(xì)繩必須等長，且橡皮條應(yīng)與兩繩夾角的角平分線在同一直線上（3）如圖丙，某次測量FOB、FOC大小、方向?qū)嶒炦^程中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)OC讀數(shù)幾乎滿量程，而FOB讀數(shù)不到量程一半（兩彈簧測力計相同），需要作適當(dāng)調(diào)整，下列做法正確的是________。A．保持結(jié)點O位置不變、OB方向不變，OC逆時針轉(zhuǎn)過一定的角度B．保持結(jié)點O位置不變，OB、OC逆時針轉(zhuǎn)過適當(dāng)?shù)慕嵌菴．適當(dāng)調(diào)整結(jié)點O遠(yuǎn)離A，OB順時針方向、OC逆時針各轉(zhuǎn)過適當(dāng)角度D．適當(dāng)調(diào)整結(jié)點O靠近A，OB方向可不變，OC逆時針轉(zhuǎn)過一個角度【答案】（1）①F′（2）AC（3）D【解析】（1）本實驗為了驗證力的平行四邊形定則，采用的方法是作力的圖示法，作出合力的理論值和實際值，然后進行比較，得出結(jié)果。所以，實驗時，除記錄彈簧測力計的示數(shù)外，還要記下兩條細(xì)繩的方向，以便確定兩個拉力的方向，這樣才能作出拉力的圖示。步驟①中未記下兩條細(xì)繩的方向；題圖乙力F′是用一根彈簧測力計拉橡皮條得到的，所以應(yīng)該是F′與AO延長線重合。（2）拉橡皮條的細(xì)繩套適當(dāng)?shù)募?xì)一些且長一些，有利于實驗的操作，因此A正確．兩細(xì)繩套的方向不一定要成90°夾角，故B錯誤。彈簧測力計測量拉力時，測力計應(yīng)與木板平面平行，且細(xì)繩與彈簧伸長的方向平行，故C正確。兩根細(xì)繩不一定要等長，且橡皮條不一定要與兩繩夾角的角平分線在同一直線上，故D錯誤。（3）若O的位置不變，則合力不變，OB方向不變，則OC的大小方向均不變，故A錯誤。若O的位置不變，則合力不變，OC逆時針旋轉(zhuǎn)，則OB須順時針旋轉(zhuǎn)，所以B錯誤。若適當(dāng)調(diào)整結(jié)點O遠(yuǎn)離A，則合力變大，OB順時針方向、OC逆時針各轉(zhuǎn)過適當(dāng)角度的話，OC會超出量程，故C錯誤．若適當(dāng)調(diào)整結(jié)點O靠近A，則合力減小，若OB方向不變，逆時針旋轉(zhuǎn)OC，可增大OB的讀數(shù)，故D正確。1．用兩條細(xì)繩把一個鏡框懸掛在墻上，在如圖所示的四種掛法中，細(xì)繩對鏡框拉力最小的是【答案】B【解析】由力的合成知，合力一定時夾角越大分力越大，夾角越小時分力越小，故選項B正確。2．如圖所示，某人靜躺在椅子上，椅子的靠背與水平面之間有固定傾斜角θ。若此人所受重力為G，則椅子各部分對他的作用力的合力大小為A．GB．GsinθC．GcosθD．Gtanθ【答案】A【解析】人受到的重力G和椅子各部分作用力的合力F合，大小相等，方向相反，人才處于平衡狀態(tài)，即F合＝G，選項A正確。3．如圖所示，挑水時，水桶上同一根繩子的狀況分別為a、b、c三種情況，則在哪種情況下挑的水最多（桶足夠大，繩子足夠長）A．a(chǎn)B．bC．cD．一樣多【答案】A【解析】繩子夾角越小，合力越大，故A正確。4．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(biāo)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A．甲圖中物體所受的合外力大小等于4NB．乙圖中物體所受的合外力大小等于2NC．丙圖中物體所受的合外力大小等于0D．丁圖中物體所受的合外力大小等于0【答案】D【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。5．兩個共點力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A．0～1NB．1N～3NC．1N～5ND．1N～7N【答案】D【解析】由圖象可得：θ＝π時，|F1－F2|＝1N；θ＝π時，eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝5N，解得F1＝3N，F(xiàn)2＝4N，故合力F的范圍是1N≤F≤7N。故D正確。6．如圖所示，大小分別為F1、F2、F3的三個力恰好圍成一個閉合的三角形，且三個力的大小關(guān)系是F1＜F2＜F3，則下列四個圖中，這三個力的合力最大的是【答案】C【解析】根據(jù)平行四邊形定則可知，選項A、D中合力的大小相等，且小于2F3，選項B中三個力的合力為零，選項C中三個力的合力大小為2F3，故選項C正確。7．如圖所示，質(zhì)量為6kg的物體，在水平向右大小為20N的力F的作用下向右運動，物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝，則物體所受到的合力為A．20N，水平向右B．12N，水平向左C．32N，水平向右D．8N，水平向右【答案】D【解析】先對物體進行受力分析，物體受重力、彈力、摩擦力、水平推力四個力的作用，其中重力、彈力大小相等，方向相反，作用效果相互抵消，所以物體所受合力即摩擦力與水平推力的合力。摩擦力f＝μN＝μmg＝12N，水平向左，所以合力F合＝F－f＝8N，方向與F方向相同，即水平向右。故選項D正確。8．兩個共點力的大小分別為F1＝15N，F(xiàn)2＝8N，它們的合力大小不可能等于A．9NB．25NC．8ND．21N【答案】B【解析】F1、F2的合力范圍是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，故7N≤F≤23N，不在此范圍的是25N，應(yīng)選擇B項。9．關(guān)于力的分解，下列說法正確的是A．一個10N的力可以分解為15N和4N的兩個共點力B．一個10N的力可以分解為5N和4N的兩個共點力C．一個2N的力可以分解為5N和4N的兩個共點力D．一個2N的力可以分解為6N和3N的兩個共點力【答案】C【解析】合力F合與其兩個分力F1、F2應(yīng)滿足|F1－F2|≤F合≤F1＋F2，經(jīng)驗證可得選項A、B、D錯誤，C正確。10．如圖，把光滑斜面上物體的重力mg分解為F1、F2兩個力，下列說法正確的是A．F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力，F(xiàn)2是物體對斜面的壓力B．物體受到mg、FN、F1、F2共4個力作用C．物體受到的合力為mgsinθ，方向沿斜面向下D．力FN、F1、F2這3個力的作用效果和mg與FN兩個力的作用效果不相同【答案】C【解析】F1、F2兩個力是mg的兩個正交分力，其作用效果與重力mg等效，F(xiàn)1的作用是使物體沿斜面下滑，F(xiàn)2的作用是使物體壓緊斜面。物體只受重力mg和斜面對物體的支持力FN的作用。綜上所述，選項C正確，D錯誤。11．如圖所示，一個半徑為r、重為G的光滑均勻球，用長度為r的細(xì)繩掛在豎直光滑的墻壁上，則繩子的拉力FT和球?qū)Ρ诘膲毫N的大小分別是A．G，eq\f(G,2)B．2G，GC．eq\r(3)G，eq\f(\r(3)G,3)D．eq\f(2\r(3),3)G，eq\f(\r(3)G,3)【答案】D【解析】由題意可知：懸繩與墻的夾角為30°，將重力按效果分解，如圖FT＝F1＝eq\f(G,cos30°)＝eq\f(2\r(3),3)GFN＝F2＝Gtan30°＝eq\f(\r(3),3)G。12．在“探究求合力的方法”實驗中，某同學(xué)用兩只彈簧秤將橡皮筋的端點拉到點O，作出這兩個力F1、F2的圖示（圖甲），然后用一只彈簧秤將橡皮筋的端點仍然拉到O，彈簧秤示數(shù)F如圖乙所示。（1）彈簧秤的示數(shù)F＝________N；（2）請幫他在圖甲中畫出力F的圖示（圖中a為記錄F方向時所記錄的一點）；（3）該同學(xué)用虛線把F的箭頭末端分別與F1、F2的箭頭末端連起來．他觀察圖形后受到了啟發(fā)。你認(rèn)為他緊接著應(yīng)進行的兩個實驗步驟是________。A．整理實驗器材B．提出求合力方法的猜想C．改變F1、F2的大小和方向，重復(fù)上述實驗D．與同學(xué)交流討論實驗結(jié)果，得出結(jié)論【答案】（1）0.2N，2.8N（2）見解析（3）BC【解析】（1）彈簧秤的最小刻度為0.2N，可知彈簧秤的示數(shù)F＝2.8N。（2）根據(jù)圖示法作出F的圖示，如圖所示。（3）用虛線把F的箭頭末端分別與F1、F2的箭頭末端連起來．觀察圖形后受到了啟發(fā)。提出求合力方法的猜想，然后改變F1、F2的大小和方向，重復(fù)上述實驗，故B、C正確。13．某實驗小組為“驗證力的平行四邊形定則”，設(shè)計了如下三個實驗方案：方案一：實驗裝置如圖甲所示，其中A為固定橡皮條的圖釘，OA為橡皮條，OB和OC為細(xì)繩．用兩只彈簧測力計分別拉OB和OC將橡皮條與細(xì)繩的結(jié)點拉到O點，再用一只彈簧測力計拉細(xì)繩將結(jié)點拉到與O點________（選填“重合”或“不重合”）。方案二：實驗裝置如圖乙所示，彈簧測力計A掛于固定點P，下端用細(xì)線掛一重物M．彈簧測力計B的一端用細(xì)線系于O點，手持另一端向左拉，使結(jié)點O靜止在某位置。分別讀出彈簧測力計A和B的示數(shù)，并在貼于豎直木板的白紙上記錄O點的位置和三根細(xì)線的方向。彈簧測力計示數(shù)的單位為N，圖中A的示數(shù)為________N。方案三：實驗裝置如圖丙所示，在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結(jié)點O，每個鉤碼的重量相等，當(dāng)系統(tǒng)達到平衡時，要記錄的是：結(jié)點O的位置、三段繩子的方向和________?！敬鸢浮恐睾?.6N各條繩上所掛鉤碼的個數(shù)【解析】方案一：該實驗采用“等效替代”法，同一次實驗中要求兩次拉橡皮條要到同一位置，即要求橡皮條形變的大小相同，故用一只彈簧測力計拉細(xì)繩與用兩只彈簧測力計拉細(xì)繩結(jié)點O的位置會重合；方案二：彈簧測力計讀數(shù)，每1N被分成5格，則1格就等于0.2N。則題圖中A的示數(shù)為3.6N；方案三：為驗證力的平行四邊形定則，必須作受力圖，所以先明確受力點，即