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滚动检测(四) 平行四边形定则的应用
(时间:60分钟 满分:100分)
一、单选题(每小题7分)
1.关于力的作用效果的说法中正确的是 ( ).
A.物体的运动状态发生变化,一定受到外力作用
B.物体的运动状态不发生变化,一定不受外力作用
C.力对物体的作用效果完全由力的大小决定
D.物体受到力的作用后,一定同时出现形变和运动状态发生变化的现象
解析 当物体的运动状态发生变化,则说明物体一定受到外力的作用,故A正确,同时也说明了B、D不正确,如弹簧受外力被拉伸稳定后,发生了形变,但运动状态并没有发生变化.力的作用效果由力的大小、方向、作用点三要素共同决定,故C错误.
答案 A
2.下列说法中错误的是 ( ).
A.力的合成遵循平行四边形定则
B.一切矢量的合成都遵循平行四边形定则
C.以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线都是它们的合力
D.与两个分力共点的那一条对角线所表示的力是它们的合力
解析 由平行四边形定则确定合力时,其合力由两分力所夹的对角线来表示.
答案 C
3.如图1所示,在同一平面内,大小分别为1 N、2 N、3 N、4 N、5 N、6 N的六个力共同作用于一点,其合力大小为
( ).
图1
A.0 B.1 N
C.3 N D.6 N
解析 三对共线的分力分别求合力,大小均为3 N,方向如图所示.夹角为120°的两个3 N的力的合力为3 N,且沿角平分线方向,故所给六个力的合力为6 N.D正确.
答案 D
4.两个大小分别为F1和F2(F2<F1)的力作用在同一点上,它们的合力的大小F满足 ( ).
A.F2≤F≤F1 B.≤F≤
C.F1-F2≤F≤F1+F2 D.F-F≤F2≤F+F
解析 由平行四边形定则知F1-F2≤F≤F1+F2,故C正确.
答案 C
5.已知一个力的大小为100 N,它的一个分力F1的大小为60 N,则另一个分力F2的大小( ).
A.一定是40 N B.一定是80 N
C.不能大于100 N D.不能小于40 N
解析 由三角形定则,合力与分力构成闭合三角形,则由60 N+Fm≥100 N,得:Fm≥40 N.
答案 D[
二、双选题(每小题7分)
6.若两个力F1和F2的夹角为α(α小于90°),且α保持不变,则下列说法中正确的是( ).
A.一个分力增大,合力一定增大
B.两个分力都增大,合力一定增大
C.两个分力都增大,合力可能减小
D.两个分力都增大,合力可能不变
解析 由于两分力的夹角α<90°,则分力增大,合力一定增大.
答案 AB
7.有三个力,一个力是12 N,一个力是6 N,一个力是7 N,则关于这三个力的合力,下列说法正确的是
( ).
A.合力的最小值是1 N
B.合力的最小值是0
C.合力不可能是20 N
D.合力可能是24 N[
解析 三个力方向相同时合力最大Fmax=25 N,6 N和7 N,两力的合力范围1 N≤F合≤13 N,12 N在此范围内,则这三个力的合力可以为零,总合力范围是0≤F总≤25 N,所以选项B、D正确.
答案 BD[
8.以下说法中正确的是 ( ).
A.2 N的力可以分解成6 N和3 N的两个分力
B.10 N的力可以分解成5 N和4 N的两个分力
C.2 N的力可以分解成6 N和5 N的两个分力
D.10 N的力可以分解成两个10 N的分力
解析 该题可以反过来用力的合成做.例如A项,6 N和3 N的两个力的合力范围为3~9 N,不可能是2 N,所以2 N的力也就不能分解成6 N和3 N的两个力;同理,B项也是不可能的,C、D正确.
答案 CD
9.两个力的合力为F,如果它们之间的夹角固定不变,使其中一个力增大,则 ( ).
A.合力F一定增大[
B.合力F的大小可能不变
C.合力F的大小可能增大,也可能减小
D.当θ<90°时,合力F一定减小
解析 设两力Fa、Fb之间的夹角为钝角,由下图所示的平行四边形可知,当Fa逐渐增大为Fa1、Fa2、Fa3时,其合力由原来的F变为F1、F2、F3,它们可能小于F,可能等于F,还可能大于F,故B、C正确,A错误.若Fa、Fb之间的夹角θ<90°,同理可以判断出D错误.
答案 BC
三、非选择题(共3小题,共37分)
10.(12分)(2012·浙江理综,22)在“探究求合力的方法”实验中,现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一把弹簧秤.
(1)为完成实验,某同学另找来一根弹簧,先测量其劲度系数,得到的实验数据如下表:
弹力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量
x(10-2 m)
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
根据表中数据在图2中作出F-x图象并求得该弹簧的劲度系数k=______N/m;
图2
(2)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图3所示,其读数为______N;同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N,请在下列虚线框中画出这两个共点力的合力F合;
图3
(3)由图得到F合=________N.
解析 (1)描点作图见答案.
图象的斜率为弹簧的劲度系数k==53.
(2)读数精确到0.1 N,读数时要估读到0.01 N,读为2.10 N.
(3)由平行四边形定则做平行四边形的对角线,两分力方向已知,已知一个力的大小,利用比例计算如图,F1=2.10 N,长2.1 cm,F弹=2.5 N,长2.5 cm,F合长3.3 cm,则F合=3.3 N.
答案 (1)如图所示
53(说明:±2内都可)
(2)2.10(说明:有效数字位数正确,±0.02内都可) 作图见解析
(3)3.3(说明:±0.2内都可)
11.(12分)如图3所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,如果钢索所承受的最大拉力是2 000 N,演员和独轮车的总质量为80 kg,两侧的钢索最大成150°夹角,钢索能安全使用吗?(cos 75°=0.259,g取10 N/kg)
图3
解析 对钢索上与车轮接触的点受力分析,如图所示,
其中T1、T2为两侧钢索对O点的拉力,且T1=T2,FN为O点受到的独轮车的压力,T1和T2合力T的大小与FN大小相等,FN在数值上等于人和车的重力G.由几何关系得2T1cos 75°=G,所以T1== N=1 544 N,即T1<2 000 N,钢索能安全使用.
答案 能安全使用
图4
12.(13分)如图4所示,用悬绳AO、BO、CO悬挂一重物,AO、BO、CO所能承受的最大拉力均为100 N,已知BO处于水平,∠AOB=150°,为保证悬绳都不断,所挂重物最多不能超过多重?
解析 对结点O受力分析如右图所示.将各个力沿水平和竖直两个方向分解,则FAcos θ=FB, ①
FAsin θ=FC=mg. ②
由①②得FA>FB>FC,
由题意知,FA最大为100 N.
此时FC=FAsin θ=100×sin 30°N=50 N,
即所挂重物最多不能超过50 N.
答案 50 N
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