1、1课时训练 13 力的等效和替代基础夯实1.如图所示,日光灯管用两悬绳吊在天花板上,设两悬绳的拉力分别为 F1、 F2,其合力为 F,则关于灯管受力的说法中正确的是( )A.灯管只受 F1和 F2的作用B.灯管受 F1、 F2和 F 的共同作用C.灯管受 F1、 F2、 F 和重力的共同作用D.灯管受 F1、 F2和重力的共同作用答案 D解析 灯管受两悬绳的拉力 F1、 F2作用,同时还受自身的重力作用而处于平衡状态,所以选项D 正确 .F1、 F2的合力 F 只是在效果上与 F1和 F2共同作用的效果相同,在受力分析中不能与F1、 F2同时出现 .2.在做“互成角度的两个力的合成”实验时,以
2、下说法正确的有( )A.用两只弹簧测力计拉橡皮条时,应使两细绳之间的夹角为 90,以便算出合力的大小B.用两只弹簧测力计拉时,结点的位置必须与用一只弹簧测力计拉时结点的位置重合C.用两只弹簧测力计拉时合力的图示 F 与用一只弹簧测力计拉时拉力的图示 F必须完全重合,否则说明力的合成的平行四边形定则不是普遍成立的D.用两只弹簧测力计拉时,结点的位置没有必要与用一只弹簧测力计拉时结点的位置重合答案 B解析 A 项中应当以 60、90、120等各种角度实验,B 项正确,D 项错误 .结点重合才能体现力的等效性,C 项错误 .应允许有一定的测量、作图等误差 .3.两个大小和方向都确定的共点力,其合力的
3、( )A.大小和方向都确定B.大小确定,方向不确定C.大小不确定,方向确定D.大小、方向都不确定答案 A解析 两个固定的力的合成是唯一的,故 A 项正确 .24.关于合力与分力的关系,下列说法正确的是( )A.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力等值反向,这两个力的合力为零B.作用在某物体上的两个力,它们的合力和这两个力都同时作用在该物体上C.合力的大小一定等于各分力的大小之和D.合力的大小可能等于其中某一个分力的大小答案 D解析 只有作用在同一物体上的几个力才能谈合成问题,作用在不同物体上的力无任何合力问题可谈,A 项错误;合力和分力只是一种效果替代关系,各分力可以是性质不同的各种力,而合力
4、只是反映各分力共同作用效果的效果力,合力并没有真正作用在物体上,B 项错误;合力和分力等效但并不一定等值,力的运算遵循一定的规律,合力的大小不一定等于各分力的大小之和(除非各分力方向相同),合力可能大于、等于或小于其中的一个分力,C 项错误,D项正确 .5.一个重力为 20 N 的物体置于光滑的水平面上,当用一个 F=5 N 的力竖直向上拉该物体时,如图所示,重力与拉力的合力为( )A.15 N B.25 NC.0 D.无法确定答案 A解析 重力与拉力的合力 F 合 =mg-F=15 N.6.如图所示,物体受到的多个力中不是共点力的是 ( )答案 D解析 选项 A 中静止在斜面上的物体受重力、
5、斜面支持力和摩擦力,三力平衡,三个力是共点力;选项 B 中物体受重力和桌面的支持力,二力平衡,是共点力;选项 C 中篮球受重力、绳的3拉力和墙面的弹力,三力平衡,是共点力;选项 D 中重物受重力和两根绳的拉力三个力作用,三个力平行不可能构成共点力,故选项 D 不是共点力 .7.(多选)关于两个分力 F1、 F2及它们的合力 F,下列说法正确的是( )A.合力 F 一定与 F1、 F2共同作用产生的效果相同B.两分力 F1、 F2一定是同种性质的力C.两分力 F1、 F2一定是同一个物体所受的力D.两分力 F1、 F2与 F 是物体同时受到的三个力答案 AC解析 只有同一个物体的受力才能合成,分
6、别作用在不同物体上的力不能合成;合力是对原来几个力的等效替换;分力可以是不同性质的力;在受力分析时,分力与合力不能同时存在,故正确选项为 A、C .8.(多选)关于共点力,下列说法错误的是( )A.作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,这两个力是共点力B.作用在一个物体上的两个力,如果是一对平衡力,则这两个力是共点力C.作用在一个物体上的几个力,如果它们的作用点不在同一点上,则这几个力一定不是共点力D.作用在一个物体上的几个力,如果它们的作用线可以汇交于一点,则这几个力是共点力答案 AC解析 作用在一个物体上的几个力,如果作用在物体的同一点,或者虽不作用在物体的同一点,但力的作用线
7、交于一点,则这几个力是共点力,所以 C 错,D 对;大小相等、方向相反的力不一定作用在同一点,但一对平衡力必在同一直线上,是共点力,所以 A 错误,B 正确 .能力提升9.(多选)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 90时,合力 F 一定减小答案 BC解析4设两力 Fa、 Fb之间的夹角为钝角,由图所示可知,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,也可能大于 F,故 B、
8、C 正确,A 错误 .若 Fa、 Fb之间的夹角 90,同理可以判断出 D 错误 .10.(多选)如图所示,在“寻找等效力”实验中,用力 F1、 F2通过弹簧测力计拉动橡皮筋端点的小圆环,使橡皮筋两次伸长,实验中必须确保( )A.F 大小等于 F1大小与 F2大小之和B.F 大小等于 F1大小与 F2大小之差C.橡皮筋的伸长量不能超过弹性限度D.两次橡皮筋伸长量均应使小圆环处于同一位置答案 CD解析 本实验中 F1与 F2大小之和或差并不等于 F 的大小,它们的大小关系满足平行四边形定则,选项 A、B 错误;本实验橡皮筋的伸长量不能超过弹性限度,选项 C 正确;这两次实验中橡皮筋伸长的长度相同
9、,即 F1和 F2共同作用效果与 F 的作用效果是相同的,选项 D 正确 .11.设有五个力作用于 A 点,这五个力的大小和方向相当于正六边形的两条邻边和三条对角线,如图所示 .已知 F3=20 N,则这五个力的合力大小为 N,方向 . 答案 60 与 F3相同解析 仔细观察图形,可看出巧妙的地方在于将 F1平移到 F4末端后,则 F1与 F4的合力与 F3大小相等、方向相同;同理可知, F2和 F5的合力也与 F3大小相等、方向相同 .这样,便可将五个力等效为三个共点同向的 F3的合力,即其合力大小为 60 N,方向与 F3相同 .512.如图所示,一个木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三
10、个力,即 F1、 F2和静摩擦力作用,而且三个力的合力为零,其中 F1=10 N、 F2=2 N,若撤去力 F1,则木块在水平方向受到的合力为多少?答案 0解析 F1和 F2的合力 F12=F1-F2=8 N,方向向右,又因物体受三个力作用且合力为零,故静摩擦力 f=8 N,方向向左 .若撤去力 F1,则木块受 F2作用而有向左运动的趋势,此时物体受到的静摩擦力为 2 N,方向向右,木块仍保持静止状态,木块在水平方向受到的合力为 0.13.小丽用如图甲所示的装置探究“等效力” .用一木板竖直放在铁架台和弹簧所在平面后 .其部分实验操作如下,请完成下列相关内容:甲乙丙A.如图甲,在木板上记下悬挂
11、两个钩码时弹簧末端的位置 O;B.卸下钩码然后将两绳套系在弹簧下端,用两弹簧测力计将弹簧末端拉到同一位置 O,记录细绳套 AO、 BO 的 及两弹簧测力计相应的读数 .图乙中 B 弹簧测力计的读数为 N; 6C.小丽在坐标纸上画出两拉力 FA、 FB的大小和方向如图丙所示,请在图丙中作出 FA、 FB的合力 F;D.已知钩码的重力,可得弹簧所受的拉力 F 如图丙所示,观察比较 F 和 F,得出结论 .答案 方向 11.40 如图所示 在误差范围内, FA与 FB的合力与 F 是等效的解析 因为力是矢量,所以处理实验数据时,一定要记下细绳套 AO、 BO 的方向,其方向表示力的方向 .在误差允许范围内, FA与 FB的合力与 F 是等效的 .
