7.4同一直线上三力的合成
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．若作用在一个物体上的两个力分别是5N和8N，且在同一直线上，则这两个力的合力是（ ）
A．一定是13N B．一定是3N
C．可能是3N或13N D．无法判断
2．重为100牛的物体，在水平向右大小为30牛的拉力作用下，沿水平地面做匀速直线运动。若物体受到水平向右的拉力减小为10牛，此时物体在水平方向受到合力的大小（ ）
A．一定为0牛 B．一定为20牛 C．可能为0牛 D．可能为60牛
3．一个物体同时受到同一直线上两个力的作用，其中，，若用一个力等效代替这两个力，则这个力的大小可能是（ ）
A．1N B．2N C．5N D．7N
4．如果作用在一个物体上的两个力的三要素完全相同，则这两个力的合力（ ）
A．一定为0 B．可能为0，也可能不为0
C．一定不为0 D．以上说法都不对
5．如图所示，篮球队员小明在进行上抛球训练，不计空气阻力，竖直向上抛出去的篮球（ ）
A．在向上运动过程中，篮球受重力和向上的抛力
B．在向上运动过程中，篮球只受向上的抛力
C．在向上运动过程中，篮球只受重力
D．运动到最高点时，篮球不受任何力
6．竖直向上抛出一个重15N的小球，小球在运动过程中受到的空气阻力为2N，且大小不变，则小球在上升过程中，所受合力的大小和方向分别是（ ）
A．17N，竖直向下 B．13N，竖直向上
C．17N，竖直向上 D．13N，竖直向下
7．始终只受到两个力F1和F2的作用，一开始物体处于静止状态，且F1=F0。在t1时间内保持F1不变，只改变F2的大小，此过程中物体所受合力的方向始终与F1方向相同。下图中可以表示F2大小随时间变化的图像是（ ）
A． B．
C． D．
8．同一直线上的两个力的合力为1000牛，其中一个力的大小为400牛，则另一个力的大小（ ）
A．一定是600牛 B．可能等于600牛，也可能等于1400牛
C．可能大于1400牛 D．无法确定
9．2023年5月28日12时31分，自上海虹桥国际机场起飞的国产大飞机C919安全抵达北京首都国际机场（如图），圆满完成了首个商业航班飞行。C919大飞机（ ）
A．机身是由密度大、硬度大的材料制成的
B．加速起飞的过程中所受空气浮力大于重力
C．匀速飞行时机翼上方的空气流速比下方的大
D．大功率航空发动机的效率能达到100%
10．小华用60N的力沿竖直方向提起一袋重为50N的米，则米袋受到的合力（ ）
A．大小为10N，方向竖直向上
B．大小为10N，方向竖直向下
C．大小为110N，方向竖直向上
D．大小为110N，方向竖直向下
二、填空题
11．如图所示，是利用弹簧测力计拉着物体在粗糙程度处处相同的水平面上匀速向右运动的情景，则该物体受到的摩擦力为 N。快速拉动木块，当弹簧测力计的示数变为3N时，该物体受到的合力为 N。
12．两个小孩共同提起一桶水，而大人一个人就可以提起，就是说大人用的力与两个小孩用的力的作用效果 ，这两个小孩提水的力是大人提水的力的 。
13．在物理学中，求几个力合力的过程叫作 。
14．如图所示，一只重力可忽略不计的弹簧测力计水平放置，通过两只滑轮在两端悬挂质量为500g的物体各一个，则测力计的示数为 N，测力计受到的拉力的合力是 N。
15．小明在上学的路上看到一名老奶奶在平直的公路上用力拉车前行，已知老奶奶用了500N的拉力，小明用300N的推力帮老奶奶向前推车，他们的合力大小为 ，合力的方向是 （选填“水平向前”或“水平向后”）。
16．根据实验回答问题在探究“同一直线上二力合成”的实验中，每组实验的三次操作，都要将弹簧右端点从位置A拉伸到位置B，如图所示.这样做的目的是为了保证力的 是相同的。
三、作图题
17．如图甲所示物体竖直方向受 、 两个力的作用， ， 。将物体看成一个有质量的点，如图乙所示。请在图乙中画出物体所受的合力F的示意图并标出合力F的大小。
四、实验题
18．利用图所示的装置探究同一直线上二力合成的规律时，首先将弹簧的B端固定，用两个测力计沿相反方向拉A端，使A端到达某一点O并记录下该点的位置，然后在表格中记录下两个拉力的大小与方向。再用一个测力计拉弹簧A端，仍将A端拉伸到O点，记录下此时拉力的大小与方向。
施力情况 大小 方向
用两个测力计 F1=2.5N 向右
F2=1N 向左
用一个测力计 F=1.5N 向右
（1）从表记录中你能得到的关于同一直线上合力与分力的大小关系是 （用字母F、F1、F2表示）
（2）实验中用一个测力计拉弹簧时，仍要将弹簧A端拉伸到O点再读数是为了让前后两次力的 相同。
五、综合题
19．目前汽车刹车器均采用油压制动。油压制动刹车时消耗的机械能以内能形式排放掉，形成能源的浪费，现有一种汽车再生制动器，能把汽车刹车制动时消耗的机械能转化为电能而储存起来，有效地利用了能量。实际上汽车刹车时再生制动器无法提供足够的刹车阻力，仍需要与油压制动器配合使用，产生恒定的刹车阻力来满足刹车要求，若某汽车以72km/h的速度行驶，刹车时再生制动器产生的阻力随时间变化的关系如下表：
时间t/s 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
再生刹车阻力f/103N 8.0 8.1 8.4 9.0 10.0 10.0 10.0 7.5 5.0
（1）汽车刹车时，再生制动器所产生的刹车阻力大小随时间的变化情况是( )
A．逐渐增大 B．先增大后不变 C．先增大后减小 D．先增大后不变再减小
（2）在图甲中作出汽车刹车时再生制动器0~0.8s内产生的刹车阻力随时间变化的图像 ；
（3）如果汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，由图甲可知t=0.5s时再生制动器产生的刹车阻力约 N，此时油压制动器还需产生 N的刹车阻力；
（4）在满足（3）的刹车阻力作用下，汽车的行驶路程与时间变化的关系如图乙所示，则在0~0.5s内汽车克服刹车阻力所做的功W= J。
六、计算题
20．质量为10千克的物体，在10牛水平拉力的作用下，沿水平地面向右运动，物体受到地面的阻力为物体重力的0.1倍。求：
（1）物体受到的重力大小G；
（2）物体在水平方向上受到的合力大小F合及合力的方向。
《7.4同一直线上三力的合成》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B D C C A A B C A
1．C
【详解】作用在一个物体上的两个力，F1=5N、F2=8N，且在同一直线上，当两个力的方向相反时，其合力最小，最小合力为
F合小=F2-F1=8N-5N=3N
当两个力的方向相同时，其合力最大，最大合力为
F合大=F1+F2=8N+5N=13N
合力大小可能是3N或13N。
故选C。
2．B
【详解】物体在水平向右大小为30牛的拉力作用下，沿水平地面做匀速直线运动，物体处于平衡状态，在水平方向受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反。即地面对物体的滑动摩擦力的大小为30牛，方向水平向左，当物体受到水平向右的拉力减小为10牛时，物体会向右做减速运动，由于物体对水平地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，滑动摩擦力不变，仍为30N，方向水平向左，则水平方向受到的合力大小为摩擦力与拉力之差
故ACD不符合题意，故B符合题意。
故选B。
3．D
【详解】作用在同一个物体、同一直线上的两个力， =3N，=4N。
当两个力的方向相反时，合力为
F=F2-F1=4N-3N=1N
当两个力的方向相同时，合力为
F=F2+F1=4N+3N=7N
因此合力有两种情况，故D符合题意。
故选D。
4．C
【详解】力的三要素是力的大小、力的方向、力的作用点。力的三要素完全相同，说明了这两个力的方向也相同，而平衡力的方向是相反的，由此可知这两个力一定不是平衡力，合力一定不为零。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．C
【详解】地球上任何物体在任何时候都会受到重力作用，重力的方向总是竖直向下的，所以竖直上升的篮球受重力作用；竖直向上抛出篮球，篮球之所以向上运动（不计空气阻力）是由于篮球具有惯性，不受竖直向上抛的力。故选C。
6．A
【详解】由于两力在同一直线上方向相同时，合力的大小等于两分力的大小之和，方向与分力方向相同；小球在上升过程中，受到的重力方向竖直向下，受到的阻力方向竖直向下，重力为15N，空气阻力为2N，所以受到的合力
F=15N+2N=17N
合力的方向竖直向下，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
7．A
【详解】开始物体在F1和F2的作用下处于静止状态，说明物体受到的是对平衡力，即F1和F2的大小相等，方向相反；在t1时间内，当只改变F2的大小，且要满足物体所受合力的方向始终与F1方向相同，由反向力的合成法则可知，F2的变化应该是先变小，由图可知F2的方向不会放生变化，所以F2后变大，但不可能大于F1，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
8．B
【详解】同一直线的两个力的合力，如果两个力方向相同，则合力大小等于两个力的大小之和；若两个力的方向相反，则合力大小等于较大的力减去减小的力。
本题有两种可能，若两个力方向相同，则另一个力的大小为
1000N-400N=600N
若两个力方向相反，则另一个力的大小为
1000N+400N=1400N
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
9．C
【详解】A．飞机的机身要轻、强度大，所以机身应用密度小、硬度大的材料制成，故A不符合题意；
B．飞机起飞是因为机翼上下表面的压力差提供的升力，不是因为浮力；加速起飞的过程中，受力不平衡，升力大于重力，故B不符合题意；
C．气流经过机翼上、下表面的时间相同，机翼上表面凸起、下表面平整，则气流经过机翼上方的空气流速比下方的空气流速大，故C符合题意；
D．航空发动机工作时，燃料燃烧释放的能量不可能全部用来做有用功，效率不可能达到100%，故D不符合题意。
故选BC。
10．A
【详解】米袋受到的合力大小为
F合=F-G=60N-50N=10N
合力方向与较大力方向相同，即合力方向竖直向上，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
11． 1.8 1.2
【详解】[1]由图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.8N，物体在水平面上匀速向右运动时，摩擦力与拉力是平衡力，所以该物体受到的摩擦力为
f＝F＝1.8N
[2]因为影响滑动摩擦力的因素是压力大小和接触面的粗糙程度，两个因素都没有改变，当快速拉动木块，当弹簧测力计的示数变为3N时，摩擦力不变，仍为1.8N，此时拉力和摩擦力是同一直线上方向相反的两个力，所以该物体受到的合力为
F合＝F′﹣f＝3N﹣1.8N＝1.2N
12． 相同 分力
【详解】[1][2]两个小孩共同提起一桶水，而大人一个人就可以提起，意味着两个小孩的力合起来与大人一个人的力相等，即这两个小孩提水的力是大人提水的力的分力，大人提水的力是这两个小孩提水的力的合力，大人用的力与两个小孩用的力的作用效果是相同的。
13．力的合成
【详解】一个力的作用效果如果与几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫那几个力的合力，那几个力就叫这个力的分力，求几个力的合力的过程或方法，叫力的合成。
14． 4.9 0
【详解】[1]一只重力可忽略不计的弹簧测力计水平放置，通过两只滑轮在两端悬挂质量为500g的物体各一个，则测力计的示数为挂钩受到的拉力大小，即
[2]测力计的拉环和挂钩分别挂质量为500g的物体各一个，因此拉环和挂钩受到的拉力大小相等、方向相反，所以测力计受到的拉力的合力是0N。
15． 800N 水平向前
【详解】[1]推力F推= 300N，方向为水平向前，拉力F拉= 500N，方向为水平向前，推力与拉力的合力大小为
F合=F推+F拉=300N+500N=800N[2]合力方向与推力、拉力的方向相同，都为水平向前。
16．作用效果
【详解】本实验采用了等效替代法，即不管是一个力、两个同方向的力、两个反方向的力，让它们的作用效果相同的情况下，得出合力和分力之间的关系。
17．
【详解】物体竖直方向受 、 两个力的作用， ，，其合力大小为
方向与较大的F2方向相同，竖直向下，合力F如图乙所示：
18． F=F1-F2 作用效果
【详解】（1）[1]由表中数据知道，F=1.5N，F1与F2的差为
F=F1-F2=1.5N
故可得当作用在同一直线上两个力的方向相反时，合力与分力的大小关系是
F=F1-F2
（2）[2]力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同时，这个力F才叫做F1、F2的合力，故将弹簧A端拉到O点再读数是为了保证力F的作用效果与力F1、F2共同作用的效果相同。
19． D 8.5×103~8.7×103 1.5×103~1.3×103 1×105
【详解】（1）[1]分析表中的数据可知，再生制动器的刹车阻力从8.0N到10.0N逐渐增大，又保持10.0N不变，最后又减小，故D符合题意。
故选D。
（2）[2]先画点，再用平滑曲线连接，如图所示
（3）[3]结合表格中第0.4s和0.6s的数据，并对照图象，可以看出，t=0.5s时再生制动器产生的刹车阻力约为8.5×103 ~8.7×103N以内。
[4]因为汽车制动时需要产生恒定的刹车阻力为1×104N，因此，用这一恒力减去8.5×103 ~8.7×103N得，此时油压制动器还要产生的刹车阻力约为1.5×103 ~1.3×103N。
（4）[5]刹车阻力的大小f=1×104N，由图乙知，0.5s内通过的路程为10m。所以克服刹车阻力做的功为
W=fs=1×104N×10m=1×105J
20．（1）98N；（2）0.2N，水平向右
【详解】解：（1）物体受到的重力大小为
（2）物体在水平方向上受到的阻力为
合力大小F合为
由于拉力大于阻力，合力的方向应与拉力方向相同，水平向右。
答：（1）物体受到的重力大小为98N；
（2）物体在水平方向上受到的合力大小为0.2N，合力的方向向右。
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