3.4 力的合成与分解 同步测试卷—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（Word含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4 力的合成与分解 同步测试卷—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（Word含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 288.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-10-19 12:07:32 | ||
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文档简介
4力的合成与分解
一、单选题
1．下列物理量的运算，遵循平行四边形法则的是（ ）
A．时间 B．质量 C．路程 D．力
2．若两个力大小分别为F1=3N、F2=8N，则它们的合力大小可能为（ ）
A．1N B．3N C．10N D．13N
3．作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是，另一个力的大小是，它们合力的大小可能是（ ）
A．0 B． C． D．
4．如图，一个大小为3N的力F分解为两个分力，其中一个分力F1与F垂直，大小等于4N，那么另一个分力的大小是（ ）
A．7N B．5N C．1N D．4N
5．下列器材在“验证力的平行四边形定则”的实验中，不需要使用的是（ ）
A．弹簧测力计 B．刻度尺
C．三角板 D．天平
6．如图所示是扩张机的原理示意图，A、B为活动铰链，C为固定铰链，在A处作用一水平力F，滑块就以比F大得多的压力向上顶物体D，已知图中2l＝1.0m，b＝0.05m，F＝400N，滑块与左壁接触，接触面光滑，则D受到向上顶的力为（滑块和杆的重力不计）（ ）
A．3000N B．2000N C．1000N D．500N
二、多选题
7．两个共点力中，一个力的大小为F1，另一个力F2的大小为30N，它们的合力F大小为90N，F1的大小不可能是（ ）
A．40N B．60N C．110N D．135N
8．如图所示，物体M在竖直向上的拉力F作用下静止在斜面上，关于M受力的个数，下列说法中正确的是（ ）
A．M可能受两个力作用
B．M可能受四个力作用
C．M可能受三个力作用
D．M可能受五个力作用
9．已知两个共点力的合力为F，如果它们之间的夹角固定不变，使其中的一个力增大，则
A．合力F一定增大 B．合力F的大小可能不变
C．合力F可能增大 D．合力F可能减小
10．有两个共点力，大小分别是3N和5N，则它们的合力大小
A．最大值为8N
B．可能为10N
C．最小值为2N
D．可能为1N
三、实验题
11．在“探究力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项___________（填入相应的字母）
A．两根细绳必须等长
B．同一次实验过程中，O点的位置不允许变动
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取，以便求出合力的大小。
(2)实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___________。
12．在“验证里的平行四边形定则”的实验中：
(1)下面列出的措施中，下列说法错误的的有______；
A．细绳要适当长一些
B．两个分力之间的夹角尽量大一些
C．橡皮绳弹性要好，拉到O点时的拉力适当大些
D．拉橡皮条时，橡皮条、细绳、弹簧秤要平行贴近水平木板
E．把橡皮条换成一根轻弹簧无法完成该实验
(2)有位同学做了一系列步骤，其中的两个步骤是这样做的：
①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点与两个弹簧秤的读数F1与F2；
②只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向(即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向)拉橡皮条，记下此时弹簧秤的读数F’和细线的方向。
以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是：
在①中______；
在②中_______。
四、解答题
13．在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19N、40N、30N和6N，方向如图所示，求它们的合力。（sin＝0.6，cos＝0.8）
14．在同一平面内，四个共点力F1、F2、F3、F4的大小依次为22N、40N、30N和82N，方向如图所示．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求这四个力的合力大小。
15．如图所示，接触面均光滑，球处于静止，球的重力为G＝50N，用力的分解法求：球对斜面的压力和球对竖直挡板的压力。
力的合成与分解参考答案
1．D
【详解】
物理量的运算遵循平行四边形法则的是矢量的运算，选项中时间、质量、路程均为标量，力为矢量。
故选D。
2．C
【详解】
由合力的范围
可知，介于5N到11N之间。
故选C。
3．B
【详解】
两个力F1、F2的合力的取值范围是，所以和的两个力的合力大小在3N~7N之间；故ACD错误，B正确。
故选B。
4．B
【详解】
根据平行四边形定则，已知一个分力沿水平方向，作出平行四边形如图所示
由图可知另一个分力F2的大小为
故选B。
5．D
【详解】
在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要弹簧测力计来测拉力，刻度尺和三角板用来作图。不需要天平。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．B
【详解】
将力F按作用效果沿AB和AC两个方向进行分解，作出力的分解图如图甲所示，则有
2F1cosα＝F
得
F1＝F2＝
再将F1按作用效果分解为FN和FN′，作出力的分解图如图乙所示，则有
FN＝F1sinα
联立得
FN＝
根据几何知识得
tanα＝＝10
得
FN＝5F＝2000N
故选项ACD错误，B正确。
故选B。
7．AD
【详解】
当两个力同向时，合力最大，则F1最为小
90N-30N=60N
当两个力反向时，合力最小，则F1最大为
90N+30N=120N
故F1的大小不可能的是AD。
故选AD。
8．AB
【详解】
若拉力F大小等于物体的重力，则物体与斜面没有相互作用力，所以物体就只受到两个力作用；若拉力F小于物体的重力时，则斜面对物体产生支持力和静摩擦力，故物体应受到四个力作用；
A. M可能受两个力作用，与结论相符，选项A正确；
B. M可能受四个力作用，与结论相符，选项B正确；
C. M可能受三个力作用，与结论不相符，选项C错误；
D. M可能受五个力作用，与结论不相符，选项D错误；
9．BCD
【详解】
如果夹角θ的范围为：0°＜θ＜90°，根据平行四边形定则作图，如图
从图中可以看出，合力一定增大；
如果夹角θ的范围为：90°＜θ＜180°，根据平行四边形定则作图，如图
从图中可以看出，合力先减小后增加，存在相等的可能；
故选BCD．
10．AC
【详解】
两力合成时，合力范围为：，，故AC正确，BD错误．
点睛：两力合成时，遵循平行四边形定则，合力随两个力间的夹角的增加而减小，当两个力同向时，夹角最小，合力最大，反向时夹角最大，合力最小，合力范围为：．
11．BC F′
【详解】
(1)[1]A．做实验时只需要记录两个分力的大小和方向即可，不需要两根细绳必须等长，故A错误；
B．为了保证作用效果相同，则同一次实验过程中，O点的位置不允许变动，故B正确；
C．弹簧秤与木板平面平行可减小摩擦，使弹簧秤读数更精确，故C正确；
D．做实验时只需要记录两个分力互成角度即可，不需要成，合力我们试验时是画出的不是求出的，故D错误。
故选BC；
(2)[2]真实画出来的合力是真实值，用平行四边形画出来的是理论值。真实值一定沿橡皮筋的方向，理论值不一定沿橡皮筋的方向。所以方向一定沿AO方向的是F′。
12．BE 还应记下F1 和F2的方向 应让橡皮条伸长到O点
【详解】
(1)[1]A．细绳要适当长一些，方便记录力的方向，A正确，不符合题意；
B．为了让实验结果具有普遍意义，两个分力之间的夹角是任意的。B错误，符合题意；
C．橡皮绳弹性要好，拉到O点时的拉力适当大些，以减小误差的影响。C正确，不符合题意；
D．拉橡皮条时，橡皮条、细绳、弹簧秤要平行贴近水平木板。D正确，不符合题意；
E．把橡皮条换成一根轻弹簧可以完成该实验。E错误，符合题意。
故选BE。
(2)[2] 还应记下F1和F2的方向。
[3] 应让橡皮条伸长到O点。
13．合力大小45N，方向与x轴正方向夹角为
【详解】
如图（a）建立直角坐标系，把各个力分解到两个坐标轴上，并求出x轴和y轴上的合力Fx和Fy，有
因此，如图（b）所示，总合力为：
方向：
即
14．
【分析】
建立坐标系：以四个力的作用点为原点，以正东方向为x轴正方向，以正北方向为y轴方向，将和分解到两个坐标轴上，分别求出x轴和y轴上的合力，再求解四个力的合力的大小。
【详解】
建立直角坐标系，如图所示，分别对 和，正交分解，有：
x轴方向的合力大小为：
y轴方向的合力大小为：
所以四个力的合力大小为：
【点睛】
正交分解法是求解合力的一种方法，首先要建立坐标系，把不在坐标轴上的力分解到坐标轴上，再求解合力。
15．50N,50N
【详解】
解：如图所示
球对斜面的压力为
球对竖直挡板的压力为
FN2＝Gtan45 ＝50N
试卷第1页，共3页
一、单选题
1．下列物理量的运算，遵循平行四边形法则的是（ ）
A．时间 B．质量 C．路程 D．力
2．若两个力大小分别为F1=3N、F2=8N，则它们的合力大小可能为（ ）
A．1N B．3N C．10N D．13N
3．作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是，另一个力的大小是，它们合力的大小可能是（ ）
A．0 B． C． D．
4．如图，一个大小为3N的力F分解为两个分力，其中一个分力F1与F垂直，大小等于4N，那么另一个分力的大小是（ ）
A．7N B．5N C．1N D．4N
5．下列器材在“验证力的平行四边形定则”的实验中，不需要使用的是（ ）
A．弹簧测力计 B．刻度尺
C．三角板 D．天平
6．如图所示是扩张机的原理示意图，A、B为活动铰链，C为固定铰链，在A处作用一水平力F，滑块就以比F大得多的压力向上顶物体D，已知图中2l＝1.0m，b＝0.05m，F＝400N，滑块与左壁接触，接触面光滑，则D受到向上顶的力为（滑块和杆的重力不计）（ ）
A．3000N B．2000N C．1000N D．500N
二、多选题
7．两个共点力中，一个力的大小为F1，另一个力F2的大小为30N，它们的合力F大小为90N，F1的大小不可能是（ ）
A．40N B．60N C．110N D．135N
8．如图所示，物体M在竖直向上的拉力F作用下静止在斜面上，关于M受力的个数，下列说法中正确的是（ ）
A．M可能受两个力作用
B．M可能受四个力作用
C．M可能受三个力作用
D．M可能受五个力作用
9．已知两个共点力的合力为F，如果它们之间的夹角固定不变，使其中的一个力增大，则
A．合力F一定增大 B．合力F的大小可能不变
C．合力F可能增大 D．合力F可能减小
10．有两个共点力，大小分别是3N和5N，则它们的合力大小
A．最大值为8N
B．可能为10N
C．最小值为2N
D．可能为1N
三、实验题
11．在“探究力的平行四边形定则”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几项___________（填入相应的字母）
A．两根细绳必须等长
B．同一次实验过程中，O点的位置不允许变动
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．实验中，把橡皮条的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取，以便求出合力的大小。
(2)实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___________。
12．在“验证里的平行四边形定则”的实验中：
(1)下面列出的措施中，下列说法错误的的有______；
A．细绳要适当长一些
B．两个分力之间的夹角尽量大一些
C．橡皮绳弹性要好，拉到O点时的拉力适当大些
D．拉橡皮条时，橡皮条、细绳、弹簧秤要平行贴近水平木板
E．把橡皮条换成一根轻弹簧无法完成该实验
(2)有位同学做了一系列步骤，其中的两个步骤是这样做的：
①在水平放置的木板上垫一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板上，另一端拴两根细线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点，在白纸上记下O点与两个弹簧秤的读数F1与F2；
②只用一个弹簧秤通过细线沿原来的方向(即两个弹簧同时拉时橡皮条伸长的方向)拉橡皮条，记下此时弹簧秤的读数F’和细线的方向。
以上两个步骤中均有疏漏或错误，分别是：
在①中______；
在②中_______。
四、解答题
13．在同一平面内共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次为19N、40N、30N和6N，方向如图所示，求它们的合力。（sin＝0.6，cos＝0.8）
14．在同一平面内，四个共点力F1、F2、F3、F4的大小依次为22N、40N、30N和82N，方向如图所示．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求这四个力的合力大小。
15．如图所示，接触面均光滑，球处于静止，球的重力为G＝50N，用力的分解法求：球对斜面的压力和球对竖直挡板的压力。
力的合成与分解参考答案
1．D
【详解】
物理量的运算遵循平行四边形法则的是矢量的运算，选项中时间、质量、路程均为标量，力为矢量。
故选D。
2．C
【详解】
由合力的范围
可知，介于5N到11N之间。
故选C。
3．B
【详解】
两个力F1、F2的合力的取值范围是，所以和的两个力的合力大小在3N~7N之间；故ACD错误，B正确。
故选B。
4．B
【详解】
根据平行四边形定则，已知一个分力沿水平方向，作出平行四边形如图所示
由图可知另一个分力F2的大小为
故选B。
5．D
【详解】
在“验证力的平行四边形定则”的实验中，需要弹簧测力计来测拉力，刻度尺和三角板用来作图。不需要天平。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
6．B
【详解】
将力F按作用效果沿AB和AC两个方向进行分解，作出力的分解图如图甲所示，则有
2F1cosα＝F
得
F1＝F2＝
再将F1按作用效果分解为FN和FN′，作出力的分解图如图乙所示，则有
FN＝F1sinα
联立得
FN＝
根据几何知识得
tanα＝＝10
得
FN＝5F＝2000N
故选项ACD错误，B正确。
故选B。
7．AD
【详解】
当两个力同向时，合力最大，则F1最为小
90N-30N=60N
当两个力反向时，合力最小，则F1最大为
90N+30N=120N
故F1的大小不可能的是AD。
故选AD。
8．AB
【详解】
若拉力F大小等于物体的重力，则物体与斜面没有相互作用力，所以物体就只受到两个力作用；若拉力F小于物体的重力时，则斜面对物体产生支持力和静摩擦力，故物体应受到四个力作用；
A. M可能受两个力作用，与结论相符，选项A正确；
B. M可能受四个力作用，与结论相符，选项B正确；
C. M可能受三个力作用，与结论不相符，选项C错误；
D. M可能受五个力作用，与结论不相符，选项D错误；
9．BCD
【详解】
如果夹角θ的范围为：0°＜θ＜90°，根据平行四边形定则作图，如图
从图中可以看出，合力一定增大；
如果夹角θ的范围为：90°＜θ＜180°，根据平行四边形定则作图，如图
从图中可以看出，合力先减小后增加，存在相等的可能；
故选BCD．
10．AC
【详解】
两力合成时，合力范围为：，，故AC正确，BD错误．
点睛：两力合成时，遵循平行四边形定则，合力随两个力间的夹角的增加而减小，当两个力同向时，夹角最小，合力最大，反向时夹角最大，合力最小，合力范围为：．
11．BC F′
【详解】
(1)[1]A．做实验时只需要记录两个分力的大小和方向即可，不需要两根细绳必须等长，故A错误；
B．为了保证作用效果相同，则同一次实验过程中，O点的位置不允许变动，故B正确；
C．弹簧秤与木板平面平行可减小摩擦，使弹簧秤读数更精确，故C正确；
D．做实验时只需要记录两个分力互成角度即可，不需要成，合力我们试验时是画出的不是求出的，故D错误。
故选BC；
(2)[2]真实画出来的合力是真实值，用平行四边形画出来的是理论值。真实值一定沿橡皮筋的方向，理论值不一定沿橡皮筋的方向。所以方向一定沿AO方向的是F′。
12．BE 还应记下F1 和F2的方向 应让橡皮条伸长到O点
【详解】
(1)[1]A．细绳要适当长一些，方便记录力的方向，A正确，不符合题意；
B．为了让实验结果具有普遍意义，两个分力之间的夹角是任意的。B错误，符合题意；
C．橡皮绳弹性要好，拉到O点时的拉力适当大些，以减小误差的影响。C正确，不符合题意；
D．拉橡皮条时，橡皮条、细绳、弹簧秤要平行贴近水平木板。D正确，不符合题意；
E．把橡皮条换成一根轻弹簧可以完成该实验。E错误，符合题意。
故选BE。
(2)[2] 还应记下F1和F2的方向。
[3] 应让橡皮条伸长到O点。
13．合力大小45N，方向与x轴正方向夹角为
【详解】
如图（a）建立直角坐标系，把各个力分解到两个坐标轴上，并求出x轴和y轴上的合力Fx和Fy，有
因此，如图（b）所示，总合力为：
方向：
即
14．
【分析】
建立坐标系：以四个力的作用点为原点，以正东方向为x轴正方向，以正北方向为y轴方向，将和分解到两个坐标轴上，分别求出x轴和y轴上的合力，再求解四个力的合力的大小。
【详解】
建立直角坐标系，如图所示，分别对 和，正交分解，有：
x轴方向的合力大小为：
y轴方向的合力大小为：
所以四个力的合力大小为：
【点睛】
正交分解法是求解合力的一种方法，首先要建立坐标系，把不在坐标轴上的力分解到坐标轴上，再求解合力。
15．50N,50N
【详解】
解：如图所示
球对斜面的压力为
球对竖直挡板的压力为
FN2＝Gtan45 ＝50N
试卷第1页，共3页