3.4 力的合成和分解 同步练习基础过关—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 力的合成和分解 同步练习基础过关—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 | docx | ||
| 文件大小 | 314.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-08 11:22:53 | ||
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文档简介
第三章相互作用--力第四节力的合成和分解高一上学期必修第一册同步练习基础过关（人教版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．如图所示，用绳将重为G的球挂在光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为θ，则（ ）
A．球对墙的压力大小Gtan θ
B．球对墙的压力的方向垂直墙面向右
C．绳子中的张力大小为Gsin θ
D．绳子中的张力的方向沿绳子拉伸的方向
2．如图所示为十人叠成的四层静态造型。假设每个人的质量均为，重力加速度取，最底层中间两人的每一只脚对水平地面的压力大小为（ ）
A． B． C． D．
3．有三个共点力作用在同一个物体上，大小分别为3N、11 N、18 N。那么这三个力的合力最小值应该是（ ）
A．0N B．3N C．4N D．10N
4．如图所示，某质点在共点力F1、F2、F3作用下处于静止状态，现将F1逆时针旋转60°，其他力均保持不变，那么该质点所受合力大小为（ ）
A．F1 B．F2＋F1 C．F3 D．F1＋F3
5．大小分别是30N和40N的两个共点力，其合力的最小值和最大值分别是（ ）
A．0，10N B．10N，40N C．10N，70N D．30N，70N
6．如图所示，重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为10N，方向向右的水平力F的作用，则物体所受合力大小和方向是（ ）
A．12N，水平向右 B．8N，水平向左
C．2N，水平向右 D．8N，水平向右
7．如图所示，是两个共点力的合力F的大小与这两个共点力之间的夹角θ的关系图象，则这两个力的大小分别是（ ）
A．1N、4N B．2N、3N
C．1N、5N D．2N、4N
8．表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，O、a、b、c、d等为网绳的结点，安全网水平张紧后，质量为m的运动员从高处落下，恰好落在O点上。该处下凹至最低点时，网绳、均为如图乙所示，此时O点受到向下的冲击力大小为4F，则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为（ ）
A．F B．2F C．4 F+mg D．
9．一大力士用绳子拉动汽车，拉力为F，绳与水平方向的夹角为θ。则拉力F在竖直方向的分力为（ ）
A． B． C．Fsinθ D．Fcosθ
10．两个共点力的大小分别为3N和4N，它们的合力不可能是（ ）
A．1N B．2N C．7N D．9N
11．在竖直面内一个直角框架上通过两根相互垂直的绳子悬挂一个小球，如图所示，现让框架绕过O的垂直纸面方向的水平轴沿逆时针方向缓慢转动90°角，整个过程中装置始终在同一竖直平面内，则此过程中（ ）
A．OA杆上的绳拉力逐渐增大，OB杆上的绳拉力逐渐减小
B．OA杆上的绳拉力逐渐减小，OB杆上的绳拉力逐渐减小
C．OA杆上的绳拉力逐渐增大，OB杆上的绳拉力逐渐增大
D．OA杆上的绳拉力逐渐减小，OB杆上的绳拉力逐渐增大
12．物理知识在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．运动员做引体向上（缓慢上升）动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
C．用手紧握啤酒瓶，是为了增大静摩擦力以防止瓶从手中滑落
D．用脚蹬自行车骑行前进时，车后轮受的地面的静摩擦力方向与前进方向相同
二、多选题，共4小题
13．已知两个力F1与F2的大小分别为10N和30N，则它们的合力大小可能等于（ ）
A．15N B．20N C．35N D．40N
14．在“探究求合力的方法”实验中，下列做法正确的是（ ）
A．实验前应将两弹簧测力计调零
B．实验过程中，弹簧测力计外壳不能与木板有接触
C．在合力不超过测力计量程及橡皮筋弹性限度的前提下，拉力的数值应尽量大些
D．本实验应作出力的示意图来探究合力与分力的关系
15．已知两个共点力F1、F2大小分别为5N和8N。则其合力可能为（ ）
A．2N B．4N C．8N D．14N
16．关于分力合成合力的说法，正确的是（ ）
A．两个力的合力，可能小于一个分力
B．5N、2N、6N三个共点力最大合力为13N，最小合力为1N
C．两个分力的大小和方向都被确定，则合力也被确定
D．两分力中其中一个分力增大，合力一定增大
三、填空题，共2小题
17．两个共点力的合力最大值为3N，最小值为2N，则这两个力中较大力的大小为______N。如果这两个力的夹角为，则合力大小为________N。
18．如图所示，六个力的合力的大小为________；若去掉1 N的那个分力，则其余五个力的大小为________，合力的方向是________。
四、解答题，共2小题
19．如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的轻质橡皮条自由长度均为，在两橡皮条的末端有一块软羊皮（长度、质量均不计）做成的裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k。
(1)当橡皮条长度均为L时，求单根橡皮条的弹力大小；
(2)当两根橡皮条长度均为L时发射弹丸，求发射时裹片对弹丸的作用力大小F。
20．如图所示，在光滑的水平杆上穿两个重均为2N的球A、B，在两球之间夹一弹簧，弹簧的劲度系数为10N/m，用两条等长的线将球C与A、B相连，此时弹簧被压缩10cm，两条线的夹角为90°．求
（1）杆对A球支持力大小；
（2）C球重力大小
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
将球受到的重力进行分解，重力产生两个效果。第一，使绳绷紧产生形变，由于绳的形变沿绳的方向，故重力作用的这个效果用重力沿绳方向的分力G1来表示；第二，重力作用使球水平向左挤压竖直墙面，使墙产生形变，重力的这一效果用垂直接触面的分力G2表示，作出平行四边形。
球处于平衡态，由力的平行四边形定则得，球对墙的压力大小
F1=G2=Gtan θ
方向垂直墙面向左；
绳子中的张力大小
F2=G1=
方向沿绳子收缩的方向。
故选A。
2．B
【详解】
由对称性知上面第二层的人一只脚对第三层人的压力大小为；由对称性知第三层中间人一只脚对底层人的压力大小为，第三层两侧人一只脚对底层人的压力大小为；最底层中间两人的一只脚对水平地面的压力大小为
故选B。
3．C
【详解】
最小的两力3N、11N取值范围：8N≤F≤14N，易得小于第三个力，故三力合力最小为18N-14N=4N。
故选C。
4．A
【详解】
由题意可知，F2与F3的合力与F1等大反向，所以当F1逆时针旋转60°时，根据几何关系可知此时质点所受共点力等效于两个大小为F1、方向成120°夹角的合力，则该质点所受合力大小为
故选A。
5．C
【详解】
当两个力同向时，合力最大为
当两个力方向相反时，合力最小为
故C正确，ABD错误。
故选C。
6．A
【详解】
由于物体向左运动，则滑动摩擦力的方向向右，所以物体所受合力为
方向水平向右，所以A正确；BCD错误；
故选A。
7．B
【详解】
两个力夹角为0°时，则
F1+F2=5N
两个力夹角为180°时，则
可得
F1=3N
F2=2N
故选B。
8．B
【详解】
由题可知，此时每根绳与水平方向的夹角为，设每根绳子张力为T，则有
解得，这时O点周围每根网绳承受的张力为
故选B。
9．C
【详解】
将F分解为水平方向和竖直方向，根据平行四边形定则，竖直方向上的分力为
故选C。
10．D
【详解】
两个共点力的大小分别为3N和4N，当他们方向相同时，合力最大为7N，当他们方向相反时，合力最小为1N，它们的合力不可能是9N。
故选D。
11．A
【详解】
如图所示，设转动过程中绳与水平方向的夹角为，将小球重力向绳及绳方向分解，由物体的平衡条件可知
绳拉力
绳拉力
框架沿逆时针方向缓慢转动角的过程中，逐渐增大，所以绳拉力逐渐增大，绳拉力减小，A正确
故选A。
12．D
【详解】
A．双臂张开很大的角度时与双臂竖直平行时比较，合力不变，随着夹角越大，其分力越大，选项A错误；
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩下滑的分力，而其重力不变，选项B错误；
C．在啤酒瓶没有掉下去之前，啤酒瓶受力平衡，即紧握与轻握静摩擦力都等于重力；握紧啤酒瓶时，手对啤酒瓶的压力比轻握时更大，最大静摩擦力也就更大，即用手紧握啤酒瓶是增大了最大静摩擦力，选项C错误；
D．用脚蹬自行车骑行前进时，后轮胎接触地面的部分相对地面运动趋势是向后的，车后轮受的地面的静摩擦力方向是向前的，与前进方向相同，选项D正确。
故选D。
13．BCD
【详解】
求两个力的合力大小范围为
故10N和30N两个力的范围为
故选BCD。
14．ABC
【详解】
A．为减小两只测力计不同造成的实验误差，实验前应将两弹簧测力计调零后再水平互钩对拉，故A正确；
B．实验过程中，弹簧测力计外壳不能与木板有接触，否则影响拉力大小，故B正确；
C．作图时如果力的图示太短误差会较大，故为减小误差，实验过程中在合力不超过测力计量程及橡皮筋弹性限度的前提下，拉力的数值应尽量大些，故C正确；
D．本实验作出力的图示来验证力的平行四边形定则，故D错误。
故选ABC。
15．BC
【详解】
两个共点力F1、F2大小分别为5N和8N，则其合力的大小范围是3N~13N，则可能为4N和8N。
故选BC。
16．AC
【详解】
A．两个力的合力可能比分力大，可能比分力小，可能与分力相等。故A正确。
B．当三个力同向时，合力最大，为13N，5N，2N的合力范围为[3N，7N]，6N在合力范围之内，所以三个力的合力能够为零，所以最小合力为零。故B错误；
C．当两个分力的大小和方向确定，根据平行四边形定则知，合力确定。故C正确；
D．当两分力夹角一定时，一个分力不变，另一个分力增大，合力不一定增大，比如两个力互成180度，合力可能减小。故D错误。
故选AC。
17．2.5 2.55
【详解】
[1]根据题意可得
解得
[2]这两个力的夹角为，则合力大小
18．0 1 N 与1 N的分力的方向相反
【详解】
[1]由题图可以看出，任意两个方向相反的力的合力都为3 N，方向相反的两个力合成后成为3个互成角、大小相等的力，所以这六个力的合力为零；[2]因为这六个力的合力为零，所以任意五个力的合力一定与第六个力大小相等方向相反，由此得去掉1 N的那个分力后，其余五个力的合力为1 N，[3]方向与1 N的分力的方向相反。
19．(1)；(2)
【详解】
(1)设单根橡皮条的伸长量为，则由胡克定律有
解得。
(2)两根橡皮条长度均为L时，两根橡皮条的夹角，则有
解得。
20．(1)3N (2)2N
【详解】
（1）根据胡克定律得，弹簧的弹力大小为：F=kx=10×0.1N=1N
分析A球的受力情况，根据平衡条件得：
Tcos45°=F
N=G+Tsin45°
解得：T=N；N=3N
（2）对C球：2Tsin45°=GC
解得：GC=2N
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
练习
一、单选题，共12小题
1．如图所示，用绳将重为G的球挂在光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为θ，则（ ）
A．球对墙的压力大小Gtan θ
B．球对墙的压力的方向垂直墙面向右
C．绳子中的张力大小为Gsin θ
D．绳子中的张力的方向沿绳子拉伸的方向
2．如图所示为十人叠成的四层静态造型。假设每个人的质量均为，重力加速度取，最底层中间两人的每一只脚对水平地面的压力大小为（ ）
A． B． C． D．
3．有三个共点力作用在同一个物体上，大小分别为3N、11 N、18 N。那么这三个力的合力最小值应该是（ ）
A．0N B．3N C．4N D．10N
4．如图所示，某质点在共点力F1、F2、F3作用下处于静止状态，现将F1逆时针旋转60°，其他力均保持不变，那么该质点所受合力大小为（ ）
A．F1 B．F2＋F1 C．F3 D．F1＋F3
5．大小分别是30N和40N的两个共点力，其合力的最小值和最大值分别是（ ）
A．0，10N B．10N，40N C．10N，70N D．30N，70N
6．如图所示，重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为10N，方向向右的水平力F的作用，则物体所受合力大小和方向是（ ）
A．12N，水平向右 B．8N，水平向左
C．2N，水平向右 D．8N，水平向右
7．如图所示，是两个共点力的合力F的大小与这两个共点力之间的夹角θ的关系图象，则这两个力的大小分别是（ ）
A．1N、4N B．2N、3N
C．1N、5N D．2N、4N
8．表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，O、a、b、c、d等为网绳的结点，安全网水平张紧后，质量为m的运动员从高处落下，恰好落在O点上。该处下凹至最低点时，网绳、均为如图乙所示，此时O点受到向下的冲击力大小为4F，则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为（ ）
A．F B．2F C．4 F+mg D．
9．一大力士用绳子拉动汽车，拉力为F，绳与水平方向的夹角为θ。则拉力F在竖直方向的分力为（ ）
A． B． C．Fsinθ D．Fcosθ
10．两个共点力的大小分别为3N和4N，它们的合力不可能是（ ）
A．1N B．2N C．7N D．9N
11．在竖直面内一个直角框架上通过两根相互垂直的绳子悬挂一个小球，如图所示，现让框架绕过O的垂直纸面方向的水平轴沿逆时针方向缓慢转动90°角，整个过程中装置始终在同一竖直平面内，则此过程中（ ）
A．OA杆上的绳拉力逐渐增大，OB杆上的绳拉力逐渐减小
B．OA杆上的绳拉力逐渐减小，OB杆上的绳拉力逐渐减小
C．OA杆上的绳拉力逐渐增大，OB杆上的绳拉力逐渐增大
D．OA杆上的绳拉力逐渐减小，OB杆上的绳拉力逐渐增大
12．物理知识在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是（ ）
A．运动员做引体向上（缓慢上升）动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
C．用手紧握啤酒瓶，是为了增大静摩擦力以防止瓶从手中滑落
D．用脚蹬自行车骑行前进时，车后轮受的地面的静摩擦力方向与前进方向相同
二、多选题，共4小题
13．已知两个力F1与F2的大小分别为10N和30N，则它们的合力大小可能等于（ ）
A．15N B．20N C．35N D．40N
14．在“探究求合力的方法”实验中，下列做法正确的是（ ）
A．实验前应将两弹簧测力计调零
B．实验过程中，弹簧测力计外壳不能与木板有接触
C．在合力不超过测力计量程及橡皮筋弹性限度的前提下，拉力的数值应尽量大些
D．本实验应作出力的示意图来探究合力与分力的关系
15．已知两个共点力F1、F2大小分别为5N和8N。则其合力可能为（ ）
A．2N B．4N C．8N D．14N
16．关于分力合成合力的说法，正确的是（ ）
A．两个力的合力，可能小于一个分力
B．5N、2N、6N三个共点力最大合力为13N，最小合力为1N
C．两个分力的大小和方向都被确定，则合力也被确定
D．两分力中其中一个分力增大，合力一定增大
三、填空题，共2小题
17．两个共点力的合力最大值为3N，最小值为2N，则这两个力中较大力的大小为______N。如果这两个力的夹角为，则合力大小为________N。
18．如图所示，六个力的合力的大小为________；若去掉1 N的那个分力，则其余五个力的大小为________，合力的方向是________。
四、解答题，共2小题
19．如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的轻质橡皮条自由长度均为，在两橡皮条的末端有一块软羊皮（长度、质量均不计）做成的裹片。若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k。
(1)当橡皮条长度均为L时，求单根橡皮条的弹力大小；
(2)当两根橡皮条长度均为L时发射弹丸，求发射时裹片对弹丸的作用力大小F。
20．如图所示，在光滑的水平杆上穿两个重均为2N的球A、B，在两球之间夹一弹簧，弹簧的劲度系数为10N/m，用两条等长的线将球C与A、B相连，此时弹簧被压缩10cm，两条线的夹角为90°．求
（1）杆对A球支持力大小；
（2）C球重力大小
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
将球受到的重力进行分解，重力产生两个效果。第一，使绳绷紧产生形变，由于绳的形变沿绳的方向，故重力作用的这个效果用重力沿绳方向的分力G1来表示；第二，重力作用使球水平向左挤压竖直墙面，使墙产生形变，重力的这一效果用垂直接触面的分力G2表示，作出平行四边形。
球处于平衡态，由力的平行四边形定则得，球对墙的压力大小
F1=G2=Gtan θ
方向垂直墙面向左；
绳子中的张力大小
F2=G1=
方向沿绳子收缩的方向。
故选A。
2．B
【详解】
由对称性知上面第二层的人一只脚对第三层人的压力大小为；由对称性知第三层中间人一只脚对底层人的压力大小为，第三层两侧人一只脚对底层人的压力大小为；最底层中间两人的一只脚对水平地面的压力大小为
故选B。
3．C
【详解】
最小的两力3N、11N取值范围：8N≤F≤14N，易得小于第三个力，故三力合力最小为18N-14N=4N。
故选C。
4．A
【详解】
由题意可知，F2与F3的合力与F1等大反向，所以当F1逆时针旋转60°时，根据几何关系可知此时质点所受共点力等效于两个大小为F1、方向成120°夹角的合力，则该质点所受合力大小为
故选A。
5．C
【详解】
当两个力同向时，合力最大为
当两个力方向相反时，合力最小为
故C正确，ABD错误。
故选C。
6．A
【详解】
由于物体向左运动，则滑动摩擦力的方向向右，所以物体所受合力为
方向水平向右，所以A正确；BCD错误；
故选A。
7．B
【详解】
两个力夹角为0°时，则
F1+F2=5N
两个力夹角为180°时，则
可得
F1=3N
F2=2N
故选B。
8．B
【详解】
由题可知，此时每根绳与水平方向的夹角为，设每根绳子张力为T，则有
解得，这时O点周围每根网绳承受的张力为
故选B。
9．C
【详解】
将F分解为水平方向和竖直方向，根据平行四边形定则，竖直方向上的分力为
故选C。
10．D
【详解】
两个共点力的大小分别为3N和4N，当他们方向相同时，合力最大为7N，当他们方向相反时，合力最小为1N，它们的合力不可能是9N。
故选D。
11．A
【详解】
如图所示，设转动过程中绳与水平方向的夹角为，将小球重力向绳及绳方向分解，由物体的平衡条件可知
绳拉力
绳拉力
框架沿逆时针方向缓慢转动角的过程中，逐渐增大，所以绳拉力逐渐增大，绳拉力减小，A正确
故选A。
12．D
【详解】
A．双臂张开很大的角度时与双臂竖直平行时比较，合力不变，随着夹角越大，其分力越大，选项A错误；
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩下滑的分力，而其重力不变，选项B错误；
C．在啤酒瓶没有掉下去之前，啤酒瓶受力平衡，即紧握与轻握静摩擦力都等于重力；握紧啤酒瓶时，手对啤酒瓶的压力比轻握时更大，最大静摩擦力也就更大，即用手紧握啤酒瓶是增大了最大静摩擦力，选项C错误；
D．用脚蹬自行车骑行前进时，后轮胎接触地面的部分相对地面运动趋势是向后的，车后轮受的地面的静摩擦力方向是向前的，与前进方向相同，选项D正确。
故选D。
13．BCD
【详解】
求两个力的合力大小范围为
故10N和30N两个力的范围为
故选BCD。
14．ABC
【详解】
A．为减小两只测力计不同造成的实验误差，实验前应将两弹簧测力计调零后再水平互钩对拉，故A正确；
B．实验过程中，弹簧测力计外壳不能与木板有接触，否则影响拉力大小，故B正确；
C．作图时如果力的图示太短误差会较大，故为减小误差，实验过程中在合力不超过测力计量程及橡皮筋弹性限度的前提下，拉力的数值应尽量大些，故C正确；
D．本实验作出力的图示来验证力的平行四边形定则，故D错误。
故选ABC。
15．BC
【详解】
两个共点力F1、F2大小分别为5N和8N，则其合力的大小范围是3N~13N，则可能为4N和8N。
故选BC。
16．AC
【详解】
A．两个力的合力可能比分力大，可能比分力小，可能与分力相等。故A正确。
B．当三个力同向时，合力最大，为13N，5N，2N的合力范围为[3N，7N]，6N在合力范围之内，所以三个力的合力能够为零，所以最小合力为零。故B错误；
C．当两个分力的大小和方向确定，根据平行四边形定则知，合力确定。故C正确；
D．当两分力夹角一定时，一个分力不变，另一个分力增大，合力不一定增大，比如两个力互成180度，合力可能减小。故D错误。
故选AC。
17．2.5 2.55
【详解】
[1]根据题意可得
解得
[2]这两个力的夹角为，则合力大小
18．0 1 N 与1 N的分力的方向相反
【详解】
[1]由题图可以看出，任意两个方向相反的力的合力都为3 N，方向相反的两个力合成后成为3个互成角、大小相等的力，所以这六个力的合力为零；[2]因为这六个力的合力为零，所以任意五个力的合力一定与第六个力大小相等方向相反，由此得去掉1 N的那个分力后，其余五个力的合力为1 N，[3]方向与1 N的分力的方向相反。
19．(1)；(2)
【详解】
(1)设单根橡皮条的伸长量为，则由胡克定律有
解得。
(2)两根橡皮条长度均为L时，两根橡皮条的夹角，则有
解得。
20．(1)3N (2)2N
【详解】
（1）根据胡克定律得，弹簧的弹力大小为：F=kx=10×0.1N=1N
分析A球的受力情况，根据平衡条件得：
Tcos45°=F
N=G+Tsin45°
解得：T=N；N=3N
（2）对C球：2Tsin45°=GC
解得：GC=2N
答案第1页，共2页
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