3.4 力的合成和分解 同步练习能力提高—2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(Word含答案)

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名称 3.4 力的合成和分解 同步练习能力提高—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 336.4KB
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 11:40:29

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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能力提升(人教版2019)
练习
一、单选题,共12小题
1.在共点力合成实验中,测出了两分力和,根据平行四边形定则求合力F,下列作图正确的是(  )
A. B.
C. D.
2.某同学在研究力的合成和分解实验时,固定好两只定滑轮,钩码通过细绳绕过滑轮,在细绳的某处A系上一个绳套,将弹簧秤钩在绳套上竖直向下用力拉,使系统平衡,如图所示。若,每个钩码的重力大小为,不计摩擦,则关于弹簧秤的示数说法正确的是(  )
A. B. C. D.
3.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
4.两个共点力大小分别为3N和5N,这两个力合力的最小值为(  )
A.2N B.5N C.7N D.8N
5.两个共点力的合力与分力的大小关系是(  )
A.合力大小一定等于两个分力大小之和
B.合力大小一定大于两个分力大小之和
C.合力大小一定小于两个分力大小之和
D.合力大小一定大于一个分力的大小,小于另一个分力的大小
E.合力大小可能比两个分力的大小都大,可能比两个分力的大小都小,也可能比一个分力大、比另一个分力小
6.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
7.某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格边长表示1N大小的力),该物体所受的合外力大小正确的是(  )
A.甲图中物体所受的合外力大小等于4N
B.乙图中物体所受的合外力大小等于2N
C.丙图中物体所受的合外力大小等于0
D.丁图中物体所受的合外力大小等于0
8.许多科学家对物理学的发展做出了巨大贡献,也创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、模型法、类比法和科学假说法等等。以下关于物理学史和所用物理学方法的叙述正确的是(  )
A.探究合力与分力的关系实验时,主要应用的是类比法
B.伽利略运用理想实验法说明了力是维持物体运动的原因
C.在不需要考虑物体本身的形状和大小时,用质点来代替物体的方法叫假设法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加之和代表物体的位移,这里采用了微元法
9.2021年8月2日,中国队选手刘洋获得东京奥林匹克金牌,吊环项目中有一个高难度的动作,体操运动员先用双手撑住吊环(设开始时两绳间距与肩同宽),然后身体下移,双臂缓慢张开到如图所示位置。若吊环的两根绳的拉力大小相等,则在两手之间的距离缓慢增大的过程中,拉力及其合力的大小变化情况为(  )
A.增大,不变 B.增大,增大
C.增大,减小 D.减小,不变
10.在“探究弹力和弹簧伸长的关系”、“验证力的平行四边形定则"的实验中,经常采用下图的实验装置。关于这两个实验的说法,正确的是(  )
A.“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,应将弹簧放置水平桌面测量原长
B.“验证力的平行四边形定则”实验体现了“控制变量”的物理思想
C.“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,弹簧的弹力可由所挂钩码的重力求出
D.“验证力的平行四边形定则”实验中,利用平行四边形定则作出的合力一定沿着AO方向
11.如图所示,A、B是粗糙水平面上的两点,O、P、A三点在同一竖直线上,且,在P点处固定一光滑的小立柱,一小物块通过原长为的弹性轻绳与悬点O连接。当小物块静止于A点时,小物块受到弹性轻绳的拉力小于重力。将小物块移至B点(弹性轻绳处于弹性限度内,且满足胡克定律),由静止释放后小物块沿地面向左运动通过A点,若,则在小物块从B运动到A的过程中(  )
A.小物块受到的滑动摩擦力保持不变 B.小物块到的滑动摩擦力逐渐减小
C.小物块受到的滑动摩擦力逐渐增大 D.小物块受到的滑动摩擦力先减小后增大
12.三个共点力的大小分别为F1=5N,F2=10N,F3=20N,则关于它们的合力的说法中错误的是(  )
A.不会大于35N B.最小值为5N
C.可能为0 D.可能为20N
二、多选题,共4小题
13.下列说法正确的是(  )
A.滑动摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反
B.力的分解就是将一个力等效成多个力的过程
C.书放在水平桌面上,桌面会受到弹力的作用,这个弹力是书的形变产生的
D.在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的长度成正比
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.如图所示,重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上,将重力为G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么(  )
A.F1就是物体对斜面的压力
B.物体对斜面的压力方向与F1的方向相同,大小为
C.F2就是物体受到的静摩擦力
D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力三个力的作用
16.如图所示,在做“验证力的平行四边形定则”实验时,橡皮条的一端固定在木板上A点,用两个弹簧秤把橡皮条的另一端的结点从O1拉到确定位置O点,在这实验过程中,以下说法正确的是答∶ 。
A.实验中,前后两次应把橡皮条的另一端结点从O1拉到同一位置O
B.弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度
C.把另一端拉到O点时,两弹簧秤间的夹角必须取90°
D.画力的平行四边形时,平行四边形的边应尽可能画短些,因为这样做可以减小误差
三、填空题,共2小题
17.两个互成角度的共点力分合力可以用__________法则来求得.具体地来说就是用表示这两个力的有向线段作为__________作平行四边形,通过两个力的共同作用点的__________就表示合力的大小和方向.该法则是__________加减运算的法则.
18.同一平面内的三个力,大小分别为6 N、10N、13N,若这三个力同时作用于某一物体,则该物体所受这三个力的合力的最大值和最小值分别为______、______
四、解答题,共2小题
19.两个力互成30°角,大小分别是90N和120N。通过作图求出合力的大小和方向。如果这两个力的大小不变,两个力之间的夹角变为150°,通过作图求出合力的大小和方向。
20.电梯修理员、牵引专家和赛艇运动员等,常需要知道绳子或金属线中的张力,可又不能到那些绳、线的自由端去测量,为解决这些问题,一家英国公司现在制造出一种夹在绳上的仪表,用一个杠杆使绳子的某点有一个微小偏移量,如图所示,仪表便很容易就能测出垂直于绳的回复力.请推导一个能计算绳子中张力的公式;如果偏移量为为,回复力为,计算绳中的张力。
试卷第1页,共3页
参考答案
1.C
【详解】
根据平行四边形定则可知,合力是以两分力为邻边做平行四边形所夹的对角线。
故选C。
2.B
【详解】
以A点为研究对象,受力分析如图
A点受三个力且处于平衡状态
F1=3G0,F2=4G0,α=90°
由平行四边形定则可知,F1和F2合力F′=F又由勾股定理可得
由三个力的合力为零,任何两个力的合力与第三个力等大反向知
故选B。
3.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。
4.A
【详解】
两个大小已知的力方向相反时,合力最小,最小值为
故A正确。BCD错误。
故选A。
5.E
【详解】
ABCD.由力合成的平行四边形定则可知,当两个共点力的方向相同时,合力最大,为两个共点力之和;当两个共点力的方向相反时,合力最小,是两个共点力之差。所以两个共点力的合力大小在最大和最小之间,因此两个共点力的合力大小不一定等于两个分力大小之和;更不一定大于两个分力大小之和;也不一定小于两个分力大小之和;合力大小不一定大于一个分力的大小,小于另一个分力的大小,ABCD错误;
E.由以上分析可知,合力大小可能比两个分力的大小都大,可能比两个分力的大小都小,也可能比一个分力大、比另一个分力小,E正确。
故选E。
6.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。
7.D
【详解】
A.对(甲),先将F1与F3合成,然后再用勾股定理,求得合力等于5N,故A错误;
B.对(乙),先将F1与F3沿水平和竖直方向正交分解,再合成,求得合力等于5N,故B错误;
C.对(丙),可将F3沿水平和竖直方向正交分解,求得合力等于6N,故C错误;
D.根据三角形法则,(丁)图中合力等于0,故D正确。
故选D。
8.D
【详解】
A.探究合力与分力的关系实验时,主要应用的是等效替代法,选项A错误;
B.伽利略运用理想实验法说明了力不是维持物体运动的原因,选项B错误;
C.在不需要考虑物体本身的形状和大小时,用质点来代替物体的方法叫理想模型法,选项C错误;
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加之和代表物体的位移,这里采用了微元法,选项D正确。
故选D。
9.A
【详解】
对人受力分析:人受到重力、两绳的拉力,由平衡条件可知,两绳拉力的合力与人的重力大小相等,人的重力不变,所以它们的合力F不变。在两手之间的距离缓慢增大的过程中,两绳之间的夹角变大,而两绳拉力的合力不变,两个拉力T都要增大。
故选A。
10.C
【详解】
A.“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验中,由于弹簧自身重力会使弹簧伸长影响实验,则应将弹簧竖直悬挂测量原长,故A错误;
B.“验证力的平行四边形定则”实验体现了“等效替代”的物理思想,故B错误;
C.对钩码受力分析可知,弹簧的弹力大小与钩码的重力大小相等,故C正确;
D.由于实验具有误差,则实验得出的合力方向与AO方向不一定重合,故D错误。
故选C。
11.B
【详解】
对小物块受力分析,因为,设弹性轻绳开始原长到A点的伸长量为,
则在A点物块对地面的压力
设在B点绳子与竖直方向的夹角为θ,则物块在B点弹性轻绳中的张力
则物块在B对地面的压力为
因为,小物块从B运动到A的过程中,绳与竖直方向的夹角减小,增大,物块对地面的正压力减小,由可知,小物块受到的滑动摩擦力逐渐减小。故选B。
12.C
【详解】
三个力的合力的最大值
F1与F2的合力范围为
当F12=15N且与F3反向时,三个力的合力最小
故三个力的合力范围为
故选C。
13.BC
【详解】
A.滑动摩擦力的方向总是和物体的相对运动方向相反,与物体的运动方向可能相同,可能相反,A错误;
B.力的分解就是将一个力等效成多个力的过程,B正确;
C.书放在水平桌面上,桌面会受到弹力的作用,这个弹力是书的形变产生的,C正确;
D.在弹性限度内,弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,D错误。
故选BC。
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.BD
【详解】
AB.F1是物体重力的分力,只是方向与物体对斜面的压力方向相同,大小相等,均为,但两个力不是同一个力。A错误,B正确;
C.F2是物体重力的分力,不是斜面施加给物体的摩擦力。C错误;
D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力三个力的作用。D正确。
故选BD。
16.AB
【详解】
A.为了使两根弹簧秤的共同作用效果与一根弹簧秤的作用效果相同,前后两次应把橡皮条的另一端拉到同一位置,A正确;
B.弹簧秤必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧秤刻度,B正确;
C.两弹簧秤的夹角不需要必须取90°,适当大一些即可,C错误;
D.画力的平行四边形时,平行四边形的边应适当长一些,可以减小误差,D错误。
故选AB。
17.平行四边形 邻边 对角线 矢量
【详解】
[1]两个互成角度的共点力分合力可以用平行四边形则来求得;
[2][3][4]具体地来说就是用表示这两个力的有向线段作为邻边作平行四边形,通过两个力的共同作用点的对角线就表示合力的大小和方向,该法则是矢量加减运算的法则。
18.29N 0
【详解】
[1]当三个力作用在同一直线、同方向时,三个力的合力最大,即
[2] 若先把10N与6N的力合成,则合力的范围是大于等于4N,小于等于16N,13N在这一个范围内,所以它们合力的最小值为0。
19.见解析
【详解】
运用图示法作出F1、F2,根据平行四边形定则知,当夹角为30°时, 合力的大小F=200N。方向如上图所示。当夹角为150°时,合力的大小F=100N,方向如下图所示。
20.,
【详解】
设绳子中的张力为,仪器对绳子的拉力可以分解为拉绳的两个力,而
如图所示,由构成一个菱形,依图中几何关系有
又因为绳发生的是微小形变,所以

当时
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