3.4力的合成和分解 课后练习-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 课后练习-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 | 263.0KB | ||
| 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 11:57:09 | ||
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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课后练习能力提升（人教版2019）
练习
一、单选题，共11小题
1．两个大小相等的共点力F1和F2，当它们的夹角为120°时，合力大小为F；当它们的夹角为90°时，合力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．在验证平行四边形定则的实验中，某同学通过正确操作，作图如图所示，其中不是由弹簧测力计直接测出的力是（ ）
A． B． C． D．
3．两个大小相等的共点力F1和F2，当它们之间的夹角为90°时，合力大小为10 N，则当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为（ ）
A．10 N B．10 N C．15 N D．20 N
4．在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，以下说法中正确的是（ ）
A．用两个弹簧测力计拉小圆环时，两细绳之间的夹角必须为90°，以便求出合力的大小
B．用两个弹簧测力计拉小圆环时，小圆环的位置必须与用一个弹簧测力计拉时小圆环的位置重合
C．若用两个弹簧测力计拉时合力的图示F与用一个弹簧测力计拉时拉力的图示F′不完全重合，说明力的合成的平行四边形定则不一定是普遍成立的
D．同一实验过程中，小圆环所处的位置O允许变动
5．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
6．大小分别为和的两个共点力，它们合力的大小可能是（ ）
A．0 B． C． D．
7．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
8．弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中的一个关键动作。如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（ ）
A． B． C． D．
9．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．
10．关于用平行四边形定则研究力的合成的实验，下列说法正确的是（ ）
A．连接橡皮筋与弹簧测力计的细线应尽量短
B．两弹簧测力计所拉细线的夹角必须是
C．本实验采用了等效替代的研究方法
D．本实验采用了理想实验的研究方法
11．作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是3N，另一个力的大小是6N，它们合力的大小可能是（ ）
A．2N B．5N C．10N D．12N
二、多选题，共4小题
12．物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，这三个力可能选取数值正确的是（ ）
A．15N、5N、6N B．1N、2N、3N
C．3N、4N、5N D．1N、6N、3N
13．关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法正确的有（ ）
A．合力一定大于每一个分力
B．合力的大小可能比两个分力都小
C．两个分力的大小同时增加10N，合力大小随之增加10N
D．两个分力夹角小于180°时，合力大小随夹角的减小而增大
14．以下说法正确的是（ ）
A．形状规则的物体的重心一定在其几何中心
B．接触并且互相挤压的两个物体之间一定存在弹力
C．摩擦力总是与正压力成正比
D．两个分力的合力可以大于、等于或小于任一分力
15．一物体静止于水平桌面上，与桌面间的最大静摩擦力为6N，现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为1N、2N、4N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是（ ）
A．物体所受静摩擦力不可能为2N
B．物体所受静摩擦力可能为4N
C．物体可能仍保持静止
D．物体一定被拉动
三、填空题，共2小题
16．有一个沿正北方向的力大小为10N，将它沿正东和西偏北45°方向分解，那么沿正东方向的分力大小为______，沿西北方向的分力大小为______。
17．如果一个力作用在物体上，它产生的________跟几个力共同作用的效果_______，这个力就叫做那几个力的合力。用一个力来代替几个力的条件是_____________。
四、解答题，共2小题
18．如图所示，是刀的纵截面，作用在刀背上的力，劈的夹角，则刀刃对被切割物体会产生多大的力？
19．如果不受限制，分解同一个力能作出多少平行四边形？有多少组解？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
当两个等大的力的夹角120°时，合力为
当两个力的夹角为90°时，根据平行四边形定则，由勾股定理得合力大小F，故ABD错误，C正确。
故选C。
2．A
【详解】
其中F是利用平行四边形定则画出的合力，不是由弹簧测力计直接测出的，A正确。
故选A。
3．A
【详解】
当两个力之间的夹角为90°时，如图甲所示，根据平行四边形定则可知
F1＝F2＝10 N
当这两个力的夹角为120°时，如图乙所示，根据平行四边形定则可知
F合＝10 N
故选A。
4．B
【详解】
A. 细绳之间的夹角只有是任意的，才能说明平行四边形定则的普遍性，故A错误。
BD. 前、后两次小圆环的位置相同，才能说明力的作用效果相同，故B正确，D错误；
C. 由于测量和作图存在误差，F′和F不一定重合，实验可以证明，在误差允许的范围内，平行四边形定则总是成立的，故C错误。
故选B。
5．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。
6．C
【详解】
两力合成时，合力范围为
故有
ABD错误，C正确。
故选C。
7．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。
8．D
【详解】
设大腿骨和小腿骨对膝关节的作用力大小为F1，已知它们之间的夹角为θ，F即为它们的合力的大小，作出平行四边形定则如图所示，有
F1cos
则脚掌对地面竖直向下的压力为
FN=F1sin
由牛顿第三定律可知脚掌所受地面竖直向上的弹力为
故D正确；ABC错误。
故选D。
9．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。
10．C
【详解】
A．为了准确记下拉力的方向，采用两点描线时应尽量距离大一些，所以连接橡皮筋与弹簧测力计的细线要适当长一些，故A错误；
B．两弹簧测力计所拉细线的夹角以方便作图即可，不一定必须是，故B错误；
CD．合力与分力是等效替代关系，本实验采用的是等效替代的研究方法，故C正确，D错误。
故选C。
11．B
【详解】
两个分力分别为3N和6N，则合力的最小值为3N，最大值为9N，则合力可能为5N。
故选B。
12．BC
【详解】
物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，这三个力合力为零处于平衡状态，则力中某两个力的合力|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2，若另一个力F3的大小在F合的取值范围内，则这三个力的合力可能为零，物体就处于平衡状态．
A．15N、5N的合力范围为10N≤F合≤20N，6N不在这范围内，不能平衡，故A错误。
B．1N、2N 的合力范围为1N≤F合≤3N，3N在这范围内，能平衡，故B正确；
C．3N、4N的合力范围为1N≤F合≤7N，5N在这范围内，能平衡，故C正确；
D．1N、6N 的合力范围为5N≤F合≤7N，3N不在这范围内，不能平衡，故D错误。
故选BC。
13．BD
【详解】
AB．由力的合成三角形定则知两个力及它们的合力构成一个矢量三角形，合力可以小于任何一个分力，也可以大于任何一个分力，可能比两个分力都小，故A错误，B正确；
C．F1、F2同时增加10N，根据平行四边形定则合成之后，合力的大小增加不一定是10N，故C错误；
D．当夹角θ＜180°时，由余弦定理的公式
故D正确。
故选BD。
14．BD
【详解】
A．形状规则、质量分布均匀的物体的重心一定在其几何中心，A错误；
B．接触并且互相挤压的两个物体之间一定存在弹力，B正确；
C．滑动摩擦力总是与正压力成正比，静摩擦力与正压力无此关系，C错误；
D．由平行四边形定则可知，两个分力的合力可以大于、等于或小于任一分力，D正确。
故选BD。
15．BC
【详解】
1N和2N的力的合力范围为1～3N，然后与4N的力合成，则三个力的合力范围为1～7N，由于最大静摩擦力为6N，因此可判定物体所受静摩擦力可能为4N，物体可能仍保持静止。
故选BC。
16．10N
【详解】
将F分解如图所示
由几何关系可得，沿正东方向的分力
沿西北方向的分力
17．效果 相同 力的作用线通过同一点
【详解】
[1][2]如果一个力作用在物体上，它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。
[3]用一个力来代替几个力的条件是力的作用线通过同一点。
18．57.5N
【详解】
由对称性可知，构成的平行四边形为菱形，由几何关系得
19．无数个；无数组
【详解】
以同一个力为对角线可以作出无数个平行四边形，如图：
所以分解同一个力有无数组解。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
练习
一、单选题，共11小题
1．两个大小相等的共点力F1和F2，当它们的夹角为120°时，合力大小为F；当它们的夹角为90°时，合力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．在验证平行四边形定则的实验中，某同学通过正确操作，作图如图所示，其中不是由弹簧测力计直接测出的力是（ ）
A． B． C． D．
3．两个大小相等的共点力F1和F2，当它们之间的夹角为90°时，合力大小为10 N，则当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为（ ）
A．10 N B．10 N C．15 N D．20 N
4．在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验中，以下说法中正确的是（ ）
A．用两个弹簧测力计拉小圆环时，两细绳之间的夹角必须为90°，以便求出合力的大小
B．用两个弹簧测力计拉小圆环时，小圆环的位置必须与用一个弹簧测力计拉时小圆环的位置重合
C．若用两个弹簧测力计拉时合力的图示F与用一个弹簧测力计拉时拉力的图示F′不完全重合，说明力的合成的平行四边形定则不一定是普遍成立的
D．同一实验过程中，小圆环所处的位置O允许变动
5．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
6．大小分别为和的两个共点力，它们合力的大小可能是（ ）
A．0 B． C． D．
7．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
8．弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中的一个关键动作。如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（ ）
A． B． C． D．
9．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．
10．关于用平行四边形定则研究力的合成的实验，下列说法正确的是（ ）
A．连接橡皮筋与弹簧测力计的细线应尽量短
B．两弹簧测力计所拉细线的夹角必须是
C．本实验采用了等效替代的研究方法
D．本实验采用了理想实验的研究方法
11．作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是3N，另一个力的大小是6N，它们合力的大小可能是（ ）
A．2N B．5N C．10N D．12N
二、多选题，共4小题
12．物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，这三个力可能选取数值正确的是（ ）
A．15N、5N、6N B．1N、2N、3N
C．3N、4N、5N D．1N、6N、3N
13．关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法正确的有（ ）
A．合力一定大于每一个分力
B．合力的大小可能比两个分力都小
C．两个分力的大小同时增加10N，合力大小随之增加10N
D．两个分力夹角小于180°时，合力大小随夹角的减小而增大
14．以下说法正确的是（ ）
A．形状规则的物体的重心一定在其几何中心
B．接触并且互相挤压的两个物体之间一定存在弹力
C．摩擦力总是与正压力成正比
D．两个分力的合力可以大于、等于或小于任一分力
15．一物体静止于水平桌面上，与桌面间的最大静摩擦力为6N，现将水平面内三个力同时作用于物体的同一点，三个力的大小分别为1N、2N、4N。下列关于物体的受力情况和运动情况判断正确的是（ ）
A．物体所受静摩擦力不可能为2N
B．物体所受静摩擦力可能为4N
C．物体可能仍保持静止
D．物体一定被拉动
三、填空题，共2小题
16．有一个沿正北方向的力大小为10N，将它沿正东和西偏北45°方向分解，那么沿正东方向的分力大小为______，沿西北方向的分力大小为______。
17．如果一个力作用在物体上，它产生的________跟几个力共同作用的效果_______，这个力就叫做那几个力的合力。用一个力来代替几个力的条件是_____________。
四、解答题，共2小题
18．如图所示，是刀的纵截面，作用在刀背上的力，劈的夹角，则刀刃对被切割物体会产生多大的力？
19．如果不受限制，分解同一个力能作出多少平行四边形？有多少组解？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
当两个等大的力的夹角120°时，合力为
当两个力的夹角为90°时，根据平行四边形定则，由勾股定理得合力大小F，故ABD错误，C正确。
故选C。
2．A
【详解】
其中F是利用平行四边形定则画出的合力，不是由弹簧测力计直接测出的，A正确。
故选A。
3．A
【详解】
当两个力之间的夹角为90°时，如图甲所示，根据平行四边形定则可知
F1＝F2＝10 N
当这两个力的夹角为120°时，如图乙所示，根据平行四边形定则可知
F合＝10 N
故选A。
4．B
【详解】
A. 细绳之间的夹角只有是任意的，才能说明平行四边形定则的普遍性，故A错误。
BD. 前、后两次小圆环的位置相同，才能说明力的作用效果相同，故B正确，D错误；
C. 由于测量和作图存在误差，F′和F不一定重合，实验可以证明，在误差允许的范围内，平行四边形定则总是成立的，故C错误。
故选B。
5．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。
6．C
【详解】
两力合成时，合力范围为
故有
ABD错误，C正确。
故选C。
7．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。
8．D
【详解】
设大腿骨和小腿骨对膝关节的作用力大小为F1，已知它们之间的夹角为θ，F即为它们的合力的大小，作出平行四边形定则如图所示，有
F1cos
则脚掌对地面竖直向下的压力为
FN=F1sin
由牛顿第三定律可知脚掌所受地面竖直向上的弹力为
故D正确；ABC错误。
故选D。
9．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。
10．C
【详解】
A．为了准确记下拉力的方向，采用两点描线时应尽量距离大一些，所以连接橡皮筋与弹簧测力计的细线要适当长一些，故A错误；
B．两弹簧测力计所拉细线的夹角以方便作图即可，不一定必须是，故B错误；
CD．合力与分力是等效替代关系，本实验采用的是等效替代的研究方法，故C正确，D错误。
故选C。
11．B
【详解】
两个分力分别为3N和6N，则合力的最小值为3N，最大值为9N，则合力可能为5N。
故选B。
12．BC
【详解】
物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，这三个力合力为零处于平衡状态，则力中某两个力的合力|F1﹣F2|≤F合≤F1+F2，若另一个力F3的大小在F合的取值范围内，则这三个力的合力可能为零，物体就处于平衡状态．
A．15N、5N的合力范围为10N≤F合≤20N，6N不在这范围内，不能平衡，故A错误。
B．1N、2N 的合力范围为1N≤F合≤3N，3N在这范围内，能平衡，故B正确；
C．3N、4N的合力范围为1N≤F合≤7N，5N在这范围内，能平衡，故C正确；
D．1N、6N 的合力范围为5N≤F合≤7N，3N不在这范围内，不能平衡，故D错误。
故选BC。
13．BD
【详解】
AB．由力的合成三角形定则知两个力及它们的合力构成一个矢量三角形，合力可以小于任何一个分力，也可以大于任何一个分力，可能比两个分力都小，故A错误，B正确；
C．F1、F2同时增加10N，根据平行四边形定则合成之后，合力的大小增加不一定是10N，故C错误；
D．当夹角θ＜180°时，由余弦定理的公式
故D正确。
故选BD。
14．BD
【详解】
A．形状规则、质量分布均匀的物体的重心一定在其几何中心，A错误；
B．接触并且互相挤压的两个物体之间一定存在弹力，B正确；
C．滑动摩擦力总是与正压力成正比，静摩擦力与正压力无此关系，C错误；
D．由平行四边形定则可知，两个分力的合力可以大于、等于或小于任一分力，D正确。
故选BD。
15．BC
【详解】
1N和2N的力的合力范围为1～3N，然后与4N的力合成，则三个力的合力范围为1～7N，由于最大静摩擦力为6N，因此可判定物体所受静摩擦力可能为4N，物体可能仍保持静止。
故选BC。
16．10N
【详解】
将F分解如图所示
由几何关系可得，沿正东方向的分力
沿西北方向的分力
17．效果 相同 力的作用线通过同一点
【详解】
[1][2]如果一个力作用在物体上，它产生的效果跟几个力共同作用的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。
[3]用一个力来代替几个力的条件是力的作用线通过同一点。
18．57.5N
【详解】
由对称性可知，构成的平行四边形为菱形，由几何关系得
19．无数个；无数组
【详解】
以同一个力为对角线可以作出无数个平行四边形，如图：
所以分解同一个力有无数组解。
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