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新学期同步练习基础过关(人教版2019)
练习
一、单选题,共10小题
1.嫦娥五号登陆月球时,从距月面几十千米到几百米的过程中沿图中虚线做匀减速直线运动,这就需要调整发动机的喷气方向,下列四种喷气方向可能使嫦娥五号实现上述运动的是( )
A. B. C. D.
2.物体同时受到三个共点力作用,下列几组力中合力不可能为零的是( )
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
3.将力F分解成和,若已知的大小以及与F的夹角(为锐角),则错误的是( )
A.当时,无解
B.当时,有一解
C.当时,有一解
D.当,有两解
4.作用在一个物体上的两个共点力的合力的大小随两个分力之间的角度变化的关系如图所示,关于两个分力F1、F2的大小,下列选项正确的是( )
A.F1=10N、F2=20N
B.F1=12N、F2=18N
C.F1=14N、F2=16N
D.F1=15N、F2=15N
5.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
6.下面关于合力与分力的叙述中正确的是( )
A.一个物体受到几个力的作用,同时也受到这几个力的合力的作用
B.合力可能小于它的任何一个分力
C.合力的大小一定等于两个分力的代数和
D.合力的大小随两分力夹角增大而增大
7.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
8.一个“Y”形弹弓顶部跨度为,如图所示,两根相同的橡皮条自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片。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,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为(弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为( )
A. B. C. D.
9.小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也没推动,于是他便想了个妙招,如图所示,用A、B两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法正确的是( )
A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱
B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大
C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
10.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
二、多选题,共4小题
11.关于三个共点力、、合力F的大小,下列说法正确的是( )
A.F大小的取值范围一定是
B.合力F可能比分力中的任何一个力都小
C.若,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零
D.若,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零
12.关于“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,下列说法正确的是( )
A.测合力时,橡皮筋的结点应被拉到测对应分力时的同一位置
B.实验中应尽量保持弹簧测力计的拉力方向与木板平行
C.实验中应保证两只弹簧测力计的拉力大小之和等于所测合力的大小
D.以两个力为邻边作平行四边形,两邻边间的对角线对应的有向线段表示合力的大小和方向
13.如图所示,静止在斜面上的重物的重力可分解为沿斜面向下的分力和垂直斜面的分力关于这两个分力,下列说法中正确的是( )
A.作用在物体上,作用在斜面上
B.的性质是弹力
C.是使物体压紧斜面的力
D.和是物体重力的等效替代,实际存在的是重力
14.如图所示是李强同学设计的一个小实验,他将细绳的一端系在手指上,细绳的另一端系在直杆的A端,杆的左端顶在掌心上,组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同的重物,并保持静止。通过实验会感受到( )
A.细绳是被拉伸的,杆是被压缩的
B.杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C指向A
C.细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B指向A
D.所挂重物质量增大时,细绳和杆对手的作用力不变
三、填空题,共2小题
15.在下图所示的小实验中,重物对O点的拉力F产生两个实际作用效果,一方面沿杆的方向对手心产生_____,一方面沿绳的方向对手指产生_____(填“拉力”或“压力”)。如果图中的重物对O点的拉力F为4N,请在方框内用作图法画出求分力F1和F2的图示_____。求得F1=_____N,F2=_____N。
16.大小分别为4N、9N和12N的三个共点力,它们之间的夹角可以变化,则它们的合力的最大值是__________;合力的最小值是__________。
四、解答题,共2小题
17.如图,倾角为15°的斜面上放着一个木箱,用100N的拉力F斜向上拉着木箱,F与水平方向成45°角。分别以平行于斜面和垂直于斜面的方向为x轴和y轴建立直角坐标系,把F分解为沿着两个坐标轴的分力。试在图中作出分力和,并计算它们的大小。
18.如图所示,匈牙利的一位大力士曾创造过用牙齿拉动载重汽车的纪录。现设一辆载重汽车的质量为,大力士牙齿的拉力为,绳子与地面的夹角为,则牵引汽车向前的力为多大?
试卷第1页,共3页
参考答案
1.C
【详解】
嫦娥五号落月接近段将沿图中虚线做匀减速直线运动,故受到的合力方向与运动方向相反,因受到的重力竖直向下,通过受力分析可知
故选C。
2.A
【详解】
A.1N和5N合成时,合力最大为6N,最小为4N,不可以为10N,所以三个力的合力不可能为零。故A正确;
B.5N和7N合成时,合力最大为12N,最小为2N,可以为8N,所以三个力的合力可能为零。故B错误;
C.2N和3N合成时,合力最大为5N,最小为1N,可以为5N,所以三个力的合力可能为零,故C错误;
D.1N和10N合成时,合力最大为11N,最小为9N,可以为10N,所以三个力的合力可能为零。故D错误。
故选A。
3.D
【详解】
A.时,分力和合力不能构成三角形,无解,故A正确.
B.当时,两分力和合力恰好构成三角形,有唯一解,故B正确.
CD.当时,根据平行四边形定则,有两组解;若F1>F,只有一组解,故C正确,D错误.
此题选择错误的选项,故选D。
4.A
【详解】
当二力的方向的夹角为0或2π时,二力在同一直线上且方向相同,此时二力的合力最大
F1+F2=30
当二力的方向的夹角为π时,二力在同一条直线上且方向相反,此时二力的合力最小
|F2-F1|=10
联立解得
F2=20N
F1=10N
故选A。
5.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。
6.B
【详解】
A.合力和分力是等效替代的关系,不是同时作用在物体上。A错误;
B.如两个等大反向的力,其合力为零。所以合力可能小于它的任何一个分力。B正确;
C.只有在两分力同向时,合力才等于分力的代数和,其他情况都不是。C错误;
D.根据余弦定理可知,合力的大小随两分力夹角增大而减小。D错误。
故选B。
7.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。
8.C
【详解】
根据胡克定律可知,每根橡皮条的弹力为
设此时两根橡皮条的夹角为θ,根据几何关系可知
根据平行四边形定则知,弹丸被发射过程中所受的最大弹力为
故C正确,ABD错误。
故选C。
9.C
【详解】
开始小明是推不动衣橱的,说明小明的推力小于最大静摩擦力;站在人字形架时,重力产生两个效果,分别向左右两侧推墙壁和衣橱,如图所示
小明的重力可以分解成沿A,B两个方向的力,由于底角较小,所以A,B方向的力会很大,FA对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力,而水平方向的力会远大于小明的重力,可能大于最大静摩擦力,故C正确,ABD错误,故选C。
10.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。
11.BC
【详解】
A.三个力的合力最小值不一定为零,三个力最大值等于三个力之和,故A错误;
B.合力可能比三个力都大,也可能比三个力都小,故B正确;
C.若F1:F2:F3=4:6:8,设F1=4F,则F2=6F,F3=8F,F1F2的合力范围为2F~10F,8F在此合力范围之内,三个力的合力能为零,故C正确;
D.若F1:F2:F3=4:6:11,设F1=4F,则F2=6F,F3=11F,F1F2的合力范围为2F~10F,11F不在此合力范围之内,三个力的合力不可能为零,故D错误;
故选BC。
12.ABD
【详解】
A.为保证等效性,测合力时,橡皮筋的结点应被拉到测对应分力时的同一位置,选项A正确;
B.实验中应尽量保持弹簧测力计的拉力方向与木板平行,选项B正确;
C.若两只弹簧测力计的拉力大小之和等于所测合力的大小,则两只弹簧测力计的拉力方向一定是重合的,所以实验中应该使两只弹簧秤的拉力方向成一定角度,才能做平行四边形进行合成,选项C错误;
D.以两个力为邻边作平行四边形,两邻边间的对角线对应的有向线段表示合力的大小和方向,选项D正确。
故选ABD。
13.CD
【详解】
A.物体受重力、支持力与摩擦力,而、是重力的两个分力,实际不存在,实际受到的就是重力作用在物体上,故A错误;
B.是重力的分力,性质是重力,故B错误;
C.的作用效果是使物体压紧斜面,故C正确;
D.和是物体重力的等效替代,实际存在的是重力,故D正确。
故选CD。
14.AC
【详解】
A.重物的重力产生两个效果:一是使绳子沿BA方向被拉紧,二是使杆受到向左的挤压,如图所示
所以绳子是被拉伸的,杆是被压缩的,A正确;
B.杆对手掌施加的作用力方向沿杆由A指向C, B错误;
C.绳对中指施加的作用力方向指向绳子收缩的方向,即沿绳由B指向A,C正确;
D.所挂重物质量越大,重力越大,根据力的分解可知绳和杆对手的作用力也越大,D错误。
故选AC。
15.压力 拉力 见解析 6.9N 8.0N(大约值)
【详解】
[1][2]重物对O点的拉力F产生两个实际作用效果,一方面沿杆的方向对手心产生压力,一方面沿绳的方向对手指产生拉力。
[3]画出求分力F1和F2的图示如图
[4][5]由图可知F1=6.9N,F2=8.0N。
16.25N 0
【详解】
[1]大小分别为4N、9N和12N的三个共点力的合力最大值为三个力之和即为25N
[2]4N、9N两个力的合力最大为13N,最小为5N,12N在13N、9N两个力的合力范围内,所以三个力最小值是0N
17.50N;50N
【详解】
将F分解为x方向和y方向,根据平行四边形定则,x方向上分力
Fx=Fcos(45°-15°)=Fcos30°=50N
则y方向分力
Fy=Fsin(45°-15°)=Fsin30°=50N
18.
【详解】
牵引汽车向前的力为大力士牙齿的拉力沿水平方向的分力,即
答案第1页,共2页
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