3.4力的合成和分解 同步练习(Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 3.4力的合成和分解 同步练习(Word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 622.5KB | ||
| 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 14:43:19 | ||
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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新学期同步练习能力提升（人教版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．如图甲为射箭比赛时的场景。已知弓的顶部跨度为l，且拉弓过程中l保持不变；弦均匀且弹性良好，其自由长度也为l，劲度系数为k；射箭时弦和箭可等效为图乙情景：箭在弦的正中间，弦夹在类似动滑轮的附加装置上，将箭发射出去。发射箭时弦的最大长度为，设弦的弹力满足胡克定律，则箭被发射瞬间所受的弹力为（ ）
A． B． C． D．
2．两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
3．同一平面内互成90°夹角的两个共点力的大小分别为6N、8N，则两个力的合力大小为（ ）
A．48N B．14N C．10N D．2N
4．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
5．两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
6．2021年夏季，河南郑州突如其来的洪涝灾害造成路面塌陷、桥梁垮塌，一汽车行驶中不慎陷人泥潭，天无绝人之路，碰巧在车前方30m处有一棵大树，如图甲所示，司机拿出后备箱里的绳索一端系在车上，一端系在树上，他在绳索中点垂直绳子施加F=100N的水平恒力，将绳索中点拉离原位置x=30cm，如图乙所示，结果就把车拉了出来。则车被拉出时绳子对车的拉力约为（ ）（角很小时，）
A．500N B．1000N C．2500N D．5000N
7．学校运动会期间，高三年级的张某、王某、李某、赵某四位同学躲在教室内玩牌，被巡查的物理老师抓到。由于前几天他们刚刚复习了力的合成的内容，该老师要求这几位同学从手上的牌中抽出三张，以牌上的数字作为力的大小，如果合力能为零的就可以免受处罚，则不能幸免的是（ ）
A．张某 3 4 8 B．王某 2 4 6 C．李某 3 4 5 D．赵某 5 5 5
8．架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应，电线呈现如图所示的两种形状，下列说法中正确的是（ ）
A．夏季与冬季电线对电线杆的拉力大小相等
B．夏季与冬季电线杆对电线的拉力方向相同
C．夏季电线对电线杆的拉力较大
D．冬季电线对电线杆的拉力较大
9．小陶、小盛两人共提一桶水匀速走向教室，如图所示，水和水桶的总质量为m，两人拉力方向与竖直方向都成θ角，大小都为F，则下列说法中正确的是（ ）
A．不管θ为何值，
B．当θ为30°时，F=mg
C．当θ=45°时，F=mg
D．θ越大时，F越大
10．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
11．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
12．两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
二、多选题，共4小题
13．一个物体受到两个力的作用，其大小分别是25N和30N，则这两个力的合力的大小可能是（ ）
A．40N B．20N C．4N D．0N
14．物体在以下三个力作用下，可能做匀速直线运动的是（ ）
A．8N、8N、8N B．10 N、7 N、15 N
C．5 N、10N、20N D．5 N、9 N、15N
15．同一平面内方向未知的三个共点力大小分别为7N、8N、9N，三个力的合力大小可能为（ ）
A．0N B．8N C．9N D．26N
16．两个共点力的合力与分力的关系是（ ）
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．合力大小可能比两个分力的大小都大，可能都小，也可能比一个分力大，比另一个分力小
D．分力同时作用在物体上的共同效果与合力单独作用时效果相同
三、填空题，共2小题
17．两个大小为5N的力F1和F2，当它们的夹角为0°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为60°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为90°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为120°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为180°时，合力的大小为______N。
18．在同一个水平面内的三个共点力，他们的大小分别为3牛、5牛、7牛，它们的合力的最大值为____，最小值为_____。
四、解答题，共2小题
19．如图所示，用绳AB和BC吊起一重物P处于静止状态，AB绳与水平面间的夹角为53°，BC绳与水平面的夹角为37°。求：当所挂重物质量为10kg时，AB绳、BC绳上的拉力各为多大？（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。
20．两个大小相等的共点力F1、F2，当它们间的夹角为90°时合力大小为20N，则当它们间夹角为120°时，合力的大小为多少？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
设发射时，箭两侧弦的夹角为，由几何关系可知
可知，，箭被发射瞬间所受的弹力为两侧弦拉力的合力，即
C正确。
故选C。
2．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。
3．C
【详解】
合力大小
故选C。
4．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。
5．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。
6．C
【详解】
如图所示
将作用在绳索中点的水平恒力F下分解到沿AO方向的拉力和沿BO方向的拉力，因
则有
由于
则
因此
代入数值得
故选C。
7．A
【详解】
AC．3N与4N合力的最大值为7N。最小值为1N，5N在该范围内，8N不在该范围内，所以李某可以免受处罚，张某不能幸免；
B．2N和4N合力的最大值为6N、最小值为2N，6N在该范围内，所以王某可以免受处罚；
D．5N和5N合力的最小值为0、最大值为10N，5N在该范围内，所以赵某可以免受处罚；
故A正确，BCD错误；
故选A。
8．D
【详解】
以电线为研究对象，夏季和冬季电线杆对电线的拉力方向发生变化，即电线重力的两个分力的夹角发生变化，在冬季，两分力夹角更大，所以分力更大，使电线对电线杆的拉力更大。
故选D。
9．D
【详解】
由题可知小陶、小盛的手臂对水桶的拉力大小为F，两人拉力方向与竖直方向都成θ角，根据对称性可知，结合平衡条件得
解得
当θ＝0°时，cosθ值最大，则；当θ＝30°时，；当θ＝45°时，；当θ为60°时，
；当θ越大时，则F越大；故ABC错误，D正确；
故选：D。
10．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。
11．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。
12．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。
13．AB
【详解】
合力的最小值为
合力最大值为
故选AB。
14．AB
【详解】
A．8N和8N的合力为0~16N，另一个力8N，在这一范围内，故合力可以为零，故可以做匀速直线运动，故A正确；
B．10N和7N的合力为3~17N，另一个力15N，在这一范围内，故合力可以为零，故可以做匀速直线运动，故B正确；
C．5N和10N的合力为5~15N，另一个力20N，不在这一范围内，故合力不可能为零，故不可以做匀速直线运动，故C错误；
D．5N和9N的合力为4~14N，另一个力15N，不在这一范围内，故合力不可能为零，故不可以做匀速直线运动，故D错误。
故选AB。
15．ABC
【详解】
当三个力作用在同一直线、同方向时，三个力的合力最大，即
二力合成时，合力范围为
先合成两个力，如果合力范围包括第三个力，则三力可以平衡，合力最小为0，所以7N、8N、9N，三个力的合力最小为0。
故选ABC。
16．CD
【详解】
ABC．两个共点力的合力与分力的关系是合力大于等于两分力之差，小于等于两分力之和，所以AB错误；C正确；
D．合力与两分力的作用效果相同，所以D正确；
故选CD。
17．10 5 0
【详解】
[1] 两个大小为5N的力F1和F2，当它们的夹角为0°时，合力的大小为
[2] 当它们的夹角为60°时，合力的大小为
[3] 当它们的夹角为90°时，合力的大小为
[4] 当它们的夹角为120°时，合力的大小为
[5] 当它们的夹角为180°时，合力的大小为
18．15N 0N
【详解】
[1]三个共点力的方向都相同时，它们的合力最大，即最大值为
[2]和合力范围是
在这个范围内，所以合力最小值为；
19．80N，60N
【详解】
结点B受到三根绳子的拉力处于平衡状态，BP绳的拉力等于重物的重力mg，如图所示
根据力的分解可得
20．10N
【详解】
它们间的夹角为90°时有
， ，
解得
当它们间夹角为120°时，合力的大小为
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．如图甲为射箭比赛时的场景。已知弓的顶部跨度为l，且拉弓过程中l保持不变；弦均匀且弹性良好，其自由长度也为l，劲度系数为k；射箭时弦和箭可等效为图乙情景：箭在弦的正中间，弦夹在类似动滑轮的附加装置上，将箭发射出去。发射箭时弦的最大长度为，设弦的弹力满足胡克定律，则箭被发射瞬间所受的弹力为（ ）
A． B． C． D．
2．两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
3．同一平面内互成90°夹角的两个共点力的大小分别为6N、8N，则两个力的合力大小为（ ）
A．48N B．14N C．10N D．2N
4．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
5．两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
6．2021年夏季，河南郑州突如其来的洪涝灾害造成路面塌陷、桥梁垮塌，一汽车行驶中不慎陷人泥潭，天无绝人之路，碰巧在车前方30m处有一棵大树，如图甲所示，司机拿出后备箱里的绳索一端系在车上，一端系在树上，他在绳索中点垂直绳子施加F=100N的水平恒力，将绳索中点拉离原位置x=30cm，如图乙所示，结果就把车拉了出来。则车被拉出时绳子对车的拉力约为（ ）（角很小时，）
A．500N B．1000N C．2500N D．5000N
7．学校运动会期间，高三年级的张某、王某、李某、赵某四位同学躲在教室内玩牌，被巡查的物理老师抓到。由于前几天他们刚刚复习了力的合成的内容，该老师要求这几位同学从手上的牌中抽出三张，以牌上的数字作为力的大小，如果合力能为零的就可以免受处罚，则不能幸免的是（ ）
A．张某 3 4 8 B．王某 2 4 6 C．李某 3 4 5 D．赵某 5 5 5
8．架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应，电线呈现如图所示的两种形状，下列说法中正确的是（ ）
A．夏季与冬季电线对电线杆的拉力大小相等
B．夏季与冬季电线杆对电线的拉力方向相同
C．夏季电线对电线杆的拉力较大
D．冬季电线对电线杆的拉力较大
9．小陶、小盛两人共提一桶水匀速走向教室，如图所示，水和水桶的总质量为m，两人拉力方向与竖直方向都成θ角，大小都为F，则下列说法中正确的是（ ）
A．不管θ为何值，
B．当θ为30°时，F=mg
C．当θ=45°时，F=mg
D．θ越大时，F越大
10．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
11．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
12．两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
二、多选题，共4小题
13．一个物体受到两个力的作用，其大小分别是25N和30N，则这两个力的合力的大小可能是（ ）
A．40N B．20N C．4N D．0N
14．物体在以下三个力作用下，可能做匀速直线运动的是（ ）
A．8N、8N、8N B．10 N、7 N、15 N
C．5 N、10N、20N D．5 N、9 N、15N
15．同一平面内方向未知的三个共点力大小分别为7N、8N、9N，三个力的合力大小可能为（ ）
A．0N B．8N C．9N D．26N
16．两个共点力的合力与分力的关系是（ ）
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．合力大小可能比两个分力的大小都大，可能都小，也可能比一个分力大，比另一个分力小
D．分力同时作用在物体上的共同效果与合力单独作用时效果相同
三、填空题，共2小题
17．两个大小为5N的力F1和F2，当它们的夹角为0°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为60°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为90°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为120°时，合力的大小为______N；当它们的夹角为180°时，合力的大小为______N。
18．在同一个水平面内的三个共点力，他们的大小分别为3牛、5牛、7牛，它们的合力的最大值为____，最小值为_____。
四、解答题，共2小题
19．如图所示，用绳AB和BC吊起一重物P处于静止状态，AB绳与水平面间的夹角为53°，BC绳与水平面的夹角为37°。求：当所挂重物质量为10kg时，AB绳、BC绳上的拉力各为多大？（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。
20．两个大小相等的共点力F1、F2，当它们间的夹角为90°时合力大小为20N，则当它们间夹角为120°时，合力的大小为多少？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【详解】
设发射时，箭两侧弦的夹角为，由几何关系可知
可知，，箭被发射瞬间所受的弹力为两侧弦拉力的合力，即
C正确。
故选C。
2．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。
3．C
【详解】
合力大小
故选C。
4．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。
5．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。
6．C
【详解】
如图所示
将作用在绳索中点的水平恒力F下分解到沿AO方向的拉力和沿BO方向的拉力，因
则有
由于
则
因此
代入数值得
故选C。
7．A
【详解】
AC．3N与4N合力的最大值为7N。最小值为1N，5N在该范围内，8N不在该范围内，所以李某可以免受处罚，张某不能幸免；
B．2N和4N合力的最大值为6N、最小值为2N，6N在该范围内，所以王某可以免受处罚；
D．5N和5N合力的最小值为0、最大值为10N，5N在该范围内，所以赵某可以免受处罚；
故A正确，BCD错误；
故选A。
8．D
【详解】
以电线为研究对象，夏季和冬季电线杆对电线的拉力方向发生变化，即电线重力的两个分力的夹角发生变化，在冬季，两分力夹角更大，所以分力更大，使电线对电线杆的拉力更大。
故选D。
9．D
【详解】
由题可知小陶、小盛的手臂对水桶的拉力大小为F，两人拉力方向与竖直方向都成θ角，根据对称性可知，结合平衡条件得
解得
当θ＝0°时，cosθ值最大，则；当θ＝30°时，；当θ＝45°时，；当θ为60°时，
；当θ越大时，则F越大；故ABC错误，D正确；
故选：D。
10．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。
11．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。
12．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。
13．AB
【详解】
合力的最小值为
合力最大值为
故选AB。
14．AB
【详解】
A．8N和8N的合力为0~16N，另一个力8N，在这一范围内，故合力可以为零，故可以做匀速直线运动，故A正确；
B．10N和7N的合力为3~17N，另一个力15N，在这一范围内，故合力可以为零，故可以做匀速直线运动，故B正确；
C．5N和10N的合力为5~15N，另一个力20N，不在这一范围内，故合力不可能为零，故不可以做匀速直线运动，故C错误；
D．5N和9N的合力为4~14N，另一个力15N，不在这一范围内，故合力不可能为零，故不可以做匀速直线运动，故D错误。
故选AB。
15．ABC
【详解】
当三个力作用在同一直线、同方向时，三个力的合力最大，即
二力合成时，合力范围为
先合成两个力，如果合力范围包括第三个力，则三力可以平衡，合力最小为0，所以7N、8N、9N，三个力的合力最小为0。
故选ABC。
16．CD
【详解】
ABC．两个共点力的合力与分力的关系是合力大于等于两分力之差，小于等于两分力之和，所以AB错误；C正确；
D．合力与两分力的作用效果相同，所以D正确；
故选CD。
17．10 5 0
【详解】
[1] 两个大小为5N的力F1和F2，当它们的夹角为0°时，合力的大小为
[2] 当它们的夹角为60°时，合力的大小为
[3] 当它们的夹角为90°时，合力的大小为
[4] 当它们的夹角为120°时，合力的大小为
[5] 当它们的夹角为180°时，合力的大小为
18．15N 0N
【详解】
[1]三个共点力的方向都相同时，它们的合力最大，即最大值为
[2]和合力范围是
在这个范围内，所以合力最小值为；
19．80N，60N
【详解】
结点B受到三根绳子的拉力处于平衡状态，BP绳的拉力等于重物的重力mg，如图所示
根据力的分解可得
20．10N
【详解】
它们间的夹角为90°时有
， ，
解得
当它们间夹角为120°时，合力的大小为
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页