5.1力的合成同步练习题（Word版含答案）

5.1力的合成同步练习题2021-2022学年鲁科版高中必修一物理
一、单选题
如图所示，光滑斜面倾角为，轻绳一端通过两个滑轮与相连，另一端固定于天花板上，不计绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量已知物块的质量为，连接的轻绳与斜面平行，挂上物块后，滑轮两边轻绳的夹角为，
A. 恰保持静止，则物块的质量为
A.
B.
C.
D.
如图所示，轻杆与竖直墙壁成角，斜插入墙中并固定，另一端固定一个质量为的小球，水平轻质弹簧处于压缩状态，弹力大小为表示重力加速度，则轻杆对小球的弹力大小为
A.
B.
C.
D.
如图所示，两长度不同的杆垂直固定在水平面上，两杆相距米，一长为的轻绳的两端分别固定在两杆的顶端，用光滑的挂钩将一重为的物体挂在绳上。则绳上的张力为
A. B. C. D.
如图所示，质量均为的两个小球、可视为质点固定在轻杆的两端，将其放入光滑的半球形碗中，杆的长度等于碗的半径，当杆与两球组成的系统处于平衡状态时，杆对小球的作用力大小为
A. B. C. D.
在做“探究求合力的方法”的实验中，以下说法中正确的是
A. 用两只弹簧测力计拉橡皮条时，两细绳之间的夹角必须为，以便求出合力的大小
B. 用两只弹簧测力计拉橡皮条时，结点的位置必须与用一只弹簧测力计拉时结点的位置重合
C. 若用两只弹簧测力计拉时合力的图示与用一只弹簧测力计拉时拉力的图示不完全重合，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，结点的位置允许变动
如图所示，在水平天花板的点处固定一根轻杆，杆与天花板保持垂直．杆的下端有一个轻滑轮另一根细线上端固定在该天花板的点处，细线跨过滑轮，下端系一个重为的物体，段细线与天花板的夹角系统保持静止，不计一切摩擦．下列说法中正确的是
A. 细线对天花板的拉力大小是
B. 杆对滑轮的作用力大小是
C. 杆和细线对滑轮的合力大小是
D. 若点向右移动少许后系统仍静止，则杆对滑轮的作用力与移动前相比将要增大
哥伦比亚大学的工程师研究出一种可以用于人形机器人的合成肌肉，可模仿人体肌肉做出推、拉、弯曲和扭曲等动作。如图所示，连接质量为的物体的足够长细绳一端固定于墙壁，用合成肌肉做成的“手臂”的端固定一滑轮，端固定于墙壁，细绳绕过滑轮，和类似于人手臂的关节，由“手臂”合成肌肉控制。设与竖直墙壁夹角为，不计滑轮与细绳的摩擦，下列说法正确的是
A. 若保持不变，增大长度，细绳部分拉力变大
B. 若保持，增大长度，细绳对滑轮的力始终沿方向
C. 若保持等于，增大长度，细绳对滑轮的力始终沿方向
D. 若从逐渐变为零，长度不变，且保持，则细绳对滑轮的力先减小后增大
表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，、、、、等为网绳的结点，安全网水平张紧后，质量为的运动员从高处落下，恰好落在点上。该处下凹至最低点时，网绳、均为如图乙所示，此时点受到向下的冲击力大小为，则这时点周围每根网绳承受的张力大小为
A. B. C. D.
在做“探究求合力的方法”的实验中，以下说法中正确的是
A. 用两只弹簧测力计拉橡皮条时，两细绳之间的夹角必须为，以便求出合力的大小
B. 用两只弹簧测力计拉橡皮条时，结点的位置必须与用一只弹簧测力计拉时结点的位置重合
C. 若用两只弹簧测力计拉时合力的图示与用一只弹簧测力计拉时拉力的图示不完全重合，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，结点的位置允许变动
某人想用力竖直向上提起地面上的重物，重物没有被提起，则下列说法中正确的是
A. 由于力小于物体的重力，所以物体所受合力不等于零
B. 地面对物体的支持力的大小等于重力和拉力的差值
C. 物体所受重力和地面对物体的弹力是相互平衡的力
D. 力和地面所受的压力互相平衡
二、填空题
如图所示，力作用于物体的点，要使物体所受合力的方向沿方向，与地面平行，那么必须同时再加一个力，这个力的最小值是______。
在“探究求合力的方法”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计．
为了完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：
弹力
伸长量
根据表中数据在图甲中作出图象并求得该弹簧的劲度系数________；
某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图乙所示，其读数为________；同时利用中结果获得弹簧上的弹力值为，请在图丙中画出这两个共点力的合力的图示；
由图得到________．
小明同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示。其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，和为细绳。图乙是细绳所连弹簧测力计的指针指示情况，图丙是小明根据实验在白纸上画出的图，但是擦去了部分辅助线。请你回答下列问题。
图乙中弹簧测力计的读数为__________；
图丙中有、、、四个力，其中力_________填上述字母的大小不是由弹簧测力计直接读出的，你测量的结果是__________结果保留两位有效数字。
三、实验题
某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，和为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
图乙中的与两力中，是、的合力的理论值的是______本实验采用的科学方法是______．
A.理想实验法等效替代法控制变量法 建立物理模型法
下列方法中，有助于减小实验误差的是______
A.尽可能使两分力的夹角大些
B.尽可能使两分力相差的大些
C.尽可能使两分力与纸面平行
D.尽可能使橡皮条长些．
在“探究求合力的方法”实验中，选用量程为的弹簧测力计做该实验．下图中，甲同学的与方向的夹角约为，乙同学的与方向的夹角约为，丙同学的与方向的夹角约为，其中操作不合适的是 选填“甲”“乙”或“丙”同学，原因是 ．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
先对受力分析，运用共点力平衡条件求出细线的拉力；再对受力分析，再次运用共点力平衡条件求出的质量。
本题关键是先后对物体、受力分析，根据共点力平衡条件，结合合成法或正交分解法列式求解。
【解答】
先对受力分析，再对受力分析，如图
根据共点力平衡条件，有
解得
故选D。

2.【答案】
【解析】解：
由于轻杆斜插入墙中并固定，所以小球对它的作用力就不再沿杆的方向了，我们对小球受力分析得，小球受到重力、弹簧对小球的作用力，小球处于静止状态，故这两个力的合力与杆对小球的作用力相平衡，如下图所示，
轻杆对小球的弹力大小为
故选：。
以小球为研究对象，分析受力情况，由共点力平衡条件求解轻杆对小球的弹力大小．
本题是简单的共点力平衡问题，正确分析受力是基础，本题运用数学上勾股定理求解比较简洁，也可以由正交分解法求解．
3.【答案】
【解析】
【分析】
此种方法的巧妙之处，就在于利用了力的三角形与几何三角形的相似找出解题的突破口
对滑轮进行受力分析，因为是光滑滑轮，所以当滑轮静止时两段绳子与水平方向夹角相同，同时利用三角形相似即可解决。
【解答】
因挂钩光滑，挂钩两侧的细绳属于同一根绳．绳中张力处处相等，假设均为如图所示：
当物体平衡时，根据共点力平衡条件，有：
，且两张力与竖直方向夹角相等，
延长，交杆上于点，且与对于过点水平面对称，故：，
则，
由几何三角形与力的矢量三角形图中虚线部分相似，
得：，
所以轻绳上的张力：
，故BCD错误，A正确。
故选A。
4.【答案】
【解析】解：对受力分析，杆对的弹力水平向左，沿方向的碗对球的弹力以及小球的重力，由平衡条件可知，，解得，故A正确，BCD错误；
故选：。
杆一定水平，对小球受力分析，根据几何知识求出或与竖直方向的夹角，由共点力的平衡知识可得杆对小球的作用力。
本题的关键要抓住装置的对称性，明确、间的杆子是水平的，轻杆平衡时，杆对小球的弹力是水平的，通过分析受力情况，根据共点力平衡条件列式求解。
5.【答案】
【解析】
【分析】【分析】
本题考查探究合力的方法的实验，明确实验原理和实验步骤以及实验注意事项是解题的关键。
根据实验步骤，实验原理可得出结果。
【解答】两只弹簧测力计拉橡皮条时，细绳之间的夹角是任意的，不需要计算，可以用弹簧测力计和量角器测量力的大小和方向，A错误；
前后两次结点的位置相同，力的作用效果才相同，B正确，D错误；
C.由于测量和作图存在误差，和不一定完全重合，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，C错误．
6.【答案】
【解析】
【分析】
先对重物受力分析，根据平衡条件求得细线的拉力；再对滑轮受力分析，根据力的合成的平行四边形定则求得细线对滑轮的合力，再得到杆对滑轮的力。
本题的关键是先后对重物和滑轮受力分析，然后根据共点力平衡条件列式分析。解答时，要熟练运用几何知识研究。
【解答】
A.对重物受力分析，受到重力和拉力，根据平衡条件，有，同一根绳子拉力处处相等，故绳子对天花板的拉力也等于，故A错误；
B.对滑轮受力分析，受到绳子的压力等于两边绳子拉力的合力，以及杆的弹力向右上方的支持力，如图
根据平衡条件，结合几何关系，有：杆对滑轮的作用力大小，故B正确；
C.由于滑轮处于平衡状态，故杆和细线对滑轮的合力大小是零，故C错误；
D.若点向右移动少许，则与竖直方向之间的夹角增大，两根绳子之间的夹角增大，绳子的拉力不变，所以它们的合力减小；系统仍静止，则杆对滑轮的作用力与移动前相比将要减小，故D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
会受力分析；知道同一股绳子张力处处相等，大小相同的两个分力其合力沿它们的角平分线；同时审题精确，结合画图就可把问题解决。
会受力分析；知道同一股绳子张力处处相等，大小相同的两个分力其合力沿它们的角平分线；同时审题精确，结合画图就可把问题解决。
【解答】
解：、是一股绳子，细绳绕过滑轮，其张力大小处处相等，等于物体的重力大小，A错误；
B、保持，增大的长度，减小，细绳对滑轮的力沿的角平分线方向，B错误；
C、保持等于，则，细绳对滑轮的力沿的方向，C正确；
D、长度不变，从逐渐减为零，的运动轨迹如图中圆弧所示，当与圆弧相切时，最大，由几何关系可知先减小后增大，绳子的两个张力大小皆等于物体的重力，它们对滑轮作用力的大小随角度变大而变小，因此对滑轮的作用力先变大后变小，D错误。
故选：。
8.【答案】
【解析】解：将运动员对点的冲力分解成四个沿网绳的分力，根据对称性，作出图示平面内力的分解图，根据几何关系得，点周围每根网绳承受的张力大小故A正确．
故选A
将运动员对点的冲力进行分解：分解成四个沿网绳的分力，根据几何关系求解点周围每根网绳承受的张力大小．
本题运用分解法研究网绳受到的拉力，也可以以点为研究对象，根据平衡条件求解，解题时，要抓住对称性和几何知识研究力之间的关系．
9.【答案】
【解析】
【分析】【分析】
本题考查探究合力的方法的实验，明确实验原理和实验步骤以及实验注意事项是解题的关键。
根据实验步骤，实验原理可得出结果。
【解答】两只弹簧测力计拉橡皮条时，细绳之间的夹角是任意的，不需要计算，可以用弹簧测力计和量角器测量力的大小和方向，A错误；
前后两次结点的位置相同，力的作用效果才相同，B正确，D错误；
C.由于测量和作图存在误差，和不一定完全重合，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，C错误．
10.【答案】
【解析】
【试题解析】
【分析】
力竖直向上提起地面上的重物，重物没被提起，重物受重力、支持力和拉力，也可能拉力与重力平衡，无支持力。
本题关键明确物体的受力情况，分清压力与支持力、拉力的关系。
【解答】
A.重物没被提起，加速度为零，合力为零，说明拉力不大于重力，故A错误；
B.地面所受的压力等于地面对物体的支持力，而支持力等于重力减去拉力，即，故B正确；
C.重物没被提起，重物受重力、支持力和拉力，三力平衡；也可能拉力与重力平衡，故C错误；
D.力和地面所受压力作用于两个不同的物体上，效果不可能抵消，合成无意义，故不可能平衡，故D错误。
故选B。

11.【答案】
【解析】
【分析】
本题图中与地面平行，故物体受到的重力、支持力是平衡力，要使合力沿方向，故拉力和未知力的合力沿着方向即可；根据平行四边形定则画图可以判断出当未知力垂直与时，最小。
本题首先要读懂题意，题中平行与水平面，然后根据根据平行四边形定则作图后，根据几何关系得到最小值。
【解答】
解：对物体受力分析，受重力、支持力、拉力和未知力；
要使合力沿着方向，根据平行四边形定则画图可以判断出当未知力垂直与时，最小，如图；
由几何关系，得到
故答案为：。
12.【答案】；；作图如图所示；。
【解析】
【分析】
在“探究弹簧弹力与弹簧伸长的关系”的实验中进行数据处理时，注意将物理问题与数学知识有机结合起来，会用作图法求合力。
根据胡克定律求解劲度系数；
读数时要估读一位，画出力的图示，作出平行四边形，对角线表示合力；
量出对角线的长度，根据比例尺得出合力的大小。
【解答】
解：根据表中的数据结合胡克定律可得：；
弹簧秤的读数为：；
图乙中画出这两个共点力的合力的图示如图所示；
根据力的图示法，作出两个分力，和，以这两个边为临边，作出平行四边形，对角线即可合力，
根据图象及比例尺得出合力的大小。
故答案为：；，作图如图所示；。
13.【答案】
；
【解析】
【分析】
使用弹簧测力计测量力的大小时，首先要明确弹簧测力计的量程和分度值，读数时视线与指针所指刻线相垂直；
在实验中和分别由平行四边形定则及实验得出，明确理论值和实验值的区别即可正确解答；
本题考查了验证力的平行四边形定则实验，在解决设计性实验时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析。
【解答】
由图知弹簧测力计一个小格代表，所以弹簧测力计的示数为；
实验中是由平行四边形得出的，而是通过实验方法直接测得的，故不是由弹簧测力计直接测得的；如图所示：
测量结果为。
故答案为：；；。
14.【答案】；；。
【解析】
【分析】
、本实验抓住两根弹簧秤的拉力的共同作用效果与一根弹簧秤的作用效果相同，即运用等效替代的思想进行实验；
数据处理时：我们需要画出力的大小和方向，所以力要尽量大些可减小测量误差对实验的影响，拉橡皮筋时要拉的尽量长一点，了解误差产生的原因即可正确解答。
本实验采用的是等效替代的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代。
【解答】
图中的与中，是由平行四边形得出的，而是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，一定与共线的是；、的合力的理论值的是
合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故ACD错误，B正确；
故选B。
画平行四边形时，夹角适当大一些画出的平行四边形就误差会小些，而不是要求夹角尽量大，故A错误；
B. 数据处理时：我们需要画出力的大小和方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影响，但不是尽可能使两分力相差的大些，故B错误；
C. 作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别，同时为了减小因摩擦造成的误差，故应使各力尽量与木板面平行，故C正确；
D. 为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，橡皮条不是要尽可能长，故D错误。
故选C。
故答案为：；；。
15.【答案】甲；两个力的合力超过了弹簧测力计的量程。
【解析】
【分析】
本题考查了“探究求合力的方法”的实验，理解实验原理、掌握实验注意事项，会处理实验数据是关键。
【解答】
甲同学的两个力的合力
乙同学的两个力的合力
丙同学的两个力的合力
所以甲同学的两个力的合力大于弹簧测力计的量程，其操作不合适。
故答案为：甲；两个力的合力超过了弹簧测力计的量程。
第2页，共2页
第1页，共1页