3.4力的合成与分解 同步练习-2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word版含答案)

文档属性

名称 3.4力的合成与分解 同步练习-2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word版含答案)
格式 docx
文件大小 451.9KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-11-16 19:26:50

图片预览

文档简介

力的合成和分解
一、单选题
将一个力进行分解,如图,下列说法正确的是
A. 若是的一个分力,则另一个分力应该由指向
B. 无论怎么改变分力与的夹角,一定是最大的
C. 若受力分析中对进行了分解,则之后的分析中就不应再将计算在内
D. 若与的大小一定,另一分力的方向一定,则的大小有两种可能
下列关于力的合成与分解的说法中正确的有
A. 若两分力的大小不变,两分力之间的夹角越大,合力就越大
B. 合力总比两分力和中的任何一个力都大
C. 已知合力和两个分力的方向,分解结果是唯一的
D. 两个力的夹角一定,只让其中的某个分力增大,则合力一定增大
一位体操运动员在水平地面上做倒立动作,下列图中沿每只手臂受到的力最小的是
A. B.
C. D.
如图所示,年在德国马德堡市,有人做了著名的马德堡半球实验,各用八匹马组成的两支马队将半球拉开。如果用两头大象来代替两支马队,这两个半球也能被拉开。下列说法错误的是
A. 一头大象的拉力与八匹马的拉力在作用效果上是相等的
B. 一头大象的拉力可以等效替代八匹马的拉力
C. 一头大象的拉力是八匹马拉力的分力
D. 一头大象的拉力是八匹马拉力的合力
张鹏同学在家帮妈妈洗完衣服后,挂在如图所示的晾衣架上晾晒,、为竖直墙壁上等高的两点,、为长度相等的两根轻绳,为一根轻杆。转轴在中点的正下方,在同一水平面上。,,衣服质量为。下列说法正确的是
A. 杆所受的压力大小为 B. 杆所受的压力大小为
C. 绳所受的拉力大小为 D. 绳所受的拉力大小为
一个质点受到两个互成锐角的力和的作用,由静止开始运动,若运动中保持两个力的方向不变,但突然增大,则质点此后
A. 一定做匀变速曲线运动
B. 在相等时间内速度变化不一定相等
C. 可能做变加速曲线运动
D. 一定做匀变速直线运动
下列各组共点力中,合力可能为零的是
A. ,, B. ,,
C. ,, D. ,,
两个大小不变的共点力的合力大小与这两个力的夹角的关系是
A. 合力的大小随这两个共点力的夹角的增大而增大
B. 合力的大小随这两个共点力的夹角的增大而减小
C. 合力的大小与这两个力的夹角无关
D. 当这两个力的夹角为时合力最大
下列说法中正确的是
A. 一个的力不可能分解为和的两个力
B. 一个的力可以分解为和的两个力
C. 一个的力不可能分解为两个的力
D. 一个的力可以分解为和的两个力
如图所示,某人分别用一只手、两只手把杠铃举了起来,一只手用力大小为,两只手举起时分别用力大小为、,则下列说法正确的是
A. 比、都要小 B. 和、是等效替代的关系
C. 是、的合力 D.
如图所示,物体静止于光滑的水平面上,力作用于物体点,现要使合力沿着方向,那么必须同时再加一个力,这个力的最小值是
A.
B.
C.
D.
二、多选题
如图所示,将光滑斜面上物体的重力分解为、两个力,下列结论正确的是
A. 是斜面作用在物体上使物体下滑的力,是物体对斜面的正压力
B. 物体受、、、四个力作用
C. 物体只受重力和弹力的作用
D. 力、、三个力的作用效果跟、两个力的作用效果相同
如图,将力大小已知分解为两个分力和,和的夹角小于。则关于分力,以下说法中正确的是
A. 当时,肯定有两组解
B. 当时,肯定有两组解
C. 当时,有唯一一组解
D. 当时,无解
以前的大山里交通十分不便,孩子们上学常靠滑轮和固定在山涧两侧峭壁上的绳索来实现,如下左图所示.现简化为一根轻质细绳,两端固定在,两点之间.当质量为的人滑到最低点时,绳子与竖直方向的夹角为,绳子中的张力为绳子足够结实,滑轮与竖直绳子的质量可以忽略,不计一切摩擦.下列说法正确的是
A. 人滑到最低点时处于平衡状态
B. 人滑到最低点时水平方向合力为零
C.
D.
用三根细线、、将重力均为的两个小球和连接并悬挂,如图所示。两小球处于静止状态,细线与竖直方向的夹角为,细线水平。那么
A. 细线对小球的拉力为
B. 细线对小球的拉力为
C. 细线对小球的拉力为
D. 细线与细线对小球产生的合力竖直向上
三、实验题
“验证力的平行四边形定则”的实验情况如下图的图甲所示,其中为固定橡皮筋的图钉,为橡皮筋与细绳的结点,和为细绳,图乙是白纸上根据实验结果画出的图。
本实验中“等效代替”的含义是
A.橡皮筋可以用弹簧替代
B.左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C.右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D.两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
如果没有操作失误,图乙中的与两力中,方向一定沿方向的是 。
如图所示,用、弹簧秤拉橡皮条使结点到点,当保持弹簧秤的示数不变,而在角逐渐减小到的过程中,要使结点始终在点,可以 ;
A.减小的示数,增大角度
B.增大的示数,减小角度
C.增大的示数,先减小角度,后增大角度
D.减小的示数,先增大角度,后减小角度
如图所示,将橡皮筋的一端固定在点,另一端拴两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为、最小刻度是的弹簧测力计。在弹性限度内保持橡皮筋伸长不变的条件下,沿着两个不同方向拉弹簧测力计,将橡皮筋的活动端拉到点,两根细绳互相垂直,如图所示。
由图可读出弹簧测力计乙的拉力大小应该为________。只需读到
则本题中甲、乙两弹簧秤拉力的合力为________。
四、计算题
重力为的砝码悬挂在绳和的结点上,偏离竖直方向角,在水平方向,且连在重力为的木块上,木块静止于倾角为的斜面上,如图所示.求:
木块与斜面间的摩擦力大小;
木块所受斜面的弹力大小.
质量为的小球分别与质量均为的小球、,用长为的轻杆通过铰链连接,三个小球刚好在竖直面内构成一个等边三角形,始终处于静止状态,如图甲所示。重力加速度大小为。
求连接球和球的轻杆对球的作用力大小;
求地面对球的弹力大小和摩擦力大小;
若地面光滑,当外界对球施加一个竖直向上的作用力后,三个小球仍然在竖直面内构成一个等边三角形,静止不动,如图乙所示。求此时地面对球的弹力大小和外界对球的作用力的大小。
如图所示,斜面的倾角为,一物块的质量,物块与斜面之间的动摩擦因素,滑动摩擦力等于最大静摩擦力.求
若物块沿斜面向上运动时,求此时的重力沿斜面的分力大小与物块与斜面之间摩擦力的大小.
当物块静止在斜面上,若要使物块沿斜面向上运动,则至少施加多大沿斜面向上的力.
答案和解析
1.【答案】
【解答】
A.若是的一个分力,则另一个分力应该与、组成闭合三角形,且由指向,故A错误;
B.、、组成闭合三角形,若与的夹角大于等于,则是最大的,故B错误;
C.若受力分析中对进行了分解,则分力能等效替代,之后的分析中就不应再将计算在内,故C正确;
D.若与的大小一定,另一分力的方向一定,则的大小可能只有一种解,也可能有两种解,也可能无解,故D错误。
2.【答案】
【解答】
A、根据平行四边形定则的特点可以知道,若和大小不变,角越大,合力越小,所以选项是错误的
B、由力的合成方法可以知道,两力合力的范围,所以合力有可能大于任一分力,也可能小于任一分力,还可能与两个分力都相等,故B错误
C、根据平行四边形定则,已知合力和两个分力的方向,两分力的大小是唯一的,即分解结果是唯一的,故C正确
D、根据平行四边形定则,如果夹角不变,大小不变,只增大,合力可以减小,也可以增加,故D错误
3.【答案】
【解答】
以运动员为研究对象,运动员受到重力和沿两手臂方向的支持力作用,沿两手臂方向的支持力的合力与重力大小相等。在合力一定时,两分力的夹角越小,两分力就越小,项正确。

4.【答案】
【解答】
根据题意是用一头大象代替了八匹马,效果相同,故一头大象的拉力与八匹马的拉力在作用效果上是相等的,一头大象的拉力可以等效替代八匹马的拉力,一头大象的拉力是八匹马拉力的合力。故ABD正确,C错误;
本题选择错误的,故选C。
5.【答案】
【解答】
设绳和绳拉力的合力为,以点为研究对象,点受到向下的拉力、杆的支持力和绳与拉力的合力,作出力的示意图,如图甲所示,
根据平衡条件得:,
将分解,如图乙所示,设所受拉力的大小为,因为,根据几何知识得:,所以绳和所受到的拉力大小为,而杆所受到的压力大小等于,故ABC错误,D正确。
故选D。

6.【答案】
【解答】
解:质点原来是静止的,在、的合力的作用下开始运动,此时质点做的是直线运动,运动一段时间之后,物体就有了速度,而此时将突然增大,变大了,它们的合力也就变了,原来合力的方向与速度的方向在一条直线上,质点做的是直线运动,把改变之后,合力的大小变了,合力的方向也变了,就不再和速度的方向在同一条直线上了,所以此后质点将做曲线运动,由于、都是恒力,改变之后它们的合力还是恒力,质点的加速度就是定值,所以在相等的时间里速度的变化一定相等,故质点是在做匀变速曲线运动,故A正确,BCD错误。
故选A。
7.【答案】
【解答】
三个力合力为时,则任意两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,由此可知,任意一个力在另外两个力的合力范围。
A.和的合力范围为:,不在合力范围里,故三个力的合力不可能为,故A错误;
B.和的合力范围为:,不在合力范围里,故三个力的合力不可能为,故B错误;
C.和的合力范围为:,在合力范围里,故三个力的合力可能为,故C正确;
D.和的合力范围为:,不在合力的范围里,故三个力的合力不可能为,故D错误。
故选C。
8.【答案】
【解答】
当夹角时,由公式可知,随两力夹角增大合力减小,当这两个力的夹角为时合力最大,故ACD错误,B正确。
故选B。

9.【答案】
【解答】
A、与的合力范围是,不可能为,故A正确;
B、与的合力范围是,不可能为,故B错误;
C、与的合力范围是,可能为,故C错误;
D、与的合力范围是,不可能为,故D错误。
10.【答案】
【解答】
一只手的作用效果和两只手的作用效果相同,故F和,是等效替代的关系,相当于合力,,相当于两个分力,由于两个手臂的夹角大小不确定,故无法比较合力和分力的大小关系,故B正确,ACD错误;
故选B。
11.【答案】
【解析】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,故选:.
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.
12.【答案】
【解答】
A.不是下滑力,不是物体对斜面的压力,故A错误;
物体受重力和支持力两个力,故B错误,C正确;
D.两个分力和共同的作用效果与合力的作用效果相同,所以力、和的三个力的作用效果跟、两个力的效果相同,故D正确。
故选CD。
13.【答案】
【解答】
如图所示:
当时,根据平行四边形定则,有两组解;若,只有一组解,故A错误,B正确。
当时,两分力和合力恰好构成三角形,有唯一解;当时,分力和合力不能构成三角形,无解。故D正确,C错误。
故选BD。
14.【答案】
【解答】
设滑到最低点时,不计动滑轮重力和动滑轮与绳间的摩擦,则有:

此时,具有向上的加速度,由牛顿第二定律得知,其合力向上,则:
即有:
解得:,
合力向上,故人滑到最低点时水平方向合力为零,
故AD错误,正确。

15.【答案】
【解答】
将两小球看作一个整体,对整体受力分析,细绳对小球的拉力在竖直方向的分量平衡两球的重力,所以,解得,细绳对小球的拉力;故AC正确;
B.细绳对小球的拉力与对小球的拉力大小相等,以小球为研究对象,细绳对小球的拉力大小等于小球所受的重力与的拉力矢量之和,所以,代入数据得,故B错误;
D.细绳与细线对小球产生的合力平衡小球的重力,因为小球的重力竖直向下,所以细绳与细线对小球产生的合力竖直向上,故D正确。
故选ACD。

16.【答案】
【解析】解:本实验中“等效代替”的含义是两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代,来验证力的平行四边形定则,故ABC错误,D正确;
经平行四边形作出的合力理论值不一定沿方向,而合力的实验值由实验直接测得,故一定沿方向,故填:。
使结点始终在点,、弹簧秤拉力的合力将保持不变。
A、减小的示数,增大角度,合力可能不变,,故A正确;
B、增大的示数,减小角度,合力一定变化,故B错误;
C、增大的示数,先减小角度,后增大角度,合力一定变化,故C错误;
D、,减小的示数,先增大角度,后减小角度,合力可能不变,故D正确。
17.【答案】;.
【解答】
由图可知,弹簧秤的最小分度为,则弹簧测力计乙拉力大小为:;
由图可知,弹簧测力计甲的拉力、,、相互垂直,因此有:

故答案为;。
18.【答案】对结点受力分析如图甲所示,由平衡条件得:
在竖直方向:
在水平方向:
联立并代入数据解得:
对木块受力分析如图乙所示,由平衡条件得:
沿斜面方向:
沿垂直斜面方向:
以上联立并代入数据解得:,.
19.【答案】解:对球受力分析,如图所示:
由平衡条件:,
解出:;
对球受力分析,如图所示:


又,
解出,;
对小球进行受力分析知:由于不受地面的摩擦力,故轻杆对的作用力为,同理轻杆对的作用力也为,则轻杆对球没有力的作用,故
对于球:,
对于球:,
解出:,。
20.【答案】解:物体所受的重力沿斜面的分力大小为:,
物体垂直于斜面压紧斜面的分力为:,
物体沿斜面向上运动,故由滑动摩擦力公式解得物块与斜面之间摩擦力的大小:,方向沿斜面向下;
当物块静止在斜面上时,由于处于平衡态,故此时受带沿斜面向上的静摩擦力作用,且其大小与重力沿斜面向下的分力等大、反向;
而若要使物块沿斜面向上运动,则物体受滑动摩擦力,且其方向沿斜面向下,
故至少施加的力为:。第2页,共2页
第1页,共1页