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含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 180.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-20 07:13:03 | ||
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文档简介
第四节力的合成与分解
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．在“力的合成的平行四边形定则”实验中，某同学测出了F1、F2，如图所示。接下来， 要用一只弹簧测力计拉伸橡皮条测合力。在操作中应当( )
A．沿F1、F2的角平分线方向拉伸橡皮条
B．将橡皮条拉伸至O点
C．使拉力的大小等于
D．使拉力的大小等于F1、F2的大小之和
2．同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是( )
A．3 N、4 N、5 N
B．3 N、5 N、9 N
C．4 N、6 N、11 N
D．5 N、6 N、12 N
3．两个大小均为10N的共点力，它们的合力大小范围为10N~20N，则它们的夹角不可能是（ ）
A．130° B．90° C．50° D．20°
4．同一平面内的三个力，大小分别为4N、6N、8N，若三个力同时作用于某一物体，则该物体所受三力合力的最大值和最小值分别为（ ）
A．14N、0N B．18N、0N C．14N、2N D．18N、2N
5．下列几组同一平面内的三个共点力中，它们的合力不可能为零的是
A．3N、3N、5N B．2N、5N、10N
C．5N、6N、7N D．6N、8N、10N
6．如图所示，对物体的四幅受力分析图中，正确的有（ ）
A． A球静止
B． A球静止
C． A沿粗糙斜面上滑
D． A、B相对静止沿着斜面匀速下滑
7．将力F分解为两个力，已知其中一个分力F1的方向与F的夹角为θ（如图所示），则下列说法错误的是 ( )
A．只要知道另一个分力的方向就可得到确定的两个分力
B．只要知道F1的大小，就可得到确定的两个分力
C．如果知道另一个分力的大小，一定能够得到唯一确定的两个分力
D．另一个分力的最小值是Fsinθ
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．已知三个分力的大小依次为3N、4N、9N，关于这三个分力的合力大小，其中可能的是（ ）
A．0N B．1N C．2N D．3N
9．物理学在研究实际问题时，常常进行科学抽象，即抓住研究问题的主要特征，不考虑与当前研究问题无关或影响较小的因素，建立理想化模型。以下属于物理学中的理想化模型的是（ ）
A．轻弹簧 B．加速度
C．力的合成 D．自由落体运动
10．三个共点力作用于一个物体，下列每一组力中合力可能为零的有（ ）
A．6N，6N，6N B．6N，6N，11N
C．10N，12N，25N D．4N，2N，5N
11．已知一个力的大小是30N，将此力分解为两个分力，这两个力的大小可能为（ ）
A．10N、10N B．20N、40N C．200N、200N D．700N、720N
12．如图所示，倾角为θ的光滑斜面长和宽均为l，一质量为m的质点由斜面左上方顶点P静止释放，若要求质点沿PQ连线滑到Q点，已知重力加速度为g，则在斜面上，可以对质点施加的作用力大小可能为（ ）
A． B．mg
C． D．
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．已知两个共点力，F1=10N，方向水平向右，F2=10N，方向竖直向上，如图所示．
（1）求这两个力的合力F的大小和方向；
（2）若将F2绕O点逆时针旋转角，求这时合力F的大小和方向．
14．如图所示，取一条细线，将细线的一端系在右手的中指上，另一端系上一个重物，用铅笔的一端顶住细线上的某点，铅笔的另一端置于右手掌心，保证铅笔水平，挂重物端的细线竖直向下，请实际做一做，说说掌心和中指有什么感觉，并分析其原因。
15．已知两个共点力的大小为，，求：
(1)当、的夹角为多少时，合力的大小大于？
(2)当、的夹角为多少时，合力的大小大于而小于？
(3)当、的夹角为多少时，合力的大小小于？
16．如图所示，质点p受到三个共点力的作用．F1=20N，F2=50N，F3=40N， F1与F2在一条直线上且与F3垂直．
（1）F1与F2合力的大小为 N，方向 ．
（2）请用作图法求出三个力的合力，其大小为 N．
参考答案
1．B
【详解】
AB．要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸长量相同，则O点的位置应固定，即用一只弹簧测力计拉伸橡皮条测合力时，要将橡皮条拉伸至O点，不一定要沿F1、F2的角平分线方向拉伸橡皮条，故A错误，B正确；
CD．拉力的大小不是算出来的，是作图作出来的，另外两个分力的夹角不是90°，即拉力的大小不一定等于，两个分力的夹角也不是0°，故CD错误。
故选B。
2．A
【详解】
3N和4N的合力范围为1N～7N，5N在其合力范围内，三个力的合力可能为零，则物体可能处于静止状态，故A正确；3N和5N的合力范围为2N～8N，9N不在其合力范围内，三个力的合力不可能为零，则物体不可能处于静止状态，故B错误；4N和6N的合力范围为2N～10N，11N不在其合力范围内，三个力的合力不可能为零，则物体不可能处于静止状态，故C错误；5N和6N的合力范围为1N～11N，12N不在其合力范围内，三个力的合力不可能为零，则物体不可能处于静止状态，故D错误．所以A正确，BCD错误．
3．A
【详解】
当这两个等大的力夹角为120°时，合力恰好为10N，在两分力夹角不断减小至0时，合力增大至20N，故夹角范围在0-120°之间，不可能为130°。
故选A。
4．B
【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
F=4N+6N+8N=18N
前两个力4N、6N的合力范围为
当前两个力的合力F46为8N且与余下的8N的力方向相反时，三个力的合力为零，即它们合力的最小值为0。
故选B。
5．B
【详解】
A.三个力的大小3、3、5可以组成一个三角形，三个力的合力可能为零，故A不符合题意．
B. 三个力的大小2、5、10不能组成一个三角形，三个力的合力不可能为零，故B符合题意．
C. 三个力的大小5、6、7可以组成一个三角形，三个力的合力可能为零，故C不符合题意．
D. 三个力的大小6、8、10可以组成一个三角形，三个力的合力可能为零，故D不符合题意．
6．B
【详解】
AB．球静止，即受力平衡，由题图可知，若斜面对有压力作用，则不能平衡，故A错误，B正确；
C．物体沿斜面上滑，滑动摩擦力应沿斜面向下，故C错误；
D．、沿斜面匀速下滑，处于平衡状态，合力为零，若水平方向只受一个力，不可能处于平衡状态，所以、之间没有摩擦力，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
试题分析：当合力已知，已知两个分力的方向，根据平行四边形定则，将已知力分解作出的平行四边形只有一个，这两个分力大小是唯一确定的．A正确，已知一个分力的大小和方向，根据平行四边形定则，将已知力分解作出的平行四边形只有一个，这两个分力大小是唯一确定的．B正确；已知一个分力的大小和另一个分力的方向，根据平行四边形定则，将已知力分解，可能有两解，可能有一解，也可能无解．C错误；当两个分力相互垂直时，另一个分力最小，为，D正确
让选错误的，故选C
考点：力的分解．
点评：将已知力分解有唯一确定的分解结果的通常有两种情况：（1）已知两个分力的方向；（2）已知一个分力的大小和方向．
8．CD
【详解】
解：F1=3N、F2=4N、F3=9N，三个力最大值等于三个力之和．即16N．
F1、F2两个力的合力最大为7N，F3=9N，所以三个力最小值是2N．
所以合力大小可能是CD，而AB不可能．
故选CD．
【点评】解决本题的关键掌握两个力的合力范围，从而会通过两个力的合力范围求三个力的合力范围．
9．AD
【详解】
A．轻弹簧忽略了弹簧的质量，是一种理想化的模型，故A正确；
B．加速度是描述速度变化快慢的物理，不属于理想化模型，故B错误；
C．力的合成是一种等效替代思维，故C错误；
D．自由落体运动忽略了空气的阻力作用，是一种理想化的模型，故D正确。
故选AD。
10．ABD
【详解】
A：6N，6N两个力的合力范围是0～12N，第三个6N属于这个范围，合力可能为零．故A正确．
B：6N，6N两个力的合力范围是0～12N，1N属于这个范围，合力可能为零．故B正确．
C：10N，12N两个力的合力范围是2～22N，25N不属于这个范围，合力不可能为零．故C错误．
D：4N，2N两个力的合力范围是2～6N，5N属于这个范围，合力可能为零．故D正确．
【点睛】
三力合力是否能为零的判断方法：①看两个力的合力范围包不包含第三个，如包含则合力可能为零；②看三个力的数值能否组成三角形的三个边，如能则合力可能为零；③最大的力减去其余两个，差小于等于零则合力可能为零．
11．BCD
【分析】
根据两个分力的合力在两个分力之差与两个分力之和之间，，分析两个力的大小可能值。
【详解】
A．10 N和10 N的合力范围是0N≤F≤20N，所以不可能是大小为30N分解得两个力，故A错误；
B．20 N、40 N的合力范围是20N≤F≤60N，所以可能是大小为30N分解得两个力，故B正确；
C．200 N、200 N的合力范围是0N≤F≤400N，所以可能是大小为30N分解得两个力，故C正确；
D．700 N、720N的合力范围是20N≤F≤1420N，所以可能是大小为30N分解得两个力，故D正确。
故选BCD。
12．ABC
【详解】
物体在斜面上受到重力，支持力和外力作用在斜面上做直线运动，将重力分解到沿着斜面向下和垂直于斜面方向，沿着斜面方向合力与PQ共线，根据三角形定则可知当外力和PQ垂直时，外力最小，所施加的外力的最小值为
故选ABC。
13．(1)14.14N 45° (2)10N 60°
【详解】
(1)当F1与F2垂直时，由平行四边形定则作出平行四边形，由勾股定理可得：
合力的方向与F1的夹角θ为：
解得：
θ=45°
(2)当F1与F2互成120°角时，作出平行四边形，由于F1=F2，故所得平行四边形为菱形，且F平分F1、F2的夹角，由图所示：
F1、F2与F构成一等边三角形．即这种情况下：
F=F1=F2=10 N
F与F1的夹角：
θ=60°
14．手指被拉、掌心被压的感觉，因为重物竖直向下拉细线的力会产生两个效果：沿着上边斜线方向斜向下拉紧细线，沿着水平方向向右压紧铅笔
【详解】
手指被拉、掌心被压的感觉，因为重物竖直向下拉细线的力会产生两个效果：沿着上边斜线方向斜向下拉紧细线，沿着水平方向向右压紧铅笔。
15．(1)；(2)；(3)
【详解】
利用合力计算公式先计算两个临界角度。设夹角为时，合力大小等于，夹角为时，合力大小等于，则
、，
解方程组，得
，；
由于两力夹角越大，合力越小，故
(1)时，合力的大小大于；
(2)时，合力的大小大于而小于；
(3)时，合力的大小小于。
16．（1）30N 、 与F2同向（2）（50±3N）、
【详解】
试题分析：（1）F1与F2合力的大小为F2-F1=30N，方向与F2同向；
（2）图像如图；
由图像可知，合力大小为50N;
考点：力的合成
【名师点睛】此题考查了里的合成问题；关键是掌握力的平行四边形法则，以两个分力为邻边做平行四边形，对角线即为合力；
一、单选题（共7题，每题5分，共35分）
1．在“力的合成的平行四边形定则”实验中，某同学测出了F1、F2，如图所示。接下来， 要用一只弹簧测力计拉伸橡皮条测合力。在操作中应当( )
A．沿F1、F2的角平分线方向拉伸橡皮条
B．将橡皮条拉伸至O点
C．使拉力的大小等于
D．使拉力的大小等于F1、F2的大小之和
2．同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是( )
A．3 N、4 N、5 N
B．3 N、5 N、9 N
C．4 N、6 N、11 N
D．5 N、6 N、12 N
3．两个大小均为10N的共点力，它们的合力大小范围为10N~20N，则它们的夹角不可能是（ ）
A．130° B．90° C．50° D．20°
4．同一平面内的三个力，大小分别为4N、6N、8N，若三个力同时作用于某一物体，则该物体所受三力合力的最大值和最小值分别为（ ）
A．14N、0N B．18N、0N C．14N、2N D．18N、2N
5．下列几组同一平面内的三个共点力中，它们的合力不可能为零的是
A．3N、3N、5N B．2N、5N、10N
C．5N、6N、7N D．6N、8N、10N
6．如图所示，对物体的四幅受力分析图中，正确的有（ ）
A． A球静止
B． A球静止
C． A沿粗糙斜面上滑
D． A、B相对静止沿着斜面匀速下滑
7．将力F分解为两个力，已知其中一个分力F1的方向与F的夹角为θ（如图所示），则下列说法错误的是 ( )
A．只要知道另一个分力的方向就可得到确定的两个分力
B．只要知道F1的大小，就可得到确定的两个分力
C．如果知道另一个分力的大小，一定能够得到唯一确定的两个分力
D．另一个分力的最小值是Fsinθ
二、多选题（共5题，每题5分，共25分）
8．已知三个分力的大小依次为3N、4N、9N，关于这三个分力的合力大小，其中可能的是（ ）
A．0N B．1N C．2N D．3N
9．物理学在研究实际问题时，常常进行科学抽象，即抓住研究问题的主要特征，不考虑与当前研究问题无关或影响较小的因素，建立理想化模型。以下属于物理学中的理想化模型的是（ ）
A．轻弹簧 B．加速度
C．力的合成 D．自由落体运动
10．三个共点力作用于一个物体，下列每一组力中合力可能为零的有（ ）
A．6N，6N，6N B．6N，6N，11N
C．10N，12N，25N D．4N，2N，5N
11．已知一个力的大小是30N，将此力分解为两个分力，这两个力的大小可能为（ ）
A．10N、10N B．20N、40N C．200N、200N D．700N、720N
12．如图所示，倾角为θ的光滑斜面长和宽均为l，一质量为m的质点由斜面左上方顶点P静止释放，若要求质点沿PQ连线滑到Q点，已知重力加速度为g，则在斜面上，可以对质点施加的作用力大小可能为（ ）
A． B．mg
C． D．
三、解答题（共4题，每题10分，共40分）
13．已知两个共点力，F1=10N，方向水平向右，F2=10N，方向竖直向上，如图所示．
（1）求这两个力的合力F的大小和方向；
（2）若将F2绕O点逆时针旋转角，求这时合力F的大小和方向．
14．如图所示，取一条细线，将细线的一端系在右手的中指上，另一端系上一个重物，用铅笔的一端顶住细线上的某点，铅笔的另一端置于右手掌心，保证铅笔水平，挂重物端的细线竖直向下，请实际做一做，说说掌心和中指有什么感觉，并分析其原因。
15．已知两个共点力的大小为，，求：
(1)当、的夹角为多少时，合力的大小大于？
(2)当、的夹角为多少时，合力的大小大于而小于？
(3)当、的夹角为多少时，合力的大小小于？
16．如图所示，质点p受到三个共点力的作用．F1=20N，F2=50N，F3=40N， F1与F2在一条直线上且与F3垂直．
（1）F1与F2合力的大小为 N，方向 ．
（2）请用作图法求出三个力的合力，其大小为 N．
参考答案
1．B
【详解】
AB．要保证两个弹簧称的拉力与一个弹簧称的拉力效果相同，橡皮条要沿相同方向伸长量相同，则O点的位置应固定，即用一只弹簧测力计拉伸橡皮条测合力时，要将橡皮条拉伸至O点，不一定要沿F1、F2的角平分线方向拉伸橡皮条，故A错误，B正确；
CD．拉力的大小不是算出来的，是作图作出来的，另外两个分力的夹角不是90°，即拉力的大小不一定等于，两个分力的夹角也不是0°，故CD错误。
故选B。
2．A
【详解】
3N和4N的合力范围为1N～7N，5N在其合力范围内，三个力的合力可能为零，则物体可能处于静止状态，故A正确；3N和5N的合力范围为2N～8N，9N不在其合力范围内，三个力的合力不可能为零，则物体不可能处于静止状态，故B错误；4N和6N的合力范围为2N～10N，11N不在其合力范围内，三个力的合力不可能为零，则物体不可能处于静止状态，故C错误；5N和6N的合力范围为1N～11N，12N不在其合力范围内，三个力的合力不可能为零，则物体不可能处于静止状态，故D错误．所以A正确，BCD错误．
3．A
【详解】
当这两个等大的力夹角为120°时，合力恰好为10N，在两分力夹角不断减小至0时，合力增大至20N，故夹角范围在0-120°之间，不可能为130°。
故选A。
4．B
【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
F=4N+6N+8N=18N
前两个力4N、6N的合力范围为
当前两个力的合力F46为8N且与余下的8N的力方向相反时，三个力的合力为零，即它们合力的最小值为0。
故选B。
5．B
【详解】
A.三个力的大小3、3、5可以组成一个三角形，三个力的合力可能为零，故A不符合题意．
B. 三个力的大小2、5、10不能组成一个三角形，三个力的合力不可能为零，故B符合题意．
C. 三个力的大小5、6、7可以组成一个三角形，三个力的合力可能为零，故C不符合题意．
D. 三个力的大小6、8、10可以组成一个三角形，三个力的合力可能为零，故D不符合题意．
6．B
【详解】
AB．球静止，即受力平衡，由题图可知，若斜面对有压力作用，则不能平衡，故A错误，B正确；
C．物体沿斜面上滑，滑动摩擦力应沿斜面向下，故C错误；
D．、沿斜面匀速下滑，处于平衡状态，合力为零，若水平方向只受一个力，不可能处于平衡状态，所以、之间没有摩擦力，故D错误。
故选B。
7．C
【详解】
试题分析：当合力已知，已知两个分力的方向，根据平行四边形定则，将已知力分解作出的平行四边形只有一个，这两个分力大小是唯一确定的．A正确，已知一个分力的大小和方向，根据平行四边形定则，将已知力分解作出的平行四边形只有一个，这两个分力大小是唯一确定的．B正确；已知一个分力的大小和另一个分力的方向，根据平行四边形定则，将已知力分解，可能有两解，可能有一解，也可能无解．C错误；当两个分力相互垂直时，另一个分力最小，为，D正确
让选错误的，故选C
考点：力的分解．
点评：将已知力分解有唯一确定的分解结果的通常有两种情况：（1）已知两个分力的方向；（2）已知一个分力的大小和方向．
8．CD
【详解】
解：F1=3N、F2=4N、F3=9N，三个力最大值等于三个力之和．即16N．
F1、F2两个力的合力最大为7N，F3=9N，所以三个力最小值是2N．
所以合力大小可能是CD，而AB不可能．
故选CD．
【点评】解决本题的关键掌握两个力的合力范围，从而会通过两个力的合力范围求三个力的合力范围．
9．AD
【详解】
A．轻弹簧忽略了弹簧的质量，是一种理想化的模型，故A正确；
B．加速度是描述速度变化快慢的物理，不属于理想化模型，故B错误；
C．力的合成是一种等效替代思维，故C错误；
D．自由落体运动忽略了空气的阻力作用，是一种理想化的模型，故D正确。
故选AD。
10．ABD
【详解】
A：6N，6N两个力的合力范围是0～12N，第三个6N属于这个范围，合力可能为零．故A正确．
B：6N，6N两个力的合力范围是0～12N，1N属于这个范围，合力可能为零．故B正确．
C：10N，12N两个力的合力范围是2～22N，25N不属于这个范围，合力不可能为零．故C错误．
D：4N，2N两个力的合力范围是2～6N，5N属于这个范围，合力可能为零．故D正确．
【点睛】
三力合力是否能为零的判断方法：①看两个力的合力范围包不包含第三个，如包含则合力可能为零；②看三个力的数值能否组成三角形的三个边，如能则合力可能为零；③最大的力减去其余两个，差小于等于零则合力可能为零．
11．BCD
【分析】
根据两个分力的合力在两个分力之差与两个分力之和之间，，分析两个力的大小可能值。
【详解】
A．10 N和10 N的合力范围是0N≤F≤20N，所以不可能是大小为30N分解得两个力，故A错误；
B．20 N、40 N的合力范围是20N≤F≤60N，所以可能是大小为30N分解得两个力，故B正确；
C．200 N、200 N的合力范围是0N≤F≤400N，所以可能是大小为30N分解得两个力，故C正确；
D．700 N、720N的合力范围是20N≤F≤1420N，所以可能是大小为30N分解得两个力，故D正确。
故选BCD。
12．ABC
【详解】
物体在斜面上受到重力，支持力和外力作用在斜面上做直线运动，将重力分解到沿着斜面向下和垂直于斜面方向，沿着斜面方向合力与PQ共线，根据三角形定则可知当外力和PQ垂直时，外力最小，所施加的外力的最小值为
故选ABC。
13．(1)14.14N 45° (2)10N 60°
【详解】
(1)当F1与F2垂直时，由平行四边形定则作出平行四边形，由勾股定理可得：
合力的方向与F1的夹角θ为：
解得：
θ=45°
(2)当F1与F2互成120°角时，作出平行四边形，由于F1=F2，故所得平行四边形为菱形，且F平分F1、F2的夹角，由图所示：
F1、F2与F构成一等边三角形．即这种情况下：
F=F1=F2=10 N
F与F1的夹角：
θ=60°
14．手指被拉、掌心被压的感觉，因为重物竖直向下拉细线的力会产生两个效果：沿着上边斜线方向斜向下拉紧细线，沿着水平方向向右压紧铅笔
【详解】
手指被拉、掌心被压的感觉，因为重物竖直向下拉细线的力会产生两个效果：沿着上边斜线方向斜向下拉紧细线，沿着水平方向向右压紧铅笔。
15．(1)；(2)；(3)
【详解】
利用合力计算公式先计算两个临界角度。设夹角为时，合力大小等于，夹角为时，合力大小等于，则
、，
解方程组，得
，；
由于两力夹角越大，合力越小，故
(1)时，合力的大小大于；
(2)时，合力的大小大于而小于；
(3)时，合力的大小小于。
16．（1）30N 、 与F2同向（2）（50±3N）、
【详解】
试题分析：（1）F1与F2合力的大小为F2-F1=30N，方向与F2同向；
（2）图像如图；
由图像可知，合力大小为50N;
考点：力的合成
【名师点睛】此题考查了里的合成问题；关键是掌握力的平行四边形法则，以两个分力为邻边做平行四边形，对角线即为合力；