2019人教版选择性必修第一册第三章第4节力的合成和分解同步检测（word版含答案）

2019人教版选择性必修第一册第三章第4节力的合成和分解同步检测
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、多选题
1．由牛顿第二定律的表达式和加速度的定义式，可以得出，这个关系式中属于标量的物理量是（　　）
A．（力） B．（速度变化量）
C．（质量） D．（时间间隔）
2．关于力的合成和分解，下列说法错误的是（　　）
A．它们都遵守平行四边形定则
B．它们都根据力的效果来进行的
C．力的分解是力的合成的逆运算
D．力的分解只能在两个相互垂直的方向进行
3．关于合力与分力，下列说法正确的是（　 　 ）
A．若F1和F2大小不变，θ角越小，这两个力的合力F就越小
B．合力F可能比分力中的任何一个力都小
C．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
D．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零
4．把一个力分解为两个力时，下列说法中正确的是(　　)
A．一个分力变大时，另一个分力一定会变小
B．两个分力可同时变大、同时变小
C．不论如何分解，两个分力不能同时大于这个力的2倍
D．不论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的一半
5．作用于同一物体上的三个力，不可能使物体做匀速直线运动的是
A．2N、3N、6N
B．4N、5N、6N
C．5N、5N、5N
D．1N、7N、10N
6．用一根强度足够大的细线把小球悬挂在天花板上，然后用力F作用在小球上，此时细线与竖直方向的夹角为30°且小球处于静止状态，如图所示。已知小球的质量为1 kg，g取10 m/s2，则力F可能为（　　）
A．2N B．4N C．6 N D．8N
二、单选题
7．合力与分力下列说法中正确的是 （ ）
A．合力的大小一定大于每一个分力的大小
B．合力的大小至少大于其中一个分力的大小
C．合力的大小可能比每一个分力都大也有可能比每一个分力都小
D．合力的大小不可能与两个分力的大小相等
8．作用在一个平面内，大小分别为5N，3N，9N 的三个共点力，其合力可能的值是（ ）
A．0N B．5N C．18N D．25N
9．有些人员，如电梯修理员、牵引专家等，常需要知道绳(或金属线)中的张力T，可又不便到绳(或线)的自由端去测量．现某家公司制造了一种夹在绳上的仪表(图中B、C为该夹子的横截面)．测量时，只要如图示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点A，使绳产生一个微小偏移量a，借助仪表很容易测出这时绳对硬杆的压力F．现测得该微小偏移量为a=3mm，BC间的距离为2L=400mm，绳对横杆的压力为F=150N，则绳中张力T约为：
A．5000N B．10000N
C．15000N D．20000N
10．下列关于力的合成与分解的说法，正确的是（　　）
A．两个分力的大小和方向一定时，合力也是确定的
B．两个力的合力，不可能小于某一个分力
C．5N、2N、6N三个共点力的最大合力为13N，最小合力为1N
D．物体静止在斜面上受的重力可以分解为使物体沿斜面下滑的力和物体对斜面的压力
11．下列物理量中，既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的是（　　）
A．质量 B．位移 C．功 D．时间
12．有两个大小相等的共点力F1和F2，当它们的夹角为60°时合力的大小为F，则当它们的夹角为90°时，合力的大小为（ ）
A． B． C． D．
13．以下说法正确的是
A．物体加速度减小时速度可能增大
B．重心是重力的等效作用点，故重心一定在物体上
C．书对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
D．合力的大小不可能小于某一分力的大小
14．两个共点力同向时合力为a，反向时合力为b，当两个力垂直时，合力大小为（　　）
A． B． C． D．
15．超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠(其余两颗未画出),工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣．当用强磁场吸引防盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开．已知锥形金属筒底部的圆锥角刚好是120°,弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力F,小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为(不计摩擦以及小铁珠的重力)
A． B．F C． D．2F
16．蹦床可简化为如图所示，完全相同的网绳构成正方形，O、a、b、c…等为网绳的结点．当网水平张紧时，质量为m的运动员站立在网中心O点，当该处下凹稳定时，网绳bOf、dOh均成120°向上的张角，则此时O点周围每根网绳的拉力的大小为
A． B． C． D．
17．如图甲，学校趣味运动会上某同学用乒乓球拍托球跑，球、球拍与人保持相对静止，球拍与水平方向的夹角为。图乙是在倾角为的静止斜面上用竖直挡板挡住与甲图中相同的球，忽略空气阻力和一切摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．该同学可能托着球做匀速直线运动
B．该同学可能托着球做变加速直线运动
C．球拍和斜面对球的弹力一定相等
D．甲图中球所受合力大于乙图中挡板对球的弹力
18．关于合力与分力，下列说法正确的是（ ）
A．合力的大小一定大于每个分力的大小
B．合力的大小至少大于其中的一个分力
C．合力的大小可以比两个分力都大，也可以两个分力都小
D．合力的大小不可能与其中的一个分力相等
19．大小分别为20N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不可能等于（　　）
A．60N B．45N C．10N D．5N
20．在图中，要将力F沿两条虚线分解成两个力，则A、B、C、D四个图中，可以分解的是（ ）
A． B． C． D．
21．如图所示，在某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中，该同学对绳的拉力将（滑轮与绳的重力及摩擦不计）
A．保持不变 B．逐渐变大
C．逐渐变小 D．先变小后变大
22．如图所示，、为有一定夹角的两个共点力，过作用点O可以沿不同方向建立平面直角坐标系，将、沿x轴、y轴进行正交分解，则（　　）
A．当y轴取、合力方向时，、在x轴上的分力之和最大
B．当、在x轴上的分力之和最大时，在y轴上的分力之和最小
C．当x轴取、角平分线方向时，、在x轴上的分力之和最大
D．、合力的大小，与x轴的选取方向有关
23．如图所示，一质量为m=5kg的物体沿倾角为θ=60°的斜面匀速下滑（g=10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A．物体所受合力的方向沿斜面向下
B．斜面对物体的支持力大于物体的重力
C．斜面对物体的弹力大小为25N
D．物体受到的重力可以分解为沿斜面的下滑力和物体对斜面的压力
三、实验题
24．“探究力的平行四边形定则”的实验如图甲所示,其中A为固定橡皮条的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳,图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图.
（1）本实验采用的科学方法是___( )___
A．理想实验法
B．等效替代法
C．控制变量法
D．建立物理模型法
（2）图乙中的__________(填F或F')是力F1和F2合力的实际测量值.
（3）同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是___( )___
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的角平分线在同一直线上
C．为了读数方便,可以使弹簧测力计与木板平面成一定倾角
D．拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
（4）实验中用一个弹簧测力计拉时如图丙所示,则弹簧测力计的读数为__________N.
（5）在实验中,如果将细绳也换成橡皮条,那么实验结果是否会发生变化 答:_______(填“会”或“不会”)
25．某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验，将橡皮条一端固定在A点，另一端系上两根细绳套，用两把弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条，将结点拉到O点。然后再用一把弹簧测力计拉细绳套，使两次的作用效果相同。
(1)本实验采用的实验方法是___________(选填“等效替代法”或“控制变量法”)，因此在同一实验的两次操作中，结点到达位置___________(选填“相同”或“不相同”)。
(2)如图所示，实验中保持结点所在位置和弹簧测力计a的拉伸方向不变，使弹簧测力计b从图示位置开始顺时针缓慢转动至AO方向，则在这个过程中当OC垂直于___________(选填“OA”或“OB”)时，弹簧测力计b的示数最小。
26．在“探究求合力的规律”的实验中，
（1）如图是一个同学某次实验用两弹簧秤通过细线Oa、Ob拉橡皮条OO′的情况，其中错误或不妥当之处有：________________________．（至少写两条）
（2）在纠正了错误操作方法后，该同学重新进行实验，实验过程中，需要记录的物理量有_________．（填选项前的字母）
A．结点O的位置
B．两根细绳套的长度
C．第一次拉伸橡皮筋时两个弹簧测力计的示数和细绳套的方向
D．第二次拉伸橡皮筋时弹簧测力计的示数和细绳套的方向．
（3）在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果_____发生变化．（选填“ 会”或“不会”）；
四、解答题
27．张娟娟是中国奥运会射箭项目上第一个冠军，一举打破了中国女子射箭长期以来逢韩不胜的历史，为国家争得了荣誉。某次射箭时，若释放箭瞬间弓弦的拉力为100N，弓弦的张角，其弓弦的拉力如图乙中和所示，对箭产生的作用力如图乙中F所示。已知，忽略箭尾与弓弦之间的摩擦力。
（1）求释放箭瞬间弓弦对箭产生的作用力大小；
（2）如图丙所示，若已知弓的顶部跨度AB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AC与BC长均为l，设弦的弹力满足胡克定律，求释放箭瞬间弓弦对箭产生的作用力大小。
28．如图所示，物体的质量m＝4.4 kg，用与竖直方向成的斜向右上方的推力把该物体压在竖直墙壁上，并使它沿墙壁在竖直方向上做匀速直线运动．物体与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8．求：
(1)物体的重力G；
(2)推力F的大小．
29．如图所示，一质量为2kg的物块在固定斜面上受沿斜面向上的拉力F的作用而匀速向上运动，斜面的倾角为30°，物块与斜面间的动摩擦因数，则拉力F的大小为多少？（g=10m/s2）
试卷第页，共页
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参考答案：
1．CD
【解析】
【详解】
力，速度的变化量均具有大小和方向，是矢量；而质量及时间间隔只有大小，没有方向，是标量，故选CD。
2．BD
【解析】
【详解】
A．力的合成遵守平行四边形定则，矢量合成都遵循平行四边形定则，故A正确；
B．它们可以根据力的效果来进行的，但不一定都是效果进行的，故B错误；
C．力的分解是力的合成的逆运算，同样遵循平行四边形定则，故C正确；
D．力的分解方向可以是任意方向，故D错误。
本题选择错误的，故选BD。
【点评】
考查矢量性遵守平行四边形定则的内容，掌握力的分解种类，注意力的分解是力的合成的逆运算。
3．BC
【解析】
【详解】
依据力的平行四边形定则，则当F1和F2大小不变，θ角越小，这两个力的合力F就越大．故A错误．合力可能比二个力都大，也可能比二个力都小．故B正确．若F1：F2：F3=3：6：8，设F1=3F，则F2=6F，F3=8F，F1、F2的合力范围为[3F，9F]，8F在合力范围之内，三个力的合力能为零．故C正确．若F1：F2：F3=3：6：2，设F1=3F，则F2=6F，F3=2F，F1、F2的合力范围为[3F，9F]，2F不在合力范围之内，三个力的合力不可能为零．故D错误．故选BC．
点睛：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．当三个力的方向相同时，合力最大；当第三个力不在剩余两个力的合力范围内，合力不能为零．
4．BD
【解析】
【详解】
当两个分力夹角很大时，任何一个分力都可能大于合力的2倍，故选项C不正确；当两个分力方向相同时，两个分力取最小值，此时F＝F1＋F2，显然F1，F2不能同时小于合力的一半，故选项D正确；由于两分力的大小与两分力夹角有关，所以一个分力变大，另一个分力可变大，也可变小．故选项A错，B对．
5．AD
【解析】
【详解】
A．匀速直线运动的物体所受合外力为0，根据力的合成法则可知，三个力中两个较小的力之和大于等于第三个力，即可满足三力平衡：，不满足，故A错误；
B．，满足，故B正确；
C．，满足，故C正确；
D．，不满足，故D错误。
故选AD．
6．CD
【解析】
【详解】
小球受重力、细线的弹力和拉力，根据几何关系可知，当拉力与细线垂直时，拉力最小，则
得：
则拉力
故选CD。
7．C
【解析】
【详解】
根据平行四边形定则可知：合力可能比分力大，也可能比分力小，也可能与分力相等，也可能比其中一个分力大，比另一个分力小，故选项C正确，ABD错误．
故选C
8．B
【解析】
【详解】
三个共点力的方向都相同的时候合力最大，所以最大值为
5N＋3N＋9N＝17N；
5N和3N和合力的范围是
2N≤F≤8N，
9N不在在这个范围内，故合力不可能为0；当5N，3N一个方向，9N和它们方向相反时，合力最小，所以最小值为：
9N-3N-5N＝1N；
所以三个力的合力范围最小为1N，最大为17N，选项5N在这个范围内，其余不在，故B正确，ACD错误；
9．A
【解析】
【分析】
对A点受力分析，抓住A点合力为零，运用合成法求出绳子中的张力大小.
【详解】
A点受力如图所示：
根据合成法知，根据几何关系，可得：，故A正确，BCD错误．
【点睛】
本题考查共点力平衡问题，对数学的几何能力要求较高，关键能够正确地受力分析，运用合成法求解．
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．据平行四边形定则可知，两个分力的大小和方向一定时，合力也是确定的，A正确；
B．两个力的合力，大于等于两个力之差，小于等于两个力之和，故可能小于某一个分力，B错误；
C．5N、2N、6N三个共点力，当三个力方向相同时合力取得最大值，为13N，当5N、2N的合力为6N时且与6N的力方向相反时总的合力取得最小值，为0，C错误；
D．物体静止在斜面上受的重力可以分解为使物体沿斜面下滑的力和挤压斜面的力，导致斜面和物体发生形变而产生支持力和压力，D错误。
故选A。
11．B
【解析】
【分析】
【详解】
既有大小又有方向，相加时遵从平行四边形定则的物理量是矢量，因位移是矢量，而质量、功和时间都是标量。
故选B。
12．C
【解析】
【详解】
当它们的夹角为60°时，由力的平行四边形定则和数学知识可得
解得
则当它们的夹角为90°时，可得
故选C。
13．A
【解析】
【详解】
A、物体加速度与速度同向时，物体做加速运动，减小至0过程，速度仍然在增加，故A正确；
B、重心是重力的等效作用点，但重心不一定在物体上，如空心的篮球，故B错误；
C、书对桌面的压力是由于书发生形变而产生的，对桌面的作用力，故C错误；
D、合力的大小可能小于某一分力的大小，可能大于某一分力的大小，故D错误；
故选A．
14．B
【解析】
【详解】
两个共点力同向时有
两力反向时有
解得
两个力垂直时有
解得
故B正确，A、C、D错误；
故选B。
15．A
【解析】
【详解】
将力F分解为沿垂直于钉柱的压力和垂直斜面的压力，则由几何关系可知，则每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为，故选A.
16．B
【解析】
【详解】
对O点进行受力分析，
因为网绳完全相同，并且构成的是正方形,O点到最低时，aoe,goc所成的角度是120 ，所以Fa=Fe=Fc=Fg，且Fa与Fe的合力为F=Fa，
同理Fg与Fc的合力也是F=Fg.
由于运动员处于平衡状态，所以F=mg，所以选项ACD错误，B正确．
故选B.
17．C
【解析】
【详解】
AB．甲图中球拍和乒乓球受到竖直向下的重力和垂直于球拍向上的支持力，二力不在同一直线上，二力的合力水平向左，大小恒定，不可能做匀速直线运动或变加速直线运动，AB错误；
C．甲图中，对乒乓球，由竖直方向受力平衡有
乙图中，乒乓球受到重力、斜面的弹力和挡板水平向右的弹力，竖直方向有
可知
即球拍和斜面对球的弹力一定相等，C正确；
D．甲图中乒乓球受到的合力为
乙图中挡板对球的弹力
两者相等，故D错误。
故选C。
18．C
【解析】
【详解】
合力与分力是等效替代的关系，合力的大小可以比两个分力都大，也可以两个分力都小，还可以与分力相等，C正确．
19．A
【解析】
【详解】
合力的最小值为
合力的最大值为
故选A。
20．A
【解析】
【详解】
解：A、根据平行四边形定则可知，分力的方向沿平行四边形的两个邻边的方向，合力的方向沿对角线的方向，所以图A中的力F可以沿两条虚线分解成两个力，故A正确．
B、根据平行四边形定则可知，若两个分力的方向相反，是不可能画出平行四边形的．故B错误；
C、根据平行四边形定则可知，若两个分力的方向相反，是不可能画出平行四边形的．故C错误；
D、根据平行四边形定则可知，分力的方向沿平行四边形的两个邻边的方向，合力的方向沿对角线的方向，所以图D中的力F可以沿虚线2的方向，但不能沿图示的方向，这种情况下不能分解．故D错误；
故选A
考点：力的分解．
专题：作图题；定性思想；推理法；合成分解法；平行四边形法则图解法专题．
分析：合力与分力遵循平行四边形定则或三角形定则，根据平行四边形定则或三角形定则解答即可．
点评：解决本题的关键知道合力和分力遵循平行四边形定则，知道平行四边形定则与三角形定则的实质是相同的．
21．B
【解析】
【详解】
试题分析：对结点受力分析，如图
由于为同一根绳子，故F1=F2=F；设F1与F2夹角为θ，则F1=F2=在重物被吊起的过程中，θ变大，故F1与F2同时变大，即同学对绳的拉力逐渐变大；故选B．
考点：物体的平衡
【名师点睛】本题对物体受力分析后，可以用解析法求解出结果讨论，也可以用作图法分析．
22．B
【解析】
【详解】
ABC．由于F1、F2大小、方向都已知，故根据平行四边形法则可得，两力的合力确定。当y轴沿合力方向时，在y轴上的分力之和最大，此时垂直于合力的方向x方向的分力等于0，是最小的。当x轴沿合力方向时，在x轴上的分力之和最大，此时垂直于合力的方向y方向的分力等于0，是最小的。故AC错误，B正确。
D．F1、F2合力的大小，根据平行四边形法则可得，两力的合力确定的，与x轴的选取方向无关。故D错误。
故选B。
23．C
【解析】
【详解】
A．由于物体沿斜面匀速下滑，处于平衡状态，故所受合力为零，A错误；
BC．由平衡条件可得，斜面对物体的支持力（弹力）大小为
即小于物体的重力（50N），B错误，C正确；
D．物体受到的重力可以分解为沿斜面的下滑力和垂直斜面的分力，但该分力不是物体对斜面的压力，D错误。
故选C。
24． B F' D 4.00 不会
【解析】
【详解】
（1）[1]．本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B；
（2）[2]．图乙中的F是用平行四边形法则得到的力F1和F2的合力的理论值；F′的方向沿橡皮筋的方向，是力F1和F2合力的实际测量值.
（3）[3]．A.实验中两根细绳必须等长对实验误差无影响，选项A错误；
B.橡皮条与两绳夹角的角平分线是否在同一直线上对实验误差无影响，选项A错误；
C.为了读数方便，使弹簧测力计与木板平面成一定倾角，这样会产生更大的误差，选项C错误；
D.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，这样可以减小在标记力的方向时产生的误差，选项D正确；
（4）[4]．弹簧测力计的读数为4.00N.
（5）[5]．在实验中，如果将细绳也换成橡皮条，那么实验结果不会发生变化．
25． 等效替代法 相同 OB
【解析】
【详解】
（1）[1][2]．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，因此在同一实验的两次操作中，结点到达位置相同。
（2）[3]．对点O受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，如图，其中橡皮条长度不变，其拉力大小不变，oa弹簧拉力方向不变，ob弹簧拉力方向和大小都改变，
根据平行四边形定则可以看出b的读数先变小后变大，a的读数不断变小，在这个过程中当OC垂直于OB时，弹簧测力计b的示数最小。
26． 细线0a太短，两线夹角太小，弹簧的轴线与细线不共线 ACD 不会
【解析】
【详解】
（1）在该实验中要正确测量弹簧的示数和弹力方向，在确定方向时，在细线下方用铅笔点得点距离要适当的大些，因此细线不能太短；同时弹簧的轴线和细线要在同一直线上，这样测量才能准确．
（2）实验过程中，需要记录的物理量有结点O的位置，第一次拉伸橡皮筋时两个弹簧测力计的示数和细绳套的方向和第二次拉伸橡皮筋时弹簧测力计的示数和细绳套的方向，故ACD正确，B错误．
（3）在实验中细线是否伸缩对实验结果没有影响，故换成橡皮筋可以同样完成实验，故实验结果不变．
27．（1）120N；（2）
【解析】
【详解】
（1）以箭与弓弦交点作为受力对象，如图所示
由力的合成法则，得
解得
N
（2）依题意，弦的伸长量为
由胡克定律知，弦上的拉力为
两侧弦之间的夹角为60°，则箭受到的弹力为
【点睛】
本题以射箭情景为切入点考查力的合成，考查胡克定律。学生易错点为第二问，容易搞不清形变量，抓住总长减去原长为伸长量，弹力大小处处相等，是做出本题的关键。本题考查了学生的基础知识的应用能力，体现了物理观念，考查了学生的科学思维水平。
28．（1）44 N，方向竖直向下 （2）88 N或40 N
【解析】
【分析】
物体做匀速直线运动，受力平衡，正交分解求解外力F的大小．
【详解】
(1)物体的重力：
方向竖直向下
(2)若物体向上做匀速直线运动，则受力如图甲所示，根据平衡条件则有：
解得：
若物体向下做匀速直线运动，受力如图乙所示，根据平衡条件则有：
解得：
【点睛】
正交分解的典型题目，需要注意物体匀速直线运动可以向上也可以向下．
29．16N
【解析】
【详解】
受力分析如图所示：
沿斜面向上为x轴正方向，垂直斜面向上为y轴正方向建立直角坐标系，将重力向x轴及y轴分解，因物体处于平衡状态，由共点力的平衡条件可知：
平行于斜面方向：
F mgsinα f=0
垂直于斜面方向：
N mgcosα=0
其中
f=μN
联立解得：
F=16N
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