3.4力的合成和分解基础巩固(word版含答案)

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名称 3.4力的合成和分解基础巩固(word版含答案)
格式 docx
文件大小 1.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-01-21 05:44:24

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文档简介

3.4力的合成和分解基础巩固2021—2022学年高中物理人教版(2019)必修第一册
一、选择题(共15题)
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.在二维坐标系中,坐标原点处的质点受到沿x轴正方向的力为,受到沿y轴正方向的力为,下列说法正确的是(  )
A.两个力的合力为
B.如果沿x轴正方向的力变为,则合力的方向不变,大小增加
C.如果沿x轴正方向的力变为,则合力的方向改变,大小增加
D.如果沿x轴正方向的力变为,则合力的方向改变,大小增加
3.如图所示,在探究“力的合成的平行四边形定则”的实验中,橡皮条的一端固定在木板上,先用两把弹簧秤沿两个方向把橡皮条的结点拉到O点,记下两个力的大小和方向,然后改用一把弹簧秤仍把橡皮条的结点拉到O点,记下其拉力的大小和方向,整个过程操作规范,根据实验数据画出力的图示,下列说法中错误的是(  )
A.图中各个力的大小所用的比例标度相同
B.图中的与F几何重合,说明实验误差很小
C.图中的是用一把弹簧秤实验时的拉力图示
D.图中F的方向一定与橡皮条的伸长方向一致
4.关于分力和合力,以下说法不正确的是 ( )
A.合力的大小,小于任何一个分力是可能的
B.如果一个力的作用效果其它几个力的效果相同,则这个力就是其它几个力的合力
C.合力的大小一定大于任何一个分力
D.合力可能是几个力的代数和
5.有两个大小相等的力F1和F2,当它们的夹角为90°时,合力为F,则当它们的夹角为120°时,合力的大小为( )
A.2F B. C. D.F
6.同一平面内的三个力,大小分别为4N、6N、7N,若三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.5N、3N B.9N、0N C.17N、0N D.17N、3N
7.建造桥梁时,为了让桥下能顺利通行大型船只或车辆,要把桥造得高一些.如图所示,高大的桥要造很长的引桥,其主要目的是(  )
A.为了减小车辆受到的摩擦力
B.为了减小车辆受到的重力
C.为了减小车辆对引桥面的压力
D.为了减小车辆重力平行于引桥桥面向下的分力
8.、是力F的两个分力,若力,则下列不可能是力F的两个分力的是(  )
A., B.,
C., D.,
9.下列各组共点力分别作用在一个物体上,有可能使物体达到平衡状态的是(  )
A.7N,5N,1N B.4N,8N,8N
C.4N,10N,5N D.3N,4N,8N
10.一个力的大小为30N,将此力分解为两个分力,这两个分力的大小不可能是(  )
A.10N、10N B.20N、40N C.200N、200N D.700N、720N
11.作用于O点的五个恒力的矢量图的末端跟O点恰好构成一个正六边形,如图所示.这五个恒力的合力是最大恒力的 ( )
A.2倍 B.3倍 C.4倍 D.5倍
12.如图所示,将光滑斜面上的物体的重力mg分解为F1和F2两个力,下列结论正确的是( )
A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的正压力
B.物体受mg 、N、 F1和F2四个力的作用
C.物体只受重力mg和弹力N的作用
D.力N 、F1和F2的三个力的作用效果跟mg、N两个
13.在做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时,先用两个弹簧测力计拉小圆环,再用一个弹簧测力计拉小圆环,两次须使小圆环达到同一位置,这样做是为了(  )
A.便于测量力的大小
B.便于测量力的方向
C.使两个分力和它的合力产生相同的效果
D.便于画出分力与合力的方向
14.作用在同一点的三个力,大小分别为5N、5N和2N,则它们的合力不可能是( )
A.5N B.4N C.2N D.19N
15.如图所示,物体重20N,在动摩擦因数为μ=0.2的水平面上向左运动,同时受到大小为10N,方向向右的水平力F的作用,则物体受到的摩擦力和合力的大小分别是( )
A.10N,6N B.4N,6N C.4N,14N D.10N,14N
二、填空题(共4题)
16.一个物体在同一平面上的许多共点力作用下处于平衡状态,若去掉一个向东的大小为10N的力,同时增加一个向南的大小也是10N的力,则物体受合力大小为______N,方向______。
17.在下图所示的小实验中,重物对O点的拉力F产生两个实际作用效果,一方面沿杆的方向对手心产生_____,一方面沿绳的方向对手指产生_____(填“拉力”或“压力”)。如果图中的重物对O点的拉力F为4N,请在方框内用作图法画出求分力F1和F2的图示_____。求得F1=_____N,F2=_____N。
18.一个物体受若干共点力作用而处于平衡状态,其中的一个力F1=35N,方向向右,另一个力F2=5N,方向向左。这些力都在同一平面内,现将F1逆时针转90°,将F2顺时针转90°,则物体所受合力大小为_____。
19.如图所示,质量为4kg的小球用细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上,绳子与竖直方向夹角为37 。已知g = 10m/s2,sin37 =0.6,cos37 =0.8,求:
(1)汽车匀速运动时,细线对小球的拉力为___________;
(2)当汽车以a=2m/s2向右匀减速行驶时,小球对车后壁的压力为___________;
三、综合题(共4题)
20.如图所示是某同学做《探究合力跟分力的关系》实验时作出的图,其中A为固定橡皮条的固定点,O为橡皮条 与细绳的结合点,图中________是F1、F2合力的理论值,________是合力的实验值,需要进行比较的是______和______,通过本实验,可以得出结论:_______ 。
21.如图所示,物体重G=100N,并保持静止.绳子AC与BC分别与竖直方向成30°角和60°角,则绳子AC和BC的拉力分别为多大
22.“新冠肺炎”的易传染性让每一个接触到病毒的人都有可能成为被感染的对象。如果在一些易传播的环境中启用机器人替代人工操作的话,就可以有效防控病毒传播,其中送餐服务就是机器人应用的一个领域,只要设置好路线、安放好餐盘,它就会稳稳地举着托盘,到达指定的位置送餐,如图所示。若某一隔离病区的配餐点和目标位置在相距x=43m的直线通道上,机器人送餐时从静止开始启动,加速过程的加速度大小a1=2m/s2,速度达到v=2m/s后匀速,之后适时匀减速,恰好把食物平稳送到目标位置,整个送餐用时t=23s。若载物平台呈水平状态,食物的总质量,食物与平台无相对滑动,g取10m/s2.,试求:
(1)机器人加速过程位移的大小x;
(2)匀速运动持续的时间t0;
(3)减速过程中平台对食物的平均作用力F的大小。
23.如图所示,一物块静止在斜面上,请按力的作用效果画出重力的矢量分解图。
(____)
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.D
【详解】
A.因两个力相互垂直,则两个力的合力为
A错误。
BCD.当沿x轴正方向的力变为,两个力的合力为
合力的方向发生改变,合力大小增加,BC错误,D正确。
故选D。
3.C
【详解】
A.在同一个图中,比例尺是相同的,故A正确,不符合题意;
B.是理论值,而F是实际值,两者几乎重合,说明实验误差很小,故B正确,符合题意;
C.用力的平行四边形定则作出合力,所以是实验的理论值,图中的F是用一把弹簧秤实验时的拉力图示,故C错误,不符合题意;
D.在该实验中F为一个弹簧拉橡皮筋时的弹力,其方向一定与橡皮条的伸长方向一致,故D正确,不符合题意。
故选C。
4.C
【详解】
试题分析:如果一个力的作用效果其它几个力同时作用的效果相同,这个力就是其它几个力的合力.设两分力为F1、F2,合力F的取值范围为| F1-F2|≤F≤F1+F2,因此合力的大小不一定大于任何一个分力,小于任何一个分力是可能的,选项A正确,C错误;如果一个力的作用效果其它几个力的效果相同,则这个力就是其它几个力的合力,选项B正确;若分力是几个力,且它们在一条直线上时,合力就是这几个力的代数和,故选项D的说法也正确,该题是选不正确的,故选项C符合题意.
考点:合力的概念,合力与分力的关系.
5.B
【详解】
当夹角为90°时,,所以:
当夹角为为120°时,根据平行四边形定则,知合力与分力相等,所以。
A.2F,故A不符合题意;
B.,故B符合题意;
C.,故C不符合题意;  
D.F,故D不符合题意。
故选B。
6.C
【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+7N=17N。当三个力作用在一个物体上,不在一条直线,并且夹角可以改变,总能使物体处于静止状态,故此时三个力的合力为零,即它们合力的最小值为0。
A.5N、3N,与结论不相符,选项A错误;
B.9N、0N,与结论不相符,选项B错误;
C.17N、0N,与结论相符,选项C正确;
D.17N、3N,与结论不相符,选项D错误;
7.D
【分析】
高大的桥要造很长的引桥,增加了斜面的长度,从而减小了斜面的坡度,将重力按效果正交分解后判断即可.
【详解】
高大的桥梁要造很长的引桥,则θ变小,压力变大,故摩擦力变大,故A错误;对车受力分析,受重力、支持力和阻力,物体重力不变,B错误;重力产生两个作用效果,使物体沿斜面下滑,使物体紧压斜面,设斜面倾角为θ,将重力按照作用效果正交分解,如图:
由几何关系可得:平行斜面分量为G1=mgsinθ,由于引桥越长,坡角θ越小,G1越小,故C错误,D正确;故选D.
8.B
【详解】
A.根据,可知3N和10N的合力范围为[7N,13N],可能为8N,故A正确,不符合题意;
B.根据,可知20N和11N的合力范围为[9N,31N],不可能为8N,故B错误,符合题意;
C.根据,可知3N和7N的合力范围为[4N,10N],可能为8N,故C正确,不符合题意;
D.根据,可知8N和8N的合力范围为[0N,16N],可能为8N,故D正确,不符合题意。
故选B。
9.B
【详解】
A.7N和5N的合力范围为[2N,12N],1N不在两个力的合力范围之内,则三个力的合力不可能为零,不能使物体处于平衡状态。故A错误;
B.3N、8N的合力范围为[5N,11N],8N在两个力的合力范围之内,则三个力的合力可能为零,可能处于平衡状态。故B正确;
C.4N、10N的合力范围为[6N,14N],5N不在两个力的合力范围之内,则三个力的合力不可能为零,不能处于平衡状态。故C错误;
D.3N、4N的合力范围为[1N,7N],8N不在两个力的合力范围之内,则三个力的合力不能为零,不能使物体处于平衡状态。故D错误。
故选B。
10.A
【详解】
A.和的合力范围是,所以不可能是大小为分解得两个力,故A错误;
B.、的合力范围是,所以可能是大小为分解得两个力,故B正确;
C.、的合力范围是,所以可能是大小为分解得两个力,故C正确;
D.、的合力范围是,所以可能是大小为分解得两个力,故D正确。
本题选择错误的,故选A。
11.B
【详解】
先把F1和F4求合力,由六边形的特点和平行四边形可知合力与F3的大小和方向都相同,同理再把F2和F5求合力,合力也为F3,所以这5个力的合力为F3的3倍,故B正确,ACD错误.
12.C
【详解】
A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是重力垂直于斜面方向的分力,由于物体对斜面的正压力施力物体是物体,受力物体是斜面,而F2的施力物体是地球,受力物体是该物体,所以F2不是物体对斜面的压力,故A错误;
BC.F1和F2是重力的两个分力,物体只受重力mg和支持力N两个力。故B错误,C正确;
D.根据合力与分力是等效替代关系,可知,力N、F1和F2的三个力的作用效果跟mg、N两个力的效果相同。故D错误;
13.C
【详解】
两次必须使小圆环达到同一位置是为了让两个分力和它的合力产生相同的效果,而不是为了更容易测量分力和分力的方向。
故选C。
14.D
【详解】
解:5N、5N、2N方向相同的时候,合力最大为12N,
5N、5N的合力的范围是0N≤F≤10N,三个力的最小值为0N,因此合力的范围是0≤F≤12N,在这个范围内的都是可能的,所以ABC正确,D错误,
本题选择错误的,故选D.
考点:合力的大小与分力间夹角的关系.
专题:定性思想;合成分解法;平行四边形法则图解法专题.
分析:当三个力同向的时候,合力最大,第三个力在另外的两个力合力的范围内的时候,它们的总的合力可以为零,此时合力最小.
点评:求三个力的合力的时候,一定能要注意三个力的合力有可能为零的情况.
15.C
【详解】
物体向左运动,因此物体受到的摩擦力方向向右,大小为:
0.2×20N=4N
F的方向也向右,大小为10N,因此二力的合力:
F合=F+f=10N+4N=14N
合力方向水平向右,C正确,ABD错误。
故选C。
16. 西偏南45°
【详解】
[1]当去掉一个向东的10N的力后,此时物体的合力是向西10N,再给物体添加一个向南的10N的力后,物体的合力为
[2]因为向西和向东的力等大,所以方向是西偏南
17.压力 拉力 见解析 6.9N 8.0N(大约值)
【详解】
[1][2]重物对O点的拉力F产生两个实际作用效果,一方面沿杆的方向对手心产生压力,一方面沿绳的方向对手指产生拉力。
[3]画出求分力F1和F2的图示如图
[4][5]由图可知F1=6.9N,F2=8.0N。
18.50N
【详解】
物体受共点力的作用处于平衡状态,则其余的所有的力的合力F′与力F1和F2的合力等值,反向,即其余的合力大小为30N,方向水平向左;
现将F1逆时针转90°,将F2顺时针转90°,则F1与F2的合力大小等于40N,再根据力的平行四边形定则,则物体所受合力大小为
F合==50N
19.50N 22N
【详解】
(1)[1]匀速运动时,由平衡条件得
代入数据得
(2)[2]当汽车向右匀减速行驶时,由牛顿第二定律得
代入数据得
20.F F′ F和F′的大小 方向 在误差允许的范围内,合力和分力的关系满足平行四边形法则
【解析】
根据平行四边形定则可知,F是F1、F2合力的理论值,实验值是使得橡皮条的合力效果到达O点,是合力的实验值,需要进行比较的是F和的大小和方向,通过本实验,可以得出结论:在误差允许范围内,合力和分力的关系满足平行四边形定则
故答案问:F;;F和的大小;方向;在误差允许范围内,合力和分力的关系满足平行四边形定则
21.,
【详解】
以结点C为研究对象,根据力的合成如图:
根据平衡条件:
22.(1)1m;(2)20s;(3)
【详解】
(1)加速过程位移
解得
x1=1m
(2)设机器人减速时的加速度为,匀速的时间为,则由题可知
解得
t0=20s
(3)平台对食物竖直方向的支持力
水平方向的摩擦力
故平台对食物的作用力大小
代入数据解得
23.
【详解】
将重力分解为沿斜面向下使物体下滑的力F1以及垂直于斜面向下压斜面的分力F2,如图;