沪科版（2019）必修第一册 3.5 怎样求合力 同步练习卷（1）（含答案）

沪科版（2019）必修第一册《3.5 怎样求合力》2022年同步练习卷（1）
一 、单选题（本大题共15小题，共64分）
1.（4分）下列物理量中属于矢量的是
A. 时间 B. 路程 C. 加速度 D. 速率
2.（4分）关于两个大小不变的共点力与其合力的关系，下列说法正确的有
A. 合力的大小随两力夹角的增大而增大
B. 合力的大小一定大于分力中那个较小的力
C. 合力的大小随两力夹角的减小而增大
D. 合力的大小一定小于分力中那个较大的力
3.（4分）、是两个互相垂直的共点力，其中，。这两个力合力的大小为
A. B. C. D.
4.（4分）如图所示，水平桌面上有一粗糙长木板，长木板上有一铁块，一细绳跨过固定在桌面上的定滑轮连接与，整个系统处于静止状态。现用始终与竖直方向成的拉力缓慢拉动，直至悬挂的细绳水平，整个过程系统始终处于静止状态，则此过程中
A. 对桌面的摩擦力先减小后增大 B. 对的摩擦力一直增大
C. 对桌面的摩擦力一直增大 D. 对的摩擦力先增大后减小
5.（4分）有三个共点力作用在同一个物体上，大小分别为、、。那么这三个力的合力可能是
A. B. C. D.
6.（4分）如图是由，…，六个力分别首尾相连构成的几何图形。已知，水平向左，则这六个力的合力的大小和方向为
A. ，水平向左 B. ，水平向右
C. ，水平向左 D. ，水平向右
7.（4分）如图所示，与水平面夹角为的固定斜面上有一质量的物体．细绳的一端与物体相连．另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连．物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为关于物体受力的判断取下列说法正确的是
A. 斜面对物体的摩擦力大小为零
B. 斜面对物体的摩擦力大小为，方向沿斜面向上
C. 斜面对物体的支持力大小为，方向竖直向上
D. 斜面对物体的支持力大小为，方向垂直斜面向上
8.（4.5分）关于“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验，下列说法中错误的是
A. 乙图中、的作用效果与丙图中的作用效果相同
B. 应将记录到的、和的大小和方向，按照力的图示法画出丁图
C. 应依据丁图，猜想、和三者的关系并加以验证得出结论
D. 该实验的误差主要来源于弹簧测力计自身的重力
9.（4.5分）下列各组共点力中，合力可能是“”的有
A. ，， B. ，，
C. ，， D. ，，
10.（4.5分）有两个大小恒定的力，作用在一点上，当两力同向时，合力为，反向时合力为，当两力相互垂直时，其合力大小为
A. B. C. D.
11.（4.5分）作用在一个物体上的两个力、大小分别是和，如果它们的夹角是，则这两个力的合力大小是
A. B. C. D.
12.（4.5分）将一个力分解为两个不为零的力，下列哪种分解方法是不可能的
A. 其中一个分力与垂直 B. 两个分力与都在一条直线上
C. 一个分力的大小与的大小相同 D. 一个分力与的大小和方向都相同
13.（4.5分）如图所示，重力为的物体在动摩擦因数的水平面上向左运动，同时受到大小为、方向向右的水平力的作用，则物体所受合力的大小和方向是
A. ，向左 B. ，向左 C. ，向右 D. ，向右
14.（4.5分）在“探究力的平行四边形定则”实验中，下列不正确的实验要求是
A. 弹簧测力计的拉力方向必须与木板平行
B. 使用弹簧测力计时，不能超过其量程
C. 读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度
D. 两弹簧测力计的拉力方向必须相互垂直
15.（4.5分）两个力和之间的夹角为，其合力为，下列说法正确的是
A. 总是比、大
B. 总是比、小
C. 、大小不变，角越小，越大
D. 角与不变，增大，一定增大
二 、计算题（本大题共3小题，共36分）
16.（12分）如图所示，一定质量的物块用轻绳悬挂在空中，其中轻绳水平，轻绳与水平线夹角，取为则
分别求出轻绳与轻绳上的弹力；
保持轻绳不动，轻绳在竖直平面内由水平方向缓慢向上转动到竖直方向点位置始终保持不变，求轻绳的弹力在此过程中的最小值。
17.（12分）如图所示，倾角为的斜面体固定在水平地面上，一轻绳跨过斜面顶端光滑的定滑轮，一端连接置于斜面上的物块，另一端悬吊小球，此时整个系统恰好处于静止状态，物块刚好不下滑，已知物块的质量为，小球的质量为，物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力取，求：
物块与斜面间的动摩擦因数；
给小球施加一个水平向右的拉力，使小球绕滑轮缓慢转动，当拉力多大时，物块刚好不上滑。
18.（12分）如图，重为牛的重物由、绳悬挂在天花板上，角度如图所示，请画出受力分析图并求绳和绳受到的拉力的大小？
答案和解析
1.【答案】C;
【解析】解：矢量既有大小又有方向，矢量的运算法则是平行四边形法则，加速度既有方向又有大小，为矢量，时间、路程和速率都是标量，只有大小没有方向，运算法则是代数求和，故正确，错误；
故选：。
矢量既有大小又有方向，矢量的运算法则是平行四边形法则，标量只有大小没有方向，运算法则是代数求和。
此题主要考查了标矢量问题，明确矢量是既有大小又有方向的物理量，运算法则满足平行四边形法则，标量是只有大小没有方向，运算法则代数法。
2.【答案】C;
【解析】解：、当夹角时，由公式 可知随着增大而减小，故A错误；
B、由力的合成三角形定则知两个力及它们的合力构成一个矢量三角形，合力不一定大于任何一个分力，故B错误；
C、当夹角时，由公式 可知随着减小而增大，故C正确；
D、两个力的夹角为时，由公式 可知合力最大，大于任一分力，故D错误；
故选：。
解答本题应掌握二个力的合力大小公式 及力的合成三角形定则。
对于合力与分力大小关系的各种情况应对应数学三角形的三边关系来理解，合力随两个分力夹角的变化关系可根据合力大小公式 可来判断。
3.【答案】B;
【解析】解：已知，，当两个共点力力垂直时，则、合力的大小为：，故错误，正确。
故选：。
、是两个互相垂直的共点力，根据勾股定理直接计算即可。
解决本题的关键知道力的合成遵循平行四边形定则，并掌握勾股定理在物理学中的应用。
4.【答案】A;
【解析】解：以为研究对象，缓慢拉动，则始终处于平衡状态，所受三力组成封闭的三角形，如图所示，由图可知，随细绳与竖直方向的夹角的增大，绳的拉力先减小后增大。
、以整体为研究对象，水平方向受到与等大的细绳拉力和桌面的摩擦力作用始终平衡，即，对桌面的摩擦力与桌面的摩擦力是一对相互作用力，故A对桌面的摩擦力先减小后增大，故A正确，B错误；
、以为研究对象，始终处于静止状态，水平方向不受力的作用，故BD错误。
故选：。
本题用到了整体隔离的思想。对受力分析，利用解决动态平衡的方法解决绳的拉力变化，再对整体受力分析解决与桌面间的摩擦力的大小变化，再对受力分析，根据摩擦力的产生条件判断与间的摩擦力的变化。
本题关键是选好研究对象进行受力分析。利用动态平衡三角形研究绳子的拉力的变化。
5.【答案】C;
【解析】解：和的最大合力为，不能与平衡，故三力合力的最小值为，三个力的合力的最大值为
故正确，错误。
故选：。
求三力的合力先分析三力的合力能否组成三角形，如果能组成三角形则合力为零；如果不能组成三角形，则先将其中两力合成，两力的合成与第三力反向时合力最小，三个力同方向时合力最大。
此题主要考查三力的合成，要注意三力合成时要先将其中两个力合成再与第三个力合成，要注意合力能否为零。
6.【答案】B;
【解析】解：由图，方向向左；
依据力的三角形法则，可知，、、三个力的合力大小等于，方向向右；、两个力的合力大小也等于，方向向右；所以这六个力的合力的大小也等于，即大小等于，方向向右，故错误，正确；
故选：。
依据力的三角形法则：两力首尾相连，则合力即为第一个力的起点到第二个力终点连线，再结合，水平向左，从而则可求得这六个力的合力。
考查矢量的合成法则，掌握三角形法则的内容，注意巧妙的组合求解合力是解答该题的关键。
7.【答案】A;
【解析】解：、、物体重力沿斜面方向下的分力，与弹簧的弹力相等，根据共点力平衡，知物体不受摩擦力作用．故正确，错误．
、、根据共点力平衡得，，方向垂直于斜面向上．故错误，错误．
故选：
对物体受力分析，求出物体重力与斜面方向上的分力大小，与弹簧的拉力比较判断出摩擦力的大小和方向．根据共点力平衡求出支持力的大小．
解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用共点力平衡进行求解．
8.【答案】D;
【解析】解：、该实验采用“等效替代”法，要求两次拉橡皮筋要到同一位置；根据力的平行四边形定则，以拉力和为邻边，作出平行四边形，平行四边形的对角线表示拉力的理论值，然后与一个弹簧拉橡皮筋的拉力比较，若二者基本重合，则验证了力的平行四边形定定则；故正确；
、该实验的误差主要来源于弹簧测力计的拉力读数和方向记录误差，弹簧测力计自身重力对实验无影响，故错误；
本题选择错误选项，
故选：。
正确理解和应用平行四边形定则，明确合力和分力的大小关系，理解“等效法”在该实验中的应用，实验中我们需要记录的是两个分力的大小和方向，以及实际合力的大小和方向，利用平行四边形画出合力的理论值再和实际的合力进行比较。
这个实验的原理是：记录的是两个分力的大小和方向，以及实际合力的大小和方向，利用平行四边形画出合力的理论值再和实际的合力进行比较。
9.【答案】A;
【解析】解：、和力的合力取值范围是，当两力的合力为时，方向与第三个力方向相反时，它们三个力的合力可能为零，故A正确；
B、和力的合力取值范围是，因此不可能与的合力成为零，故B错误；
C、和的力的合力取值范围是，因此不可能与的合力成为零，故C错误；
D、当和的合力取值范围是，因此不可能与的合力成为零，故D错误；
故选：。
三力合成时要使合力为零，应使任意两力之和大于第三力，任意两力之差小于第三力。
三力合成时合力能否为零可以借助三角形法则，只要表示三个力的三条边能组成三角形，则三个力的合力可以为零。
10.【答案】B;
【解析】解：两力同向时，有
两力反向时，有
解得
，；
两个力垂直时，有

解得

故选
本题关键是先假设出两个分力，然后根据题意列方程求解出两个分力，最后再得到合力
11.【答案】C;
【解析】解：由平行四边形定则可作出合力如图所示，则由几何知识可知合力为：
； 故C正确，ABD错误。
故选：。
本题应根据力的合成方法作出平行四边形，根据勾股定理即可求得合力的大小。
此题主要考查了力的平行四边形定则的应用，在利用平行四边形定则求合力时，一般先要作出平行四边形，然后再根据相应的几何知识进行求解。
12.【答案】D;
【解析】解：、合力与分力的大小关系遵循平行四边形定则，其中一个分力可以垂直于，是可能的，故正确。
、根据平行四边形定则，两个分力在的作用线上，是可能，故正确。
、根据平行四边形定则，一个分力的大小与的大小相等，故可能，不可能，故正确，错误；
本题选择错误，
故选：。
力的合成和分解遵循平行四边形定则，合力的大小可能比分力大，可能比分力小，也有可能与分力大小相等．
解决本题的关键知道合力和分力的大小遵循平行四边形定则，注意力的分解与力的合成是逆过程．
13.【答案】C;
【解析】解：物体在水平面上向左运动，受到水平面滑动摩擦力方向向右。
物体对水平面的压力大小等于物体的重力，则摩擦力大小为
故正确，错误；
故选：。
滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反。根据物体相对于地面向左运动，判断滑动摩擦力方向。物体对水平面的压力大小等于物体的重力，由求解摩擦力大小。
本题不能头脑简单认为摩擦力方向与水平力的方向相反，是水平向左。
14.【答案】D;
【解析】解：、实验中为了减小因摩擦造成的误差，要求在拉弹簧秤时，要注意使弹簧秤与木板平面平行，故A正确；
B、弹簧测力计时，不能超过其量程，故B正确．
C、实验中拉力的大小可以通过弹簧秤直接测出，读数时，视线应正对弹簧测力计的刻度，故C正确；
D、两弹簧测力计的拉力间的夹角应适当大些，但不需要相互垂直，故D错误；
本题选不正确的，故选：．
根据验证力的平行四边形定则的实验原理及注意事项可得出正确答案．
此题主要考查验证平行四边形定则的实验，要注意理解实验应理解实验的原理及方法，由实验原理和方法记忆实验中的注意事项，最好通过实际操作实验，加深对实验的理解．
15.【答案】C;
【解析】解：、、根据平行四边形定则可知，合力可能小于分力，可能大于分力，也可能等于分力，故A错误，B错误；
C、由力的合成法则可知，、大小不变，合力的大小随、间夹角增大而减小，随、间夹角减小而增大，故C正确；
D、角与不变，增大，可能定增大，也可能减小，故D错误；
故选：。
如果二力在同一条直线上，根据力的合成计算合力的大小，即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和；同一直线反方向二力的合力等于二力之差。如果二力不在同一条直线上，合力大小介于二力之和与二力之差之间。
解此题关键是要理解合力的大小范围：大于两力之差，小于两力之和；分析时考虑问题要全面，既要考虑到两个力同向，也要考虑反向的情况。
16.【答案】解：（1）以结点O为研究对象，分析受力情况，作出力图如图；

CO绳对O点的拉力大小等于重力mg，即FCO=mg；
由平衡条件得知：CO绳的拉力FCO和OB绳的拉力FBO的合力与FAO等值、反向，
由几何关系得：FAO==N=N；
FOB===N；
（2）轻绳OB在竖直平面内由水平方向缓慢向上转动到竖直方向过程中，OB绳的拉力先减小后增大，如图所示：

当OB与OA垂直时绳子拉力最小，根据几何关系可得：Fmin=mgsinα=2×10×sin60°=10N。
答：（1）轻绳OA与轻绳OB上的弹力分别为N、N；
（2）轻绳OB的弹力在此过程中的最小值为10N。;
【解析】
以结点为研究对象，分析受力情况，作出力图，由平衡条件求出绳和绳的拉力；
对点受力分析，然后根据平衡条件作图分析，求出轻绳的弹力在此过程中的最小值。
本题悬绳固定的物体平衡问题，往往以结点为研究对象，正确分析受力进行解答；本题中第二问，三个力的特点是：其中一个力大小和方向都不变，一个力方向不变大小变，一个力大小和方向都变，关键作图分析。
17.【答案】解：（1）根据题意可知，物块A刚好不下滑，有
g+μgcosθ=gsinθ
代入数据可得μ=
（2）当物块A刚好要上滑时，设轻绳的拉力为T，根据力的平衡有
T=μgcosθ+gsinθ
解得T=14N
对小球B，根据共点力的平衡条件有
F2+（mg）2=T2
代入数据可得F=4N
答：（1）物块A与斜面间的动摩擦因数为；
（2）给小球B施加一个水平向右的拉力F，使小球B绕滑轮缓慢转动，当拉力F为4N时，物块A刚好不上滑。;
【解析】
根据题意，结合共点力的平衡条件求出动摩擦因数；
根据共点力的平衡条件，结合题意求出拉力大小。
在涉及摩擦力问题时，一定要注意摩擦力的方向，在平常练习中要注意加强训练。
18.【答案】解：设绳OM的拉力F1、绳ON的拉力F2和重物的拉力F3，
以结点O为研究对象，F3=G
由平衡条件，得
F1=Gsin30°=G=×200=100N
F2=Gcos30°=G=×200=100N
答：绳ON的拉力为100N，绳OM的拉力100N。;
【解析】
以结点为研究对象，它受到三个力作用处于平衡状态：绳的拉力、绳的拉力和重物的拉力，、的合力与平衡，大小相等，方向相等。运用合成法求解。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。