新教材人教版 第三章 第四节 力的合成分解（含答案）
文档属性
| 名称 | 新教材人教版 第三章 第四节 力的合成分解（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 634.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-19 18:07:44 | ||
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文档简介
新教材人教版第三章第四节力的合成分解（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
如图所示，一个大人拉着载有两个小孩的小车其拉杆可自由转动沿水平地面匀速前进，则下列说法正确的是
A. 拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力 B. 拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小
C. 拉力与摩擦力的合力方向竖直向上 D. 小孩和车所受的合力方向向
关于力的分解，下列叙述正确的是( )
A. 分力一定小于合力 B. 任何一个力都只有一种分解情况
C. 的力可以分解为和的两个分力 D. 的力可以分解为和的两个分力
作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是，另一个力的大小是，它们合力的大小可能是( )
A. B. C. D.
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，是两个共点力的合力跟它的两个分力之间的夹角的关系图象，则下列说法正确的是( )
A. 这两个分力的大小分别是和 B. 这两个分力的大小分别是和
C. 时的大小为 D. 时的大小约为
如图所示，一个物体在平面直角坐标系的坐标原点，只受到和的作用，，，则物体的合力
A. 方向沿 B. 方向沿 C. 大小等于 D. 大小等于
如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为，在与水平面成角的恒定拉力作用下，沿水平地面向右匀速移动了一段距离，已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，雪橇受到的： ( )
A. 支持力为 B. 支持力为
C. 摩擦力为 D. 摩擦力为
静止在斜面上的重物的重力可以分解为沿斜面方向向下的分力和垂直于斜面方向的分力，关于这两个分力，下列的说明正确的是( )
A. 作用在物体上，作用在斜面上
B. 的性质是弹力
C. 就是物体对斜面的正压力
D. 和是与物体的重力等效的力，实际存在的就是重力
如图所示，人曲膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为( )
A. B. C. D.
如图所示为已知恒力，其大小为，将分解为和两个分力，已知分力沿方向，跟的夹角为，则的大小( )
A. 一定小于 B. 最大等于 C. 最小等于 D. 以上选项均错误
二、实验题（本大题共1小题，共10.0分）
某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，和为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
图乙中的与两力中，是、的合力的理论值的是______
本实验采用的科学方法是______．
理想实验法 等效替代法 控制变量法 建立物理模型法
下列方法中，有助于减小实验误差的是______
尽可能使两分力的夹角大些 尽可能使两分力相差的大些
尽可能使两分力与纸面平行 尽可能使橡皮条长些．
三、计算题（本大题共2小题，共30.0分）
如图所示，箱子的重力，用一斜向上的力拉箱子，箱子仍保持静止。已知拉力的大小，与水平方向的夹角，，，求地面对箱子的支持力的大小及摩擦力的大小。
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．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【试题解析】
【分析】
对小孩和车整体受力分析，根据共点力平衡条件分析即可。
本题关键是明确小孩和车整体的受力情况和运动情况，然后结合共点力平衡条件列式分析，基础题目。
【解答】
A.小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，根据共点力平衡条件，拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力，故A错误；
小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，根据共点力平衡条件，拉力，摩擦力的合力与重力，支持力的合力平衡，重力，支持力的合力竖直，故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上，由于存在摩擦力，如果拉力与摩擦力的合力大小可能等于重力大小，则车与地面间无压力，不满足存在摩擦力的条件，所以拉力与摩擦力的合力大小小于重力大小，故B错误，C正确；
D.小孩和车做匀速直线运动，故所受的合力为零，故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
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。
【解答】
A.根据力的平行四边形定则可知，合力与分力的大小关系不确定，故A错误；
B.由平行四边形定则，可知，同一个力可以分解为无数对分力，在没有限定的情况下，一个力分解有若干种，故B错误；
C.的力不可以分解为和的两个分力，因为和的合力范围为，故C错误；
D.的力可以分解为和的两个分力 ，因为和的合力范围为，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
两力合成时，合力随夹角的增大而减小，当夹角为零时合力最大，夹角时合力最小，并且
本题关键根据平行四边形定则得出合力的范围：2
【解答】
两力合成时，合力范围为：；一个力的大小是，另一个力的大小是，它们合力的取值范围为；故B正确，故ACD错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题中人受到三个力，重力和地面对两臂的作用力，将重力按照力的效果分解，运用“大小方向确定的一个力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越小，分力越小”的结论，即可以判断。
本题考查力的分解，关键是知道合力一定，两个分力大小相等，根据平行四边形定则可判断两分力夹角越小，分力越小。
【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，故A正确。
5.【答案】
【解析】
【分析】
根据两个力同向时合力为，两个力反向时合力为，列表达式求解；
解题的关键是分析图线代表的物理意义。
【解答】
设两个力分别为、，
当两个力的夹角为度时，合力为，则；
当两个力的夹角为度时，合力为，则
计算得出，；
故A错误，B正确；
当两个力垂直时，合力为：，故C错误，D错误；
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】
力正交分解时，以合力为对角线，两分力是临边。
先把正交分解，再合成求解合力。
【解答】
分解为沿轴负方向和沿轴负方向的分力，大小都是，再与合成，合力为沿轴负方向的的力，故C正确。
故选C。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查正交分解法求力的大小，注意三角关系。对物体受力分析，根据正交分解，利用平衡条件求出各力的大小及方向；求摩擦力时还可以用滑动摩擦力公式计算。
【解答】
对雪橇受力分析，如图：
、支持力为，故AB错误；
、摩擦力为：，根据平衡条件得： ，故C正确，D错误；
8.【答案】
【解析】解：
、物体受重力、支持力与摩擦力。而、是重力的两个分力，实际不存在，实际受到的就是重力作用在物体上。所以A错误，D正确；
、是使物体紧压斜面的分力，不是物体对斜面的正压力，根据平衡条件，与斜面对物体的支持力相等，所以BC错误；
故选：。
本题中压力与物体紧压斜面的分力尽管方向相同，大小相等，但施力物体与受力物体都不同。分析受力时，只分析物体实际受到的力，分力或合力不单独分析。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查力的合成与分解的运算，基础题。
【解答】
设大腿骨和小腿骨的作用力分别为、，则，由平行四边形定则可知，对进行分解，有，解得，由牛顿第三定律可知，地面对脚掌的作用力与大小相等，故B正确，ADC错误。
10.【答案】
【解析】
【分析】
已知合力和一个分力的方向，分解不具有唯一性，根据平行四边形定则作图分解即可。
本题关键是确定合力与分力的方向，然后根据平行四边形定则作图分析，最后根据几何关系求解。
【解答】
由题意可知，
当如图所示时，的大小最小，即最小值为；
则的大小大于或等于即可，故C正确，ABD错误。
11.【答案】；；。
【解析】
【分析】
、本实验抓住两根弹簧秤的拉力的共同作用效果与一根弹簧秤的作用效果相同，即运用等效替代的思想进行实验；
数据处理时：我们需要画出力的大小和方向，所以力要尽量大些可减小测量误差对实验的影响，拉橡皮筋时要拉的尽量长一点，了解误差产生的原因即可正确解答。
本实验采用的是等效替代的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代。
【解答】
图中的与中，是由平行四边形得出的，而是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，一定与共线的是；、的合力的理论值的是
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，故ACD错误，B正确；
故选B。
画平行四边形时，夹角适当大一些画出的平行四边形就误差会小些，而不是要求夹角尽量大，故A错误；
B. 数据处理时：我们需要画出力的大小和方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影响，但不是尽可能使两分力相差的大些，故B错误；
C. 作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别，同时为了减小因摩擦造成的误差，故应使各力尽量与木板面平行，故C正确；
D. 为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，橡皮条不是要尽可能长，故D错误。
故选C。
故答案为：；；。
12.【答案】解：分析箱子受力如图所示：
在水平方向和竖直方向上的合力为零，有：
联立解得：，。
答：地面对箱子的支持力的大小，摩擦力的大小。
【解析】本题主要是考查了共点力平衡的问题。
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。
对箱子进行受力分析，根据水平方向和竖直方向上受力平衡，合力为零，分别列式可得。
13.【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：，．
【解析】先以结点为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求出绳的拉力大小，再以为
研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解斜面对木块的摩擦力和弹力
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
如图所示，一个大人拉着载有两个小孩的小车其拉杆可自由转动沿水平地面匀速前进，则下列说法正确的是
A. 拉力的水平分力等于小孩和车所受的合力 B. 拉力与摩擦力的合力大小等于重力大小
C. 拉力与摩擦力的合力方向竖直向上 D. 小孩和车所受的合力方向向
关于力的分解，下列叙述正确的是( )
A. 分力一定小于合力 B. 任何一个力都只有一种分解情况
C. 的力可以分解为和的两个分力 D. 的力可以分解为和的两个分力
作用在同一个物体上的两个共点力，一个力的大小是，另一个力的大小是，它们合力的大小可能是( )
A. B. C. D.
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，是两个共点力的合力跟它的两个分力之间的夹角的关系图象，则下列说法正确的是( )
A. 这两个分力的大小分别是和 B. 这两个分力的大小分别是和
C. 时的大小为 D. 时的大小约为
如图所示，一个物体在平面直角坐标系的坐标原点，只受到和的作用，，，则物体的合力
A. 方向沿 B. 方向沿 C. 大小等于 D. 大小等于
如图所示，坐在雪橇上的人与雪橇的总质量为，在与水平面成角的恒定拉力作用下，沿水平地面向右匀速移动了一段距离，已知雪橇与地面间的动摩擦因数为，雪橇受到的： ( )
A. 支持力为 B. 支持力为
C. 摩擦力为 D. 摩擦力为
静止在斜面上的重物的重力可以分解为沿斜面方向向下的分力和垂直于斜面方向的分力，关于这两个分力，下列的说明正确的是( )
A. 作用在物体上，作用在斜面上
B. 的性质是弹力
C. 就是物体对斜面的正压力
D. 和是与物体的重力等效的力，实际存在的就是重力
如图所示，人曲膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为( )
A. B. C. D.
如图所示为已知恒力，其大小为，将分解为和两个分力，已知分力沿方向，跟的夹角为，则的大小( )
A. 一定小于 B. 最大等于 C. 最小等于 D. 以上选项均错误
二、实验题（本大题共1小题，共10.0分）
某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，和为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
图乙中的与两力中，是、的合力的理论值的是______
本实验采用的科学方法是______．
理想实验法 等效替代法 控制变量法 建立物理模型法
下列方法中，有助于减小实验误差的是______
尽可能使两分力的夹角大些 尽可能使两分力相差的大些
尽可能使两分力与纸面平行 尽可能使橡皮条长些．
三、计算题（本大题共2小题，共30.0分）
如图所示，箱子的重力，用一斜向上的力拉箱子，箱子仍保持静止。已知拉力的大小，与水平方向的夹角，，，求地面对箱子的支持力的大小及摩擦力的大小。
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．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【试题解析】
【分析】
对小孩和车整体受力分析，根据共点力平衡条件分析即可。
本题关键是明确小孩和车整体的受力情况和运动情况，然后结合共点力平衡条件列式分析，基础题目。
【解答】
A.小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，根据共点力平衡条件，拉力的水平分力等于小孩和车所受的摩擦力，故A错误；
小孩和车整体受重力、支持力、拉力和摩擦力，根据共点力平衡条件，拉力，摩擦力的合力与重力，支持力的合力平衡，重力，支持力的合力竖直，故拉力与摩擦力的合力方向竖直向上，由于存在摩擦力，如果拉力与摩擦力的合力大小可能等于重力大小，则车与地面间无压力，不满足存在摩擦力的条件，所以拉力与摩擦力的合力大小小于重力大小，故B错误，C正确；
D.小孩和车做匀速直线运动，故所受的合力为零，故D错误。
故选C。
2.【答案】
【解析】
【分析】
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。
【解答】
A.根据力的平行四边形定则可知，合力与分力的大小关系不确定，故A错误；
B.由平行四边形定则，可知，同一个力可以分解为无数对分力，在没有限定的情况下，一个力分解有若干种，故B错误；
C.的力不可以分解为和的两个分力，因为和的合力范围为，故C错误；
D.的力可以分解为和的两个分力 ，因为和的合力范围为，故D正确。
故选D。
3.【答案】
【解析】
【分析】
两力合成时，合力随夹角的增大而减小，当夹角为零时合力最大，夹角时合力最小，并且
本题关键根据平行四边形定则得出合力的范围：2
【解答】
两力合成时，合力范围为：；一个力的大小是，另一个力的大小是，它们合力的取值范围为；故B正确，故ACD错误。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题中人受到三个力，重力和地面对两臂的作用力，将重力按照力的效果分解，运用“大小方向确定的一个力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越小，分力越小”的结论，即可以判断。
本题考查力的分解，关键是知道合力一定，两个分力大小相等，根据平行四边形定则可判断两分力夹角越小，分力越小。
【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，故A正确。
5.【答案】
【解析】
【分析】
根据两个力同向时合力为，两个力反向时合力为，列表达式求解；
解题的关键是分析图线代表的物理意义。
【解答】
设两个力分别为、，
当两个力的夹角为度时，合力为，则；
当两个力的夹角为度时，合力为，则
计算得出，；
故A错误，B正确；
当两个力垂直时，合力为：，故C错误，D错误；
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】
力正交分解时，以合力为对角线，两分力是临边。
先把正交分解，再合成求解合力。
【解答】
分解为沿轴负方向和沿轴负方向的分力，大小都是，再与合成，合力为沿轴负方向的的力，故C正确。
故选C。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查正交分解法求力的大小，注意三角关系。对物体受力分析，根据正交分解，利用平衡条件求出各力的大小及方向；求摩擦力时还可以用滑动摩擦力公式计算。
【解答】
对雪橇受力分析，如图：
、支持力为，故AB错误；
、摩擦力为：，根据平衡条件得： ，故C正确，D错误；
8.【答案】
【解析】解：
、物体受重力、支持力与摩擦力。而、是重力的两个分力，实际不存在，实际受到的就是重力作用在物体上。所以A错误，D正确；
、是使物体紧压斜面的分力，不是物体对斜面的正压力，根据平衡条件，与斜面对物体的支持力相等，所以BC错误；
故选：。
本题中压力与物体紧压斜面的分力尽管方向相同，大小相等，但施力物体与受力物体都不同。分析受力时，只分析物体实际受到的力，分力或合力不单独分析。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查力的合成与分解的运算，基础题。
【解答】
设大腿骨和小腿骨的作用力分别为、，则，由平行四边形定则可知，对进行分解，有，解得，由牛顿第三定律可知，地面对脚掌的作用力与大小相等，故B正确，ADC错误。
10.【答案】
【解析】
【分析】
已知合力和一个分力的方向，分解不具有唯一性，根据平行四边形定则作图分解即可。
本题关键是确定合力与分力的方向，然后根据平行四边形定则作图分析，最后根据几何关系求解。
【解答】
由题意可知，
当如图所示时，的大小最小，即最小值为；
则的大小大于或等于即可，故C正确，ABD错误。
11.【答案】；；。
【解析】
【分析】
、本实验抓住两根弹簧秤的拉力的共同作用效果与一根弹簧秤的作用效果相同，即运用等效替代的思想进行实验；
数据处理时：我们需要画出力的大小和方向，所以力要尽量大些可减小测量误差对实验的影响，拉橡皮筋时要拉的尽量长一点，了解误差产生的原因即可正确解答。
本实验采用的是等效替代的方法，即一个合力与几个分力共同作用的效果相同，可以互相替代。
【解答】
图中的与中，是由平行四边形得出的，而是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，一定与共线的是；、的合力的理论值的是
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，故ACD错误，B正确；
故选B。
画平行四边形时，夹角适当大一些画出的平行四边形就误差会小些，而不是要求夹角尽量大，故A错误；
B. 数据处理时：我们需要画出力的大小和方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影响，但不是尽可能使两分力相差的大些，故B错误；
C. 作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有有较大差别，同时为了减小因摩擦造成的误差，故应使各力尽量与木板面平行，故C正确；
D. 为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，橡皮条不是要尽可能长，故D错误。
故选C。
故答案为：；；。
12.【答案】解：分析箱子受力如图所示：
在水平方向和竖直方向上的合力为零，有：
联立解得：，。
答：地面对箱子的支持力的大小，摩擦力的大小。
【解析】本题主要是考查了共点力平衡的问题。
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。
对箱子进行受力分析，根据水平方向和竖直方向上受力平衡，合力为零，分别列式可得。
13.【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：，．
【解析】先以结点为研究对象，分析受力情况，由平衡条件求出绳的拉力大小，再以为
研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解斜面对木块的摩擦力和弹力
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