3.4 力的合成与分解 过关练习 2025--2026学年上学期高一物理必修第一册人教版(2019)

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名称 3.4 力的合成与分解 过关练习 2025--2026学年上学期高一物理必修第一册人教版(2019)
格式 docx
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资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-08-15 17:07:45

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3.4 力的合成与分解 过关练习 2025--2026学年
上学期高一物理必修第一册人教版(2019)
一、单选题
1.在物理学研究过程中,科学家们有许多物理学研究思想方法,如控制变量法、极限法、等效替代法、理想模型法、微元法等,以下关于所用物理学研究方法叙述正确的是(  )
A.根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义采用了转化法
B.不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体采用了微元法
C.引入重心、合力与分力的概念时运用了等效替代法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了极限法
2.作用在同一物体上的两个共点力,一个力的大小是5N,另一个力的大小是7N,它们合力的大小可能是(  )
A.1N B.5N C.14N D.35N
3.关于分力和合力,以下说法不正确的是(  )
A.合力的大小可能等于某一个分力的大小
B.合力的作用效果跟它的几个分力共同作用的效果相同
C.合力的大小一定大于任何一个分力
D.合力的大小可能小于它的任一个分力
4.两个大小都是5N,夹角为120°的共点力,其合力大小和方向为( )
A.10N,方向与其中一个力夹角为60°
B.,方向与其中一个力夹角为60°
C.5N,方向在两力夹角的角平分线上
D.10N,方向无法确定
5.如图所示,某钢制工件上开有一个楔形凹槽,凹槽的截面是一个直角三角形ABC,∠CAB=30°,∠ABC=90°,在凹槽中放有一个光滑的金属球,当金属球静止时,金属球对凹槽的AB边的压力大小为F1,对BC边的压力大小为F2,则的值为(  )
A. B. C. D.
6.三个共点力F1、F2、F3可用如图所示的有向线段表示,它们围成封闭的三角形。则这三个力的合力最大的是(  )
A. B.
C. D.
7.如图所示,将一个的力分解为两个分力,如果已知其中一个不为零的分力的方向与F成30°角,则下列说法正确的是( )
A.另一分力的方向可能与F平行 B.另一分力的大小可能小于10N
C.的大小不可能小于5N D.另一分力的方向与的方向垂直时,最小
8.如图所示,水平地面上质量为m的物体,在推力F作用下向右运动。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,木块与地面间的动摩擦因数为μ,木块受到的摩擦力为(  )
A.F B.0.6F C.μ(mg+0.6F) D.mg
二、多选题
9.如图所示,将一个竖直向下F = 180N的力分解成F1、F2两个分力,F1与F的夹角为α = 37°,F2与F的夹角为θ,已知sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,下列说法中正确的是( )

A.当θ = 90°时,F2= 240N B.当θ = 37°时,F2= 112.5N
C.当θ = 53°时,F2= 144N D.无论θ取何值,F2大小不可能小于108N
10.如图所示是李强同学设计的一个小实验。他将细线的一端系在手指上,细线的另一端系在直杆的A端,杆的左端顶在掌心上,组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同重物,并保持静止。通过实验会感受到(  )

A.细线是被拉伸的,杆是被压缩的
B.杆对手掌施加作用力的方向沿杆由C指向A
C.细线对手指施加作用力的方向沿线由B指向A
D.所挂重物质量越大,细线和杆对手的作用力可能变小
11.小美在草稿本上画了一个力的示意图,小帅想到可以把这个力分解。若该力,把F分解为和两个分力,已知分力与F夹角为,则的大小( )
A.一定小于10N B.可能等于10N
C.可能大于10N D.最小一定等于5N
12.在做“研究共点力的合成”实验中,某同学提出以下一些操作注意事项,必须要做到的事项有(  )
A.两根细绳必须等长;且两弹簧测力计上拉力方向间的夹角要为锐角
B.在使用弹簧测力计时要注意使弹簧秤与木板平面保持平行
C.每次要把橡皮筋拉到同一位置
D.两弹簧测力计上的拉力大小要相等
三、实验题
13.某同学在做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时,已有的实验器材有:两个弹簧秤、橡皮条(带两个细绳套)、三角尺、木板、白纸和图钉。
(1)下列几项操作有必要的是 。(填正确选项前的标号)
A.两个弹簧秤的示数必须相等
B.两个弹簧秤之间的夹角必须取90°
C.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
D.同一次实验中,结点O的位置不变
(2)下列做法对减小实验误差有益的是 。(多选,填正确选项前的标号)
A.弹簧秤、细绳套、橡皮条都应与木板平行
B.两细绳套之间的夹角越大越好
C.用两弹簧秤同时拉细绳套时,两弹簧秤示数之差应尽可能大
D.拉橡皮条的细绳套要长些,标记同一细绳方向的两点要远些
(3)图甲的四个力中,不是由弹簧秤直接测得的是 。
(4)如图乙所示,用a、b弹簧秤拉橡皮条使结点到O点,当保持弹簧秤a的示数不变,而在角α逐渐减小到0的过程中,要使结点始终在O点,可以 。(多选,填正确选项前的标号)
A.增大b的示数,减小β角度
B.减小b的示数,增大β角度
C.减小b的示数,先增大β角度,后减小β角度
D.增大b的示数,先减小β角度,后增大β角度
四、解答题
14.用三根细线a、b、c将质量为m的小球1和质量为2m的小球2连接,并悬挂如图所示。两个小球处于静止状态,细线a与竖直方向的夹角为30°,细线c水平。(重力加速度为g)求:
(1)细线a、c分别对小球1和2的拉力大小;
(2)细线b对小球2的拉力大小。
15.图中工人在推动一台割草机,施加的推力大小为400 N,方向与水平地面成30°斜向下,割草机重500N。
(1)割草机作用在地面上向下的压力多大?
(2)割草机割完草后,工人用最小的拉力斜向右上方拉它,使之做匀速运动,已知最小拉力大小为300N,则割草机与地面间的动摩擦因数为多少?最小拉力与水平方向的夹角为多少?
16.刀、斧、凿、刨等切削工具的刃都叫做劈,劈的截面是一个三角形,如图所示,使用劈的时候,在劈背上加力F,这个力产生的作用效果是使劈的两侧面推压物体,把物体劈开。设劈的纵截面是一个等腰三角形,劈背的宽度是d,劈的侧面的长度是L。试求劈的两个侧面对物体的压力F1、F2。

参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C B C C B D D C BD AC
题号 11 12
答案 BCD BC
1.C
【详解】A.根据速度定义式,当非常小时,就可以表示物体在某时刻的瞬时速度,该定义采用了极限法,故A错误
B.不需要考虑物体的大小和形状时,用质点来代替实际物体采用了理想化物理模型法,故B错误;
C.引入重心、合力与分力的概念时运用了等效替代法,故C正确;
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法,故D错误。
故选C。
2.B
【详解】5N和7N的两个力的合力范围是2N~12N,则它们的合力可能为5N。
故选B。
3.C
【详解】ACD.合力的大小可能等于、小于或大于某一个分力的大小,选项AD正确,不符合题意,C错误,符合题意;
B.合力的作用效果跟它的几个分力共同作用的效果相同,选项B正确,不符合题意;
故选C。
4.C
【详解】如图所示
两个相等的共点力大小为5N,当它们之间的夹角为120°时,由等边三解形的知识可知,合力的大小也为5N,方向在两力夹角的角平分线上。
故选C。
5.B
【详解】金属球受到的重力产生两个作用效果,压AB面和压BC面,如图所示,对AB面的压力大小F1等于分力G1,对BC面的压力大小F2等于分力G2,故
故选B。
6.D
【详解】A.F1和F2的合力为-F3,合力等于0;
B.F1和F3的合力为F2,合力等于2 F2;
C.F1和F2的合力为F3,合力等于2 F3;
D.F2和F3的合力为F1,合力等于2 F1;
由上可知2F1最大,故选D。
7.D
【详解】A. 合力和两个分力构成了力的矢量三角形,如图所示
不为零,由图可知的方向不可能与F平行,故A错误;
BD. 当和垂直时,最小
故的大小不可能小于10N,故B错误,D正确;
C. 先减小后增大,从零开始(不含零)一直增大,的大小可能小于5N,故C错误。
故选D。
8.C
【详解】由于物体向右运动,所以物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,即
在竖直方向上,有
联立可得
故选C。
9.BD
【详解】A.当θ = 90°时,有
Ftanα = F2
解得
F2= 135N
故A错误;
B.当θ = 37°时,有
F = 2F1cosα,F2= F1
解得
F1= F2= 112.5N
故B正确;
C.当θ = 53°时,有
F2= Fsinα
解得
F2= 108N
故C错误;
D.当F2与F1垂直且F1、F2和F构成一个封闭的三角形时F2有最小值,且最小值为
F2min= Fsinα
解得
F2min= 108N
故D正确。
故选BD。
10.AC
【详解】AD.根据题意可知,重物对结点的拉力产生两个作用效果:使线拉伸和使杆压缩。方向不变时,所挂重物质量越大,分力越大,故D错误,A正确;
B.手掌受杆的压力作用,方向由指向,故B错误;
C.手指受细线拉力作用,方向由B指向A,故C正确。
故选AC。
11.BCD
【详解】
作合力和分力F1的示意图,根据三角形定则作图,通过不同三角形的比较,可知当F与F2垂直时,F2最小,且最小值为
Fsin30°=5N
根据图知,F2无最大值,即
F2≥5N
故选BCD。
12.BC
【详解】A. 两根细绳不必等长;而且两弹簧测力计上拉力方向间的夹角任意角都行,A错误;
B. 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧秤与木板平面保持平行,B正确;
C.每次要把橡皮筋拉到同一位置,才表明分力与合力效果相同,C正确;
D.两弹簧测力计上的拉力大小不必相等,只要在弹性限度内即可,D错误。
故选BC。
13. D AD/DA F BC/CB
【详解】[1]A.两个弹簧秤的示数不必相等,A错误;
B.两个弹簧秤之间的夹角适当就好,可以不取90°,B错误;
C.橡皮条应与两绳拉力的合力在同一直线上,但与两绳夹角的平分线不一定在同一直线上,C错误;
D.本实验中运用到的物理思想方法为等效替代法,同一次实验中,结点O的位置不变,D正确。
故选D。
[2]A.为了减小实验中摩擦对测量结果的影响,拉橡皮条时,橡皮条、细绳、弹簧秤应贴近并平行于木板,A正确;
B.两细绳套之间的夹角越大,合力相比分力太小,实验误差会大,B错误;
C.用两弹簧秤同时拉细绳套时,两弹簧秤示数之差与实验效果无关,C错误;
D.拉橡皮条的细绳套要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,使拉力方向的确定更为精确,D正确。
故选AD。
[3]F是由平行四边形作图得出,不是由弹簧秤直接测得的是F。
[4]由题意可知:保持O点位置不动,即合力大小方向不变,弹簧测力计A的读数不变,因此根据要求作出力的平行四边形定则,画出受力分析图如下:
第一种情况,原来α、β的值较小
所以由图可知α角逐渐变小时,b的示数减小,同时β角减小;
第二种情况,原来α、β值较大
由图可以看出α角逐渐变小时,b的示数减小,同时β角增大;
或者
由图可以看出α角逐渐变小时,b的示数减小,同时β角先增大,后减小;
故选BC。
14.(1),;(2)
【详解】两小球皆静止,故都处于平衡态,合外力为零。
(1)将球1和球2当做一个整体,受力分析如图,Fa与Fc的合力与重力等大反向
所以有
Fa==2mg
Fc=3mg=mg
(2)隔离分析小球2,受力分析如图,G2与Fc的合力与Fb等大反向
所以
Fb==mg
15.(1)700N;(2)0.75,37°
【详解】(1)当工人斜向下推割草机时,在竖直方向上有
解得
由牛顿第三定律可得,割草机作用在地面上向下的压力大小
(2)由平衡条件知,在水平方向上
在竖直方向上有
联立可得
所以当

时,F有最小值为
代入数据可得
16.,
【详解】
如图所示,将力F分解为F1F2,其中F1=F2则根据相似三角形可得:
解得:

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