2018_2019高中物理第4章怎样求合力与分力章末检测试卷沪科版必修1

第4章 怎样求合力与分力
章末检测试卷(四)
(时间：90分钟　满分：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分．每小题给出的选项中只有一项符合题目要求．)
1．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一个分力的大小
B．合力的大小至少大于其中一个分力
C．合力的大小可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小
D．合力不能与其中的一个分力相等
答案　C
解析　由力的合成的平行四边形定则知：两个力的合力范围是|F1－F2|≤F≤F1＋F2，故合力的大小可以比分力大、比分力小或者与分力大小相等，故C对，A、B、D都错．
2．用如图所示的四种方法悬挂一个镜框，绳中所受拉力最小的是(　　)
答案　B
3．两个共点力F1和F2的合力大小为6 N，则F1和F2的大小可能是(　　)
A．F1＝2 N，F2＝9 N B．F1＝4 N，F2＝8 N
C．F1＝1 N，F2＝8 N D．F1＝2 N，F2＝1 N
答案　B
4．在某驾校的训练场地上，有一段圆弧形坡道，如图1所示，若将同一辆车先后停放在a点和b点，下述分析和比较正确的是(　　)
图1
A．车在a点受坡道的支持力大于在b点受的支持力
B．车在a点受坡道的摩擦力大于在b点受的摩擦力
C．车在a点受到的合外力大于在b点受的合外力
D．车在a点受重力的下滑分力大于在b点受重力的下滑分力
答案　A
解析　车在a点受坡道的支持力大于在b点受到的支持力，车在a点受坡道的摩擦力小于在b点受的摩擦力，选项A正确，B错误；由于静止，车在a点受到的合外力等于在b点受到的合外力，选项C错误；车在a点受的重力的下滑分力小于在b点受的重力的下滑分力，选项D错误．
5．目前，我市每个社区均已配备了公共体育健身器材．如图2所示为一秋千，用两根等长轻绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点．由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，如图中虚线所示，但两悬挂点仍等高．座椅静止时用F表示所受合力的大小，F1表示单根轻绳对座椅拉力的大小，与倾斜前相比(　　)
图2
A．F不变，F1变小 B．F不变，F1变大
C．F变小，F1变小 D．F变大，F1变大
答案　A
解析　如图所示，木板静止时，受重力和两个拉力而平衡，故三个力的合力为零，即：F＝0；根据共点力平衡条件，有：2F1cos θ＝mg
解得：F1＝.由于长期使用，导致两根支架向内发生了稍小倾斜，故图中的θ角减小了，故F不变，F1变小．故选A.
6．如图3所示，物体A、B、C叠放在水平桌面上，力F作用在物体C上后，各物体仍保持静止状态，那么以下说法正确的是(　　)
图3
A．C不受摩擦力作用
B．B不受摩擦力作用
C．A受到的各个摩擦力的合力不为零
D．A、B、C三个物体组成的整体所受摩擦力为零
答案　B
解析　以C为研究对象，力F作用在物体C上，C处于静止状态，C一定受到A的摩擦力，A错；以B为研究对象，B水平方向不受其他外力，处于静止状态，所以B不受摩擦力，B对；A处于静止状态，C对A的摩擦力与地面对A的摩擦力的合力等于零，C错；以A、B、C三个物体组成的整体为研究对象，受水平向右的拉力，所以整体受地面向左的摩擦力，D错．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．每小题给出的选项中有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)
7. 如图4是某同学为颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根轻绳绕过两个光滑定滑轮和一个光滑动滑轮后两端各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验)，整个装置在同一竖直平面内．如果要增大手指所受的拉力，可采取的方法是(　　)
图4
A．只增加绳的长度 B．只增加重物的重量
C．只将手指向下移动 D．只将手指向上移动
答案　BC
解析　绳上的拉力等于悬挂重物的重力mg，手指受力分析如图，三个力的合力为零，两个拉力的大小恒定，夹角越大，合力越小，夹角越小，合力越大；只增加绳的长度
时，由于两个绳拉力不变，动滑轮位置不变，故三个力大小方向都不变，故A错误；只增加重物的重量，两个拉力变大，动滑轮位置不变，则两拉力夹角不变，故合力变大，故手要用较大的力，故B正确；手指向下移动，两个拉力大小不变，夹角变小，故两拉力合力变大，故手要用较大的力，故C正确；手指向上移动，两个拉力大小不变，夹角变大，故两拉力合力变小，故手要用较小的力，故D错误．
8．小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图5所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是(　　)
图5
A．当θ为120°时，F＝G B．不管θ为何值，F＝
C．当θ＝0时，F＝ D．θ越大，F越小
答案　AC
解析　由力的合成可知，两分力相等，θ＝120°时，F合＝F分＝G，θ＝0时，F分＝F合＝，故A、C对，B错．θ越大，在合力一定时，分力越大，故D错．
9．两物体A、B如图6所示连接且处于静止状态，现在给B施加一个水平力F，使B缓慢移动，物体A始终静止在地面上，则此过程中有(　　)
图6
A．物体A对地面的压力逐渐变小
B．物体A受到的摩擦力不变
C．绳的拉力逐渐变大
D．地面对A的作用力保持不变
答案　AC
10．如图7所示，用水平力F推静止在斜面上的物块，当力F由零开始逐渐增大而物块仍保持静止状态，则物块(　　)
图7
A．所受合力逐渐增大
B．所受斜面摩擦力逐渐增大
C．所受斜面支持力逐渐增大
D．所受斜面作用力逐渐变大
答案　CD
解析　物块保持静止状态，所受合力仍为零，A错．开始时摩擦力方向沿斜面向上，力F增大，摩擦力减小，当摩擦力方向沿斜面向下时，力F增大，摩擦力增大，B错．物块所受斜面支持力大小等于重力和F沿垂直于斜面方向的分力之和，而重力沿垂直于斜面方向的分力不变，F沿垂直于斜面方向的分力增大，故随着F的增大，物块所受斜面支持力增大，C对．物块所受斜面的作用力大小等于重力与F的合力，由于F增大，物块所受斜面的作用力变大，D正确．
三、实验题(本题共2小题，共12分)
11．(4分)在“探究合力与分力的关系”的实验中，先将橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳．实验时，需要拉伸橡皮筋两次，一次是通过两细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮筋，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋．
(1)实验对两次拉伸橡皮筋的要求中，下列说法正确的是________(填字母代号)．
A．将橡皮筋拉伸相同长度即可
B．将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度
C．将弹簧测力计都拉伸到相同刻度
D．将橡皮筋和绳的结点拉到相同位置
(2)同学们在操作过程中有如下说法，其中对减小实验误差有益的说法是________(填字母代号)．
A．两细绳必须等长
B．弹簧测力计、细绳、橡皮筋都应与木板平行
C．用两弹簧测力计同时拉细绳时两弹簧测力计示数之差应适当大些
D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
答案　(1)BD　(2)BD
12．(8分)在“探究合力与分力的关系”实验中，现有木板、白纸、图钉、橡皮筋、细绳套和一只弹簧测力计．
(1)为了完成实验，某同学另找来一根弹簧，先测量其劲度系数，得到的实验数据如下表：
弹力F(N)
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
伸长量x(10－2 m)
0.74
1.80
2.80
3.72
4.60
5.58
6.42
根据表中数据在作出F－x图像并求得该弹簧的劲度系数k＝________N/m；
(2)某次实验中，弹簧测力计的指针位置如图8甲所示，其读数为________N；同时利用(1)中结果获得弹簧上的弹力值为2.50 N，请在图乙中画出这两个共点力的合力F合的图示；
　
图8
(3)由图得到F合＝________N.
答案　(1)见解析图　53(说明：±2范围内都可)
(2)2.10(说明：有效数字位数正确，±0.02范围内都可)
见解析图
(3)3.3(说明：±0.2范围内都可)
解析　(1)以水平方向为x轴，竖直方向为F轴，建立直角坐标系，然后描点，选尽可能多的点连成一条线，
其图线的斜率即为弹簧的劲度系数k，
在直线上任取一点，如(6×10－2,3.2)，
则k＝ N/m≈53 N/m.
(2)弹簧测力计的读数为2.10 N，选标度
合力F合的图示如图所示．
(3)经测量，合力F合＝3.3 N.
四、计算题(本题共4小题，共44分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13. (10分)如图9所示，物重30 N，用OC绳悬挂在O点，OC绳能承受的最大拉力为20 N，再用一绳AB系于OC绳上的A点，AB绳能承受的最大拉力为30 N，现用水平力拉AB绳可以把OA绳拉到竖直方向成多大角度？
图9
答案　30°
解析　对A点进行受力分析，如右图所示，由题意可得
FOA＝，FAB＝Gtan α.
设OA先断，
则FOA＝20 N
解得α＝30°，
此时FAB＝Gtan α＝10 N＜30 N.
因此，可以把OA绳拉到与竖直方向成30°角处．
14．(10分)如图10所示，质量为m的木块放到倾角为θ的斜面上，恰好可以沿斜面匀速下滑．
图10
(1)求木块匀速下滑过程中受到的摩擦力的大小；
(2)若对木块施加一个平行于斜面向上的力F，使木块沿斜面向上匀速运动，则力F的大小为多少？
答案　(1)mgsin θ　(2)2mgsin θ
解析　(1)木块匀速下滑过程中，受力如图甲所示，根据平衡条件可得：f＝mgsin θ
　
(2)木块匀速上滑过程中，受力如图乙所示，
根据平衡条件可得：
F＝f＋mgsin θ
由以上两式可得：F＝2mgsin θ
15．(12分)如图11所示，质量为m＝0.8 kg的砝码悬挂在轻绳PA和PB的结点上并处于静止状态，PA与竖直方向的夹角为37°，PB沿水平方向．质量为M＝10 kg的木块与PB相连，静止于倾角为37°的斜面上(取g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．求：
图11
(1)轻绳PB拉力的大小；
(2)木块所受斜面的摩擦力和弹力大小．
答案　(1)6 N　(2)64.8 N　76.4 N
解析　(1)分析P点的受力如图甲所示，有
FAcos 37°＝mg
FAsin 37°＝FB
可解得FB＝6 N
(2)再分析木块的受力情况如图乙所示，有
f＝Mgsin 37°＋FBcos 37°
N＋FBsin 37°＝Mgcos 37°
解得f＝64.8 N
N＝76.4 N
16．(12分)如图12所示，三根轻质绳子OA、OB与OC将一质量为10 kg的重物悬挂空中而处于静止状态，其中OB与天花板夹角为30°，OA与天花板夹角为60°，要求画出结点O的受力分析图，标出对应的力及角度．(g取10 m/s2)
图12
(1)求绳子OA、OB对应的拉力大小FA、FB；
(2)若保持O、B点位置不变，改变OA绳长度，将A点移动到D点，使得OD＝OB，求此时绳子OD对应的拉力大小FD.
答案　见解析图　(1)50 N　50 N　(2)100 N
解析　对结点O受力分析如图甲所示，
(1)根据平衡条件，由几何知识得：
FA＝mgcos 30°＝50 N
FB＝mgsin 30°＝50 N.
　　　
(2)将A点移动到D点后画出受力图如图乙所示，
运用合成法，由几何知识得：
FD＝mg＝100 N.