2019版物理新教材人教必修一练习 力的合成和分解 Word版含解析

力的合成和分解
题组一　对合力与分力的理解
1．[2019·济宁曲师大附中高一期中]下面关于合力和它的两个分力的关系的叙述中，正确的是(　　)
A．合力一定大于其中任意的一个分力
B．合力有可能小于其中任意的一个分力
C．两个分力的大小不变夹角在0～180°之间变化，夹角越大，其合力也越大
D．两个力F1和F2的夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就一定增大
解析：不在同一条直线上的两个力合成时，遵循平行四边形定则，故合力可能大于、小于或等于任意一个分力，故A错误，B正确；两个共点力的夹角在0～180°之间，其合力随两力夹角的增大而减小，故C错误；若夹角θ不变，F1大小不变，F2增大，若F2与F1反向，F1>F2，则合力F减小，故D错误．故选B.
答案：B
2．光滑水平面上的一个物体，同时受到两个力的作用，其中F1＝8 N，方向水平向左；F2＝16 N，方向水平向右．当F2从16 N逐渐减小至0时，二力的合力大小变化是(　　)
A．逐渐增大 B．逐渐减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
解析：F2减至8 N的过程中合力减小至0，当F2继续减小时，合力开始增大，但方向与原来合力的方向相反，故选项C正确．
答案：C
3．[2019·济南长清一中高一月考]两个大小分别为F1和F2(F2A．F2≤F≤F1
B.≤F≤
C．|F1－F2|≤F≤F1＋F2
D．F－F≤F2≤F＋F
解析：两个共点力合成，遵循平行四边形定则，当两个力同向时合力最大，等于F1＋F2，反向时合力最小，等于|F1－F2|，故|F1－F2|≤F≤F1＋F2.故选C.
答案：C
题组二　力的合成
4.
如右图所示，AB是半圆的直径，O为圆心，P点是圆上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3.若F2的大小已知，则这三个力的合力为(　　)
A．F2 B．2F2
C．3F2 D．4F2
解析：
由几何知识知，力F1与F3垂直，以F1、F3为邻边作平行四边形，如右图所示，则F1、F3的合力为PC代表的线段，由于＝2，即PC代表的力等于2F2，故三个力的合力为3F2，C正确．
答案：C
5.
如图所示，三个共点力F1、F2与F3作用在同一个质点上，其中，F1与F2共线且反向，F3与F1垂直，F1＝10 N、F2＝4 N、F3＝8 N．则质点所受的合力大小为(　　)
A．22 N B．10 N
C．6 N D．14 N
解析：先看F1与F2的合力，由于二者方向相反，所以其合力大小为10 N－4 N＝6 N，再与F3运用平行四边形法则合成，则其合力的大小为 N＝10 N，故选B.
答案：B
6.
水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一个小滑轮B，一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m＝10 kg的重物，CB与水平方向夹角为30°，如图所示，则滑轮受到绳子的作用力大小为(g取10 m/s2)(　　)
A．50 N B．50 N
C．100 N D．100 N
解析：
以滑轮为研究对象，悬挂重物的绳的拉力F＝mg＝100 N，故小滑轮受到绳的作用力沿BC、BD方向，大小都是100 N．以CB、BD为邻边作平行四边形如右图所示，由∠CBD＝120°，∠CBE＝∠DBE，得∠CBE＝∠DBE＝60°，即△CBE是等边三角形，故F合＝100 N.
答案：C
7．图甲为“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置．
(1)(多选)下列说法中正确的是________．
A．在测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化
B．弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下
C．F1、F2和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程
D．为减小测量误差，F1、F2方向间夹角应为90°
(2)弹簧测力计的指针如图乙所示，由图可知拉力的大小为________ N.
解析：(1)在同一组数据中，只有当橡皮条节点O的位置不发生变化时，两个力的作用效果和一个力的作用效果才相同，才可以验证平行四边形定则，故A正确；弹簧测力计拉细线时，方向不一定向下，只要把O点拉到同一位置即可，故B错误；根据弹簧测力计的使用原则可知，在测力时不能超过弹簧测力计的量程，故C正确；F1、F2方向间夹角为90°，并不能减小误差，故D错误．(2)弹簧测力计的指针指示要估读到下一位，故拉力F的大小为4.00 N.
答案：(1)AC　(2)4.00
题组三　力的分解
8．[2019·南宁月考]关于合力与其两个分力的关系，下列说法中正确的是(　　)
A．合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同
B．两个分力的作用效果与它们合力的作用效果不一定相同
C．两个分力的大小之和就是合力的大小
D．一个力可以分解为任意大小的两个分力
解析：两个分力的作用效果与其合力的作用效果一定是相同的，合力可以等效替代两个分力，A正确、B错误；分力与合力的关系遵从平行四边形定则，不符合平行四边形定则的分解都是不正确的，C、D错误．
答案：A
9．[2019·商丘九校联考]将一个力F分解为两个力F1、F2，下列情况不可能的是(　　)
A．F1或F2垂直于F
B．F1、F2都与F在同一直线上
C．F1或F2的大小等于F
D．F1、F2的大小和方向都与F相同
答案：D
10.
如图，倾角为15°的斜面上放着一个木箱，100 N的拉力F斜向上拉着木箱，F与水平方向成45°角．分别以平行于斜面和垂直于斜面的方向为x轴和y轴建立坐标系，把F分解为沿着两个坐标轴的分力．试在图中作出分力Fx和Fy，并计算它们的大小．
解析：
分力Fx和Fy如图所示．由几何关系可得F与x轴的夹角为30°.则Fx＝Fcos 30°＝100× N＝50 N，Fy＝Fsin 30°＝100× N＝50 N.
答案：50 N　50 N
[素养提升练]
11．有三个力：F1＝3 N，F2＝5 N，F3＝9 N，则(　　)
A．F1可能是F2和F3的合力
B．F2可能是F1和F3的合力
C．F3可能是F1和F2的合力
D．上述结论均不正确
解析：F1＝3 N、F2＝5 N，两个力的合力范围为2～8 N，F3＝9 N不在两个力的合力范围内，所以三个力的合力不为零．故三个力中任何一个力都不可能是另外两个力的合力，故A、B、C错误，D正确．故选D.
答案：D
12．(多选)如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动时，受到的摩擦力大小是(　　)
A．甲、乙、丙所受摩擦力相同
B．甲受到的摩擦力最小
C．乙受到的摩擦力最大
D．丙受到的摩擦力最大
解析：图中三个物体对地面的压力分别为FN甲＝mg－Fsinθ，FN乙＝mg＋Fsinθ，FN丙＝mg，因它们均相对地面滑动，由摩擦力Ff＝μFN知，Ff乙>Ff丙>Ff甲，B、C正确．
答案：BC
13．[2019·福建四地六校学年高一上学期第二次联考]如图所示，两个体重相同的人静止坐在秋千上，两秋千绳子能承受的最大张力是一样的．往两人身上同时慢慢加相同重量的物体，直到绳子断开，则下面的叙述正确的是(　　)
A．甲中绳子先断 B．甲、乙中绳子同时断
C．乙中绳子先断 D．不确定
解析：小孩的重力和两根绳子拉力的合力等值反向，合力一定，两分力夹角越大，分力越大，所以夹角越大，绳子拉力越大，则乙中绳子容易断，故C正确，A、B、D错误．故选C.
答案：C
14．[2019·昆明检测]某学生实验小组设计了一个“验证力的平行四边形定则”的实验，装置如图1所示，在竖直放置的木板上部附近两侧，固定两个力传感器，同一高度放置两个可以移动的定滑轮，两根细绳跨过定滑轮分别与两力传感器连接，在两细绳连接的结点O处下方悬挂钩码，力传感器1、2的示数分别为F1、F2，调节两个定滑轮的位置可以改变两细绳间的夹角，实验中使用若干相同的钩码，每个钩码的质量均为100克，取g＝9.8 m/s2.
(1)(多选)关于实验，下列说法正确的是________．
A．实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内
B．每次实验都必须保证结点位于O点
C．实验时需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向
D．实验时还需要一个力传感器单独测量悬挂于O点钩码的总重力
(2)根据每次实验得到的数据，该同学已经按照力的图示的要求画出了F1、F2(如图2所示)，请你作图得到F1、F2的合力F(只作图，不求大小)，并写出该合力不完全竖直的一种可能原因________________．
解析：
(1)本实验重力在竖直方向上，要在竖直方向作平行四边形，则实验开始前，需要调节木板使其位于竖直平面内，故A正确；因为要画平行四边形，则需要记录钩码数量、两力传感器的示数和三细绳的方向，但钩码重力、两力传感器的示数和三绳的方向都已知，所以不必保证结点每次都在同一位置，故B错误、C正确；因为每个钩码的重力已知，所以不需要用力传感器测钩码总重力，故D错误；故选A、C.(2)根据平行四边形定则作出合力F如图所示：由于定滑轮有摩擦、木板未竖直放置等原因导致该合力不完全竖直．
答案：(1)AC　(2)如上图所示　定滑轮有摩擦