人教版高中物理必修一（2019版）练习 第3章力的合成和分解Word版含解析

1．[求合力]有两个共点力F1＝2 N，F2＝4 N，它们合力F的大小可能是(　　)
A．1 N B．5 N C．7 N D．9 N
答案　B
解析　由|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|知，它们合力范围为2≤F≤6，B正确。
2．[合力分力关系]下列关于合力和分力之间的关系的说法中正确的是(　　)
A．合力就是分力的代数和
B．合力总比某一分力大
C．分力与合力的方向总是不一致的
D．合力的大小可能等于某一分力的大小
答案　D
解析　合力是分力的矢量和，而不是代数和，A错误；合力的大小在两分力的代数和与两分力代数差的绝对值之间，B错误，D正确；当两分力方向相同时，合力与分力方向相同，C错误。
3．[合力分力关系]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
答案　C
解析　当两个分力的夹角为零时，合力最大，最大值为F1＋F2；当两个分力的夹角为180°时，合力最小，最小值为F1－F2，所以F1－F2≤F≤F1＋F2，C正确。
4．[合力分力关系]两个共点力F1与F2的合力大小为6 N，则F1与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
解析　由于合力大小范围为：|F1－F2|≤F≤|F1＋F2|，可以对每组数据进行简单加减确定其合力范围，只要其区间有6 N的就可以是解，所以B正确。
5.[合力分力关系]如图所示，一个物体由绕过定滑轮的绳拉着，分别用图中所示的三种情况拉住。在这三种情况下，若绳的张力分别为FT1、FT2、FT3，轴心对定滑轮的支持力分别为FN1、FN2、FN3，滑轮的摩擦、质量均不计，则(　　)
A．FT1＝FT2＝FT3，FN1>FN2>FN3
B．FT1>FT2>FT3，FN1＝FN2＝FN3
C．FT1＝FT2＝FT3，FN1＝FN2＝FN3
D．FT1答案　A
解析　由于定滑轮只改变力的方向，不改变力的大小，所以FT1＝FT2＝FT3。又轴心对定滑轮的支持力等于绳对其的合作用力，而已知两个分力的大小，两分力夹角θ(0<θ<120°)越大，合力F越小，故FN1>FN2>FN3，A正确。
6．[合力分力关系]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
答案　C
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，但方向与合力原来的方向相反。故C正确。
7.[多力合成]如图所示，有5个力作用于同一点O，表示这5个力的有向线段恰构成一个正六边形的两邻边和三条对角线，已知F1＝10 N，求这5个力的合力大小(　　)
A．50 N B．30 N
C．20 N D．10 N
答案　B
解析　由力的平行四边形定则可知，图中F2与F4的合力等于F1，F3与F5的合力也等于F1，故这5个力的合力为3F1＝30 N。B正确。
8．[分力计算]如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45°，日光灯保持水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为(　　)
A．G和G B.G和G
C.G和G D.G和G
答案　B
解析　根据对称性知两绳拉力大小相等，设为F，其夹角为90°，根据两力相等合力的公式F合＝2Fcos，得F合＝2Fcos。日光灯处于平衡状态，合力与重力平衡，于是有2Fcos45°＝G解得F＝G，B正确。
9．[实验综合]某学习小组在“探究求合力的方法”的实验中：
(1)其中的两个实验步骤分别是：
A．在水平放置的方木板上固定一张白纸，用图钉把橡皮条的一端固定在方木板上，另一端拴上两个绳套，通过细绳同时用两个弹簧测力计(弹簧测力计与方木板平面平行)互成角度地拉橡皮条，使它与细绳的结点到达某一位置O点，在白纸上用铅笔记下O点的位置和读出两个弹簧测力计的示数F1和F2；
B．只用一只弹簧测力计，通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与两个弹簧测力计拉时相同，读出此时弹簧测力计的示数F′和记下细绳的方向。请指出以上步骤中的错误或疏漏：
A中是________________________，B中是________________________。
(2)该学习小组纠正了(1)中的问题后，某次实验中两个弹簧测力计的拉力F1、F2已在甲图中画出，图中的方格每边长度表示2 N，O点是橡皮条的结点，请用直角三角板严格作出合力F的图示，并求出合力的大小为________ N。
(3)图乙是某同学在白纸上根据实验结果作出的力的示意图，F和F′中________是F1和F2合力的实际测量值。
答案　(1)没有记录两拉力的方向　没有说明要把结点拉至O点
(2)图见解析　14.1(或10)　(3)F′
解析　(1)步骤A中需记录O点位置，两拉力的大小和方向，题目漏掉了两拉力方向；用一个弹簧秤拉橡皮条时，需保证力的作用效果相同，即要把结点拉至O点，而不是使它的伸长量与两弹簧测力计拉时相同。
(2)利用尺规作图作出以两个拉力长度为边长的平行四边形如图所示，根据标度测算出合力的大小为10 N。
(3)图中F是根据平行四边形定则做出的合力，实际测量值应该是F′。
10．[实验综合]某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________ N。
(2)下列不必要的实验要求是________。(请填写选项前对应的字母)
A．应测量重物M所受的重力
B．弹簧测力计应在使用前校零
C．拉线方向应与木板平面平行
D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请您提出两个解决办法。
答案　(1)3.6　(2)D
(3)①减小弹簧测力计B的拉力；②减小重物M的质量(或将A更换成较大量程的弹簧测力计、改变弹簧测力计B拉力的方向等)。
解析　(1)由题图知，弹簧测力计A的分度值为0.2 N，读数为3.6 N。
(2)验证力的平行四边形定则，一定要记好合力与两分力的大小与方向，与结点位置无关，D错误；M的重力即合力，A正确；测量前弹簧测力计调零才能测量准确，B正确；拉线与木板平行才能保证力在木板平面内，C正确。
(3)对O点受力分析如图所示，可见若减小FOA可调节FOB的大小或方向，调节OA方向或减小物重G等。
B组：等级性水平训练
11. [求分力]甲、乙两人用绳子拉船，使船沿OO′方向航行，甲用1000 N的力拉绳子，方向如图所示，要使船沿OO′方向航行，乙的拉力至少应多大？方向如何？
答案　500 N　方向垂直于OO′指向另一侧
解析　要使船沿OO′方向航行，甲和乙的拉力的合力方向必须沿OO′方向。在图中，作平行四边形可知，当乙拉船的力的方向垂直于OO′时，乙的拉力F乙最小，其最小值为F乙min＝F甲sin30°＝1000× N＝500 N。
12.[求分力]如图所示，长为l＝5 m的细绳的两端分别系于竖立在地面上相距为d＝4 m的两杆的顶端A、B处。绳上挂一个光滑的轻质挂钩，下端悬挂一个重为G＝12 N的物体，稳定后静止在图中位置。求细绳的拉力大小。
答案　10 N
解析　物体受到挂钩两侧细绳的拉力和重力作用，则细绳的两个拉力的合力与物体的重力平衡。根据平行四边形定则，作出两个拉力的合力如图所示。因为整体是一根细绳，所以挂钩两侧的细绳拉力大小相等，设拉力大小为T，则作出的平行四边形是菱形，所以图中α＝β。利用菱形的对角线互相垂直平分，可得F＝G＝2Tsinα。如图中的虚线延长线所示，cosα＝＝，所以α＝37°，T＝＝10 N。