高中物理人教版必修第一册课后练习 分层集训11　力的合成和分解word版含解析

分层集训11　力的合成和分解
[合格达标练]
题组一　对合力与分力的理解
1．如图所示，A、B为同一水平线上的两个绕绳装置，转动A、B改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C缓慢下降．关于此过程绳上拉力大小的变化，下列说法中正确的是(　　)
A．不变
B．逐渐减小
C．逐渐增大
D．不能确定
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
3．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
题组二　力的合成
4．如图所示，F1、F2为两个相互垂直的共点力，F是它们的合力．已知F1的大小等于3
N，F的大小等于5
N．若改变F1、F2的夹角，则它们的合力的大小还可能是(　　)
A．0
B．4
N
C．8
N
D．12
N
5．(多选)小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图所示，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(　　)
A．当θ＝120°时，F＝G
B．不管θ为何值时，都有F＝
C．当θ＝0°时，F＝
D．θ越大，则F越小
6.
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
7．如图所示，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
题组三　力的分解
8．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
9．一个力的大小为30
N，将此力分解为两个分力，这两个分力的大小不可能是(　　)
A．10
N、10
N
B．20
N、40
N
C．200
N、200
N
D．700
N、720
N
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．
11．(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
[素养提升练]
12．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
13．2018年10月23日，港珠澳跨海大桥正式开通．为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索(所有钢索均处在同一竖直面内)斜拉桥，其索塔与钢索如图所示．下列说法正确的是(　　)
A．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力
B．为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度
C．索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下
D．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布
14．如图所示为斧头劈柴的剖面图，BC边为斧头背，AB、AC边为斧头的两刃面．要使斧头容易劈开木柴，需要(　　)
A．BC边短些，AB边也短些
B．BC边长一些，AB边短一些
C．BC边短一些，AB边长一些
D．BC边长一些，AB边也长一些
15．甲、乙两人用绳子拉船，使船沿OO′方向航行，甲用1
000
N的力拉绳子，方向如图所示，则乙的拉力最小值为(　　)
A．500
N
B．500
N
C．1
000
N
D．400
N
分层集训11　力的合成和分解
1．解析：当改变绳的长度，使光滑挂钩下的重物C缓慢下降时，两绳间的夹角会逐渐变小，而它们的合力是不变的，故这两个分力的大小将会变小，故选项B正确．
答案：B
2．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．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
4．解析：由题意得F2＝＝4
N，故F1、F2的合力大小范围为1
N≤F≤7
N，选项B正确．
答案：B
5．解析：由力的合成可知，在两分力相等，θ＝120°时，F合＝F＝G；θ＝0°时，F＝F合＝，故选项A、C正确，B错误．在合力一定时，分力间的夹角θ越大，则分力越大，故选项D错误．
答案：AC
6．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
7．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
8．答案：D
9．解析：合力的大小不大于两分力大小之和，不小于两分力大小之差的绝对值，只有A不可能．
答案：A
10．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：图见解析　50
N　50
N
11．解析：图中三个物体对地面的压力分别为FN甲＝mg－Fsin
θ，FN乙＝mg＋Fsin
θ，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
12．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．在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
13．解析：索塔对钢索竖直向上的作用力跟桥体整体的重力平衡．增加钢索数量，其桥体整体重力不变，故索塔受到的压力不变，A错误；若索塔高度降低，则钢索与竖直方向夹角θ将变大，由Tcos
θ＝G可知，钢索拉力T将变大，B错误；两侧拉力对称，合力一定在夹角平分线上，即竖直向下，C正确；若钢索非对称分布，但其水平方向的合力为0，合力仍竖直向下，D错误．
答案：C
14．解析：如图所示，斧头对木柴的作用力按力的作用效果可分解为对木柴两端的两个压力，两压力大小相等、与斧头的AB、BC边相互垂直，由几何关系可知，当BC边短一些，AB边长一些时，两力之间的夹角更大，则在作用力不变的情况下两分力更大，即斧头容易劈开木柴，C正确，A、B、D错误．
答案：C
15.
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．如图所示，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sin
30°＝1
000×
N＝500
N，故B正确．
答案：B