高中物理人教新课标版必修1： 力的合成与分解 针对训练（含解析）

考点集训：力的合成与分解
1．大小分别为30N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不
可能等于（ ）
A．5N B．10N C．45N D．60N
2．如图所示，有两个共点力，一个是F1＝40N，一个是F2，它们的合力是F＝100N，则F2的大小可能是
A．20 N B．40 N C．80 N D．160 N
3．如图所示，为了行车方便与安全，高大的桥要造很长的引桥，其主要目的是（ ）
A．减小过桥车辆受到的摩擦力
B．减小过桥车辆的重力
C．减小过桥车辆对引桥面的压力
D．减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力
4．如图所示，在水平晾衣杆上晾晒床单时，为了使床单尽快晾干，可在床单间支撑轻质小木棍．小木棍位置的不同，两侧床单间夹角θ将不同．设床单重力为G，晾衣杆对床单的作用力大小为F，下列说法正确的是：
A．θ越大，F越大
B．θ越大，F越小
C．无论θ取何值，都有F=G
D．只有当=120°时，才有F=G
5．如图所示，半径为的虚线圆上有一弦AB，弦长为，C为弦AB的垂直平分线与圆右侧的交点，现给ABC三点放置三个长度均为、方向与纸面垂直的直线电流，电流的大小相等，AB方向相同，B与C相反。已知直线电流在周围产生磁场的磁感应强度的表达式为，其中为常数， 为电流， 为空间某点到直线电流的距离。若A对B的磁场力大小为,则（ ）
A．B对C的磁场力大小为
B．A对C的磁场力大小为
C．C所受到的磁场力大小为
D．C所受到的磁场力大小为
6．如图，小明在倾斜的路面上使用一台没有故障的体重秤，那么测出来的体重示数比他实际体重（ ）
A．偏大
B．偏小
C．准确
D．不准确，但无法判断偏大偏小
7．在“探究求合力的方法”的实验中，要使每次合力与分力产生的效果相同，则必须
A．每次把橡皮条结点拉到相同的位置
B．每次把橡皮条拉直
C．每次读出弹簧测力计的示数
D．每次记准细绳的方向
8．如图所示，依山而建的盘山公路，修建目的是
A．增大汽车上山所需的牵引力
B．减小汽车上山所需的牵引力
C．增大汽车上山过程所做的功
D．减小汽车上山过程所做的功
9．如图所示，在“探究力的平行四边形定则”的实验中，利用了等效性原理，其等效性是指（ ）
A．两个弹簧秤拉时弹簧秤发生相同的形变
B．一个弹簧秤拉和两个弹簧秤拉时簧秤发生相同的形变
C．一个弹簧秤拉和两个弹簧秤拉时橡皮筋伸长的长度相等
D．一个弹簧秤拉和两个弹簧秤拉时橡皮筋与细绳套的结点位置相同
10．同一平面上共点的三个力、则F1、F2、F3三力的合力F的大小范围是
A． B．
C． D．
11．物体静止在一固定在水平地面的斜面上，下列说法正确的是（ ）
A．物体对斜面的压力和斜面对物体的支持力是一对平衡力
B．物体对斜面的摩擦力和斜面对物体的摩擦力是一对作用力和反作用力
C．物体所受重力和斜面对物体的作用力是一对作用力和反作用力
D．物体所受重力可以分解为沿斜面的力和对斜面的压力
12．生活中经常用刀来劈开物体。如图是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ，刀的重力可以忽略，则刀劈物体时对物体的侧向推力FN的大小为（　　）
A． B． C． D．
13．如图所示，小方块代表一些相同质量的钩码，图甲中O为轻绳之间连接的结点，图乙中光滑的轻质小滑轮跨在轻绳上悬挂钩码，两装置处于静止状态，现将图甲中B滑轮的端点B稍稍右移一些，图乙中的端点B稍稍向上移动一些(图乙中的绳长不变)，则关于θ角和OB绳的张力F的变化，下列说法正确的是 (　　)
A．图甲、乙中的θ角均增大，F均不变
B．图甲、乙中的θ角均不变，F均不变
C．图甲中θ角增大、图乙中θ角不变，张力F均不变
D．图甲中θ角减小、F不变，图乙中θ角增大、F减小
14．一个物体受到三个共点的恒力作用，三个恒力的大小分别是2N、4N、7N．能够正确描述物体可能的运动情况的图像是
A．B．
C．D．
15．计算下列图中所示的支架中轻杆和轻绳上的力的大小。
16．质量M=2kg的质点停在如图所示的光滑平面直角坐标系原点O，当其受到三个同平面的作用力F1、F2、F3时正好在O点处于静止状态．已知三个力中的F2=4N，方向指向y轴的负方向，求：
（1）只将F2力撤去，质点受到的合力大小和方向；
（2）从某时刻开始计时，只撤去F1力，质点经过4秒到达坐标为（－8，0）位置，则F3力大小如何；
（3）从第4秒末起又恢复F1力作用，同时停止F2作用，则第6秒末质点的速度大小和方向如何．
17．如图所示，质量分别为、的两个半球体、放在粗糙的水平地面上，质量为，外表面光滑的半球体放在、之间，、、均处于静止状态，、恰好接触且其间没有作用力，已知、、的半径均为，、与地面间的动摩擦因数均为，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为。
（1）求对的支持力大小；
（2）求地面对的支持力大小和摩擦力大小。
18．如图所示，光滑斜面的倾角为θ，有两个相同的小球，分别用光滑挡板A、住．挡板A沿竖直方向，挡板B垂直斜面．试求：
（1）分别将小球所受的重力按效果进行分解；
（2）两挡板受到两个球压力大小之比；
（3）斜面受到两个球压力大小之比．
19．三个共点力的大小分别是F1=10N，F2=6N，F3=8N．它们之间的夹角可以改变，则它们的合力的最大值是 _________ N；最小值是 _______ N.
20．大小分别为4N、9N和12N的三个共点力，它们之间的夹角可以变化，则它们的合力的最大值是__________；合力的最小值是__________。
参考答案
1．D
【解析】
两力合成时，合力满足关系式：,所以大小分别为10N和15N的两个力合力满足,所以D不可能，
2．C
【解析】
根据两个分力的合力在两个分力之差与两个分力之和之间，分析另一个分力的大小可能值．
【详解】
有两个共点力的合力大小为100N，若其中一个分为大小为40N，另一个分力的大小应在60N≤F≤140N范围，所以可能为80N。故选C。
【点睛】
本题求解分力的范围与确定两个力的合力范围方法相同．基本题．也可以采用代入法，将各个选项代入题干检验，选择符合题意的．
3．D
【解析】
ACD．对车受力分析，受重力、支持力和阻力，重力的大小方向均不变，重力产生两个作用效果，使物体沿斜面下滑，使物体紧压斜面，设斜面倾角为，将重力按照作用效果分解如图：
由几何关系可得，平行斜面分量为：
由于引桥越长，坡角越小，越小；垂直斜面分量为：
压力等于重力垂直斜面分量，变小，压力变大，摩擦力变大，故D正确，AC错误；
B．物体重力不变，故B错误。
4．C
【解析】
以床单和细杆整体为研究对象，分析受力，由平衡条件分析N与G的关系．
【详解】
以床单和细杆整体为研究对象，整体受到重力G和晾衣杆的支持力F，由平衡条件知 F=G，与θ取何值无关，故ABD错误，C正确．
故选C．
【点睛】
本题属于两个物体平衡问题，关键要灵活选择研究对象，采用隔离法分析研究，比较简便．
5．C
【解析】设A、B的电流方向垂直纸面向里，C的电流方向垂直纸面向外，连接AC、AB，过C作AB的垂线CD，如图所示：
由几何关系可知， ，即是一个等边三角形，根据磁感应强度的表达式可知，三根导线的电流大小相等，若A对B的磁场力大小为，则A对C的磁场力大小也为，B对A的磁场力大小也为，B对C的磁场力大小也为，故AB错误；对C受力分析如图所示：
由力的合成法得： ，C正确，D错误；选C.
【点睛】三根导线通过的电流大小相等，距离相等，故三根导线之间的互相作用力都相等；对C受力分析，根据力的合成法求出C所受的合力.
6．B
【解析】因为人肯定是垂直接触体重秤的，在倾斜的路面上使用一台没有故障的体重秤，可将该情景简化为斜面模型，人站在斜面上，对地面的压力为（θ为斜面的倾角），故小于重力，测出的体重比实际的小，B正确．
7．A
【解析】
【详解】
要使每次合力与分力产生的效果相同，则必须每次把橡皮条结点拉到相同的位置，故A正确，BCD错误．
8．B
【解析】
【详解】
修建盘山公路的目的是延长斜面长度从而减少上山需要的牵引力，使汽车更容上山，下山时减少重力的分力，使汽车下山时不容易发生事故，故B正确，ACD错误；
9．D
【解析】
【分析】
【详解】
用两个弹簧秤拉橡皮条，使橡皮条的结点拉到位置；若只用一个弹簧秤拉，要产生相同的效果，必须是橡皮条形变量相同且形变的方向也相同，所以必须把橡皮条的结点拉到位置，即必须将一个弹簧秤拉和两个弹簧秤拉时橡皮筋与细绳套的结点位置相同，故A、B、C错误，D正确；
故选D。
10．B
【解析】
【详解】
当三个力同向时，合力最大，为
5N、8N合成时合力范围为：
当合力为13N时，再与第三个力合成，合力最小为
因此合力的范围是
故B正确。
故选B。
11．B
【解析】
【详解】
A．两力性质相同，并分别作用在两个物体上，是一对作用力和反作用力，而不是一对平衡力，A项错误；
B．两力性质相同，并分别作用在两个物体上，是一对作用力和反作用力，B项正确；
C．物体所受重力的施力物体是地球，重力的反作用力应作用在地球上，斜面对物体的作用力作用在物体上，选项中两个力的作用对象都是这一物体，而且斜面对物体的作用力是摩擦力与支持力的合力，与重力是不同性质的力，C项错误；
D．对物体所受重力的分解，无论怎样分解，任何一个分力都应该作用在物体上，而不能作用在斜面上，D项错误。
12．B
【解析】
【分析】
【详解】
ABCD．将力F根据平行四边形定则分解如下
由几何知识得，侧向推力的大小为
ACD错误B正确。
故选B。
13．B
【解析】
【分析】
【详解】
图1中，根据钩码个数，O点所受的三个力正好构成直角三角形，若端点B沿虚线稍稍右移一些，三力大小F不变，根据力的合成法则，可知方向不变，即夹角θ不变，图2中，因光滑的滑轮，且绳子中的张力相等，则A、B两端的力总是相等的，因此合力平分A、B绳的夹角，即使稍上移，绳子张力大小F仍不变，则根据力的合成法则，可知AB夹角不变，则θ角不变，故B正确，ACD错误。
故选B。
【点睛】
本题解题关键是抓住动滑轮绳子的张力大小相等的特点以及合力与分力的关系：合力大小不变，夹角增大时，合力减小进行分析。
14．D
【解析】
【详解】
ABC、2N和4N的两个力的合力范围为2N?6N，与7N的力大小不可能相等，所以该物体不可能处于平衡状态，即不可能静止或匀速直线运动．故ABC错误．
D. 三个力的合力是恒力，则物体一定做匀变速运动，速度可能均匀增大，则D是可能的，故D正确．
故选D.
【点睛】
根据任意两个力的合力与第三个力大小是否能相等，判断物体能否保持平衡状态，再由牛顿第二定律分析其运动情况，从而得到运动图象．
15．，
【解析】
【分析】
【详解】
受力分析如图
由三角函数关系可知
16．（1）4N，方向沿y轴的正方向；（2）2N；（3）4m/s，速度方向指向第三象限，与y轴夹解为45°
【解析】
【详解】
（1）撤去F2力作用时，质点受到的合力大小等于F2=4N，方向沿y轴的正方向
（2）停止F1的作用后，F2、F3的合力与F1等值反向，由第4秒末质点的位置坐标（－8，0），可确定质点沿x轴负方向作匀加速运动有：，
解得
则 ，方向沿x轴正方向
根据平行四边形定则有：
（3）F1、F3同时作用而F2停止作用时，合力沿y轴正方向大小为4N，质点作类平抛运动，在y轴方向上，

则第6秒末速度，
速度方向指向第三象限，与y轴夹角为45°
17．（1）；（2）；
【解析】
【分析】
【详解】
（1）C受力如图所示，则有
其中
解得
（2）对受力分析有
解得，
18．（1）图见解析 （2） （3）
【解析】
试题分析：（1）对球1所受的重力来说，其效果有二：第一，使物体欲沿水平方向推开挡板；第二，使物体压紧斜面．因此，力的分解如图甲所示，由此得两个分力，大小分别为：
（2）（3）对球1，，
对球2，
所以：挡板AB所受的压力之比为：
斜面所受两个小球压力之比为：
考点：考查了力的合成与分解
19．24 0
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]当他们三个同方向时合力最大，最大值为
F2，F3合力范围为
可以合成一个和F1等大反向合力，所以他们合力最小值为0。
20．25N 0
【解析】
【分析】
【详解】
[1]大小分别为4N、9N和12N的三个共点力的合力最大值为三个力之和即为25N
[2]4N、9N两个力的合力最大为13N，最小为5N，12N在13N、9N两个力的合力范围内，所以三个力最小值是0N