人教版（2019）高一物理必修第一册同步课时作业 （14）力的合成和分解

2020-2021学年高一物理人教版（2019）必修第一册同步课时作业
（14）力的合成和分解
一，选择题
1.(多选)对两个大小不等的共点力进行合成，则(　　)
A.合力一定大于每个分力
B.合力可能同时垂直于两个分力
C.合力的方向可能与一个分力的方向相反
D.两个分力的夹角在0°到180°之间变化时，夹角越小，合力越大
2.物体在同一平面内受三个共点力的作用处于平衡状态，当把的方向在同平面内旋转时（大小不变，大小方向都不变）。则三力的合力大小为（
）
A.0
B.
C.
D.
3.若F1、F2是F的两个分力，下列图像中正确表示F1、F2和F三者关系的是(　　)
4.如图所示，一个半径为r、重为G的光滑均匀球，用长度为r的细绳挂在竖直光滑的墙壁上，则绳子的拉力和球对墙壁的压力的大小分别是（
）
A.
B.
C.
D.
5.在力的分解中，已知合力，分力的方向与合力的夹角为，如图所示，则当另一分力取最小值时，分力的大小为（已知，）（
）
A.24
N
B.30
N
C.32
N
D.50
N
6.是作用于同一物体上的三个共点力，已知，下列矢量图中这三个力的合力最大的是（
）
A.
B.
C.
D.
7.如图所示漫画中的大力士用绳子拉动汽车，绳中的拉力为F，绳与水平方向的夹角为θ。若将F沿水平和竖直方向分解，则其竖直方向的分力为
(　　)
A.Fsin
θ
B.Fcos
θ
C.
D.
8.下列哪组力作用在物体上，有可能使物体处于平衡状态（
）
A.3
N，4
N，8
N
B.7
N，9
N，6
N
C.4
N，7
N，8
N
D.3
N，5
N，1
N
9.一个力F分解为两个力和，下列说法中正确的是（
）
A.F是物体实际受到的力
B.物体同时受到和F三个力的作用
C.和共同作用的效果与F相同
D.和F满足平行四边形定则
10.将力F分解成和，若已知的大小和与F的夹角θ（θ为锐角），则（
）
A.当时，有两解
B.当时，有一解
C.当时，有两解
D.当时，无解
11.明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为，现在木楔背上加一力，方向如图所示，木楔两侧产生推力，则(
)
A.若一定，大时大
B.若一定，小时大
C.若一定，大时大
D.若一定，小时大
12.两个共点力F1和F2的大小不变，它们的合力F跟两力F1、F2之间的夹角θ的关系如图所示，则合力F大小的范围是(　　)
A.0～1
N
　　B.1～3
N
C.1～5
N
　　D.1～7
N
二，填空题
13.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上的A点，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套，并互成角度地拉橡皮条至某一确定的O点，如图所示。
(1)某同学认为在此过程中必须注意以下几点：
A.两弹簧测力计的拉力必须等大
B.同一次实验过程中，O点的位置不允许变动
C.为了减小误差，两弹簧测力计的读数必须接近量程
其中正确的是________。(填选项前的字母)
(2)上述实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果，是指下列说法中的________。
A.弹簧测力计的弹簧被拉长
B.固定橡皮条的图钉受拉力产生形变
C.绳套受拉力产生形变
D.使橡皮条在同一方向上伸长同一长度
14.一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，探究两个互成角度的力的合成规律。
(1)如图(a)所示，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶__________时电子秤的示数F；
(2)如图(b)所示，将三细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶带上。水平拉细线L1，在白纸上记下结点O的位置、__________和电子秤的示数F1；
(3)如图(c)所示，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上。手握电子秤沿着(b)中L2的方向拉细线L2，使__________和三根细线的方向与(b)中重合，记录电子秤的示数F2；
(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，将F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，用作图工具检验发现所围形状是一个________。
三，简答题
15.如图所示，物体A、B都处于静止状态，其质量分别为mA＝5
kg，mB＝10
kg，OB呈水平，OP与竖直方向成45°角。g取10
m/s2，求：
(1)三根细绳OP、OA、OB的拉力分别为多大？
(2)物体B与水平面间的摩擦力为多大？
16.如图所示,质量的木块套在水平固定杆上,并用轻绳与质量的小球相连,今用跟水平方向成60°角的力拉着小球并带动木块一起向右匀速运动,运动中木块和小球的相对位置保持不变,。在运动过程中,求:
(1)轻绳与水平方向的夹角θ。
(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ。
答案以及解析
1.答案：CD
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；合力是两分力构成的平行四边形的对角线，而对角线不可能同时垂直两个边，故B错误；当两分力方向相反时，则合力可以与一个分力的方向相反，故C正确；两个大小不变的力，当两分力夹角在0°到180°之间变化时，其合力随两力夹角的减小而增大，故D正确。
2.答案：D
解析：根据共点力平衡的特点可知，的合力与大小相等，方向相反，当把的方向在同平面内旋转时，就相当于计算两个大小相等的力，在夹角为时的合力的大小，根据平行四边形定则可知，此时合力的大小为，故选D。
3.答案：B
解析　根据平行四边形定则可知，在F1、F2和F三者关系中，要以F1、F2为邻边，F为对角线，F的起点与两个分力F1、F2的起点是相同的，故选项B正确，A、C、D错误。
4.答案：D
解析：由题意可知：细绳与墙间的夹角为，将重力按效果分解，如图
5.答案：C
6.答案：A
解析：根据平行四边形定则或三角形定则，A中三个力的合力大小为；B中三个力的合力为0；C中三力合力为；D中三力合力也为。，故A满足题意。
7.答案：A
解析　将F分解为水平方向和竖直方向的两个分力，根据平行四边形定则，竖直方向上分力F′＝Fsin
θ。故A正确，B、C、D错误。
8.答案：BC
解析：物体处于平衡状态，合力为零，A中3
N、4
N的合力范围是，8
N不在其范围内，故A错误。B中7
N、9
N的合力范围是，6
N在其范围之内，故B正确。C中4
N、7
N的合力范围是，8
N在其范围之内，故C正确。D中3
N、5
N的合力范围是，1
N不在其范围之内，故D错误。
9.答案：ACD
解析：在力的分解中，合力是实际存在的力，故A正确；和是力F分解的两个分力，分力不是物体实际受到的力，故B错误；和是力F的分力，共同作用的效果与F相同，其关系满足平行四边形定则，故C、D正确。
10.答案：BCD
解析：当时，根据平行四边形定则，如图所示，有两组解，若，只有一组解，故A错误、C正确；当时，与方向垂直，有唯一解，故B正确；时，分力和合力不能构成三角形，无解，故D正确
11.答案：BC
解析：如图所示，根据力的作用效果，把力分解为垂直于木楔两侧方向的分力，则，由表达式可知，若一定，越小，越大，A项错误，B项正确；若θ一定，越大，越大，C项正确，D项错误。
12.答案：D
解析　由图像可得：θ＝π时，|F1－F2|＝1
N；θ＝0.5π时，＝5
N，所以F1＋F2＝7
N，而|F1－F2|≤F≤F1＋F2，故合力F大小的范围是1
N≤F≤7
N。故选项D正确。
13.答案　(1)B　(2)D
解析　(1)两弹簧测力计的弹力大小要适中，但不一定大小相同，也不一定必须接近弹簧测力计的量程，选项A、C错误；只有将绳套与橡皮条的结点每次都拉至O点，橡皮条才沿同一方向产生相同的形变，弹簧测力计两次的拉力才产生相同的效果，选项B正确。
(2)该实验中所说的合力与两个分力具有相同的效果，是指合力与两个分力分别拉橡皮条时，使橡皮条在同一方向上伸长同一长度，选项D正确。
14.答案　(1)静止　(2)三细线的方向　(3)
结点O的位置　(4)
平行四边形
解析　(1)要测量装满水的水壶的重力，则应记下水壶静止时电子秤的示数F。
(2)需要记录分力的大小和方向，所以在白纸上记下结点O的位置的同时也要记录三细线的方向以及电子秤的示数F1。
(3)已经记录了一个分力的大小，还要记录另一个分力的大小，则结点O的位置不能变化，力的方向也都不能变化，所以应使结点O的位置和三根细线的方向与(2)中重合，记录电子秤的示数F2。
(4)力的合成遵循平行四边形定则。
15.答案：(1)50
N　50
N　50
N
(2)50
N
解析　(1)先以A为研究对象，
可得拉力FOA＝mAg＝50
N
再以结点为研究对象，进行受力分析，
如图所示。
由几何关系可知，FOB＝FOA＝50
N；
FOP＝＝FOA＝50
N。
(2)对物体B受力分析，如图所示。
B与水平面间的摩擦力
Ff＝FOB＝50
N。
16.答案：(1)30°
(2)
解析：(1)在匀速运动过程中,小球处于平衡状态,其合力为零,以小球为研究对象,有
水平方向:
竖直方向:
解得。
(2)木块、小球整体处于平衡状态,可看作整体,系统所受合力为零,以木块、小球整体为研究对象,有
水平方向:
竖直方向:
解得。