人教版（2019）高一物理必修第一册3.4力的合成和分解同步练习（含答案）

人教版（2019）高中物理必修第一册第三章相互作用——力4力的合成和分解同步练习
第I卷（选择题）
1．下列各组物理量中，全部属于矢量的是（　　）
A．位移、时间、速度、加速度 B．速度、平均速度、位移、加速度
C．质量、力、速度、平均速度 D．位移、力、路程、加速度
2．两个大小相等的共点力F1、F2，当它们间的夹角为90°时合力大小为40N；则当它们间夹角为120°时，合力的大小为（　　）
A．40N B．10falseN C．20falseN D．10N
3．下列各组共点的三个力，可能平衡的有（　　）
A．false、false、false B．false、false、false
C．false、false、false D．false、false、false
4．生活中拉链在很多衣服上应用，图中是衣服上拉链的一部分，当我们拉拉链的时候，拉头与拉链接触处呈三角形，使很难直接分开的拉链拉开，关于其中的物理原理，以下说法正确的是（　　）
A．拉开拉链的时候，三角形的物体增大了拉拉链的拉力
B．拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为两个较大的分力
C．拉开拉链的时候，三角形的物体只是为了将拉链分开，并没有省力
D．以上说法都不正确
5．把一个力分解为两个分力时，下面说法中正确的是（　　）
A．两个分力中，一个分力变大时另一个分力一定减小
B．两个分力必须同时变大或同时变小
C．不论如何分解，两个分力不能同时大于这个力的2倍
D．不论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的false
6．如图，小明在倾斜的路面上使用一台没有故障的体重秤，该秤显示的体重示数比他实际体重（　　）
A．准确 B．偏大 C．偏小 D．无法判断
7．如图所示，一物体在三根不可伸长的轻绳的作用下处于静止状态，ac轻绳与竖直方向成37°角，bc轻绳与竖直方向成53°角，已知ac轻绳与bc轻绳能够承受的最大拉力均为20N，cd轻绳能够承受足够大的拉力，g=10m/s2，sin37°=0.6，sin53°=0.8。则所挂重物的最大质量为
A．1.6kg B．2.4kg C．2.5kg D．2.8kg
8．如图三角形ABC三边中点分别为D、E、F，在三角形中任取一点O，如果OE、OF、DO三个矢量代表三个力，那么这三个力的合力为（ ）
A．OA B．OB C．OC D．OD
9．把两个矢量首尾相接，从而求出合矢量的方法叫三角形法，运用三角形法求合矢量有时很方便。如下图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力围成一个闭合三角形，且三个力的大小关系为false，则下列四个图中，这三个力的合力最大的是（　　）
A． B． C． D．
10．两个共点力F1和F2的大小不变，它们的合力F与两力F1、F2之间夹角θ的关系如图，则合力F大小的变化范围是（ ）
A．0-1N B．1-3N C．1-5N D．1-7N
11．如图所示，把光滑斜面上的物体所受重力mg分解为F1、F2两个力.图中FN为斜面对物体的支持力，则下列说法正确的是(　　)
A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力
B．物体受到mg、FN、F1、F2共四个力的作用
C．F2是物体对斜面的压力
D．力FN、F1、F2这三个力的作用效果与mg、FN这两个力的作用效果相同
12．小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也没推动，于是他便想了个妙招，如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱居然被推动了！下列说法正确的是（ ）
A．这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱
B．这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大
C．这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
D．这有可能，但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
第II卷（非选择题）
13．两个共点力F1和F2的合力大小随着它们的夹角θ变化的关系如图所示（F1、F2的大小不变，且F1>F2）。则F1的大小为________N，F2的大小为________N。
14．力的合成遵循___定则。6N和9N两个共点力的合力范围是___；合力为最大值时，这两个共点力的夹角为___；当夹角从0°逐渐增大到180°过程中，合力的大小随夹角的增大而___。
15．如图所示，重20N的物块静止在倾斜的长木板上。按照重力作用的实际效果，可以将重力沿_____方向和_____方向进行分解。两个分力分别用F1、F2表示，请用作图法将重力G沿上述方向进行分解________。求得：F1=_____N，F2=_____N。
16．共点力的合成遵循_____________________________ 定则．请画出图中共点力F1和F2合力的示意图_________（请保留有关的辅助线）．
17．如图所示，表面光滑、重力不计的尖劈，插在缝A、B之间，尖劈的一个角为false，在尖劈背上加一压力F=10N，则尖劈对A的侧压力和对B的侧压力分别为多大?
18．如图所示，AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为4kg的物体，若保持AC绳的方向不变，AC与竖直向上方向的夹角为60°，BC绳的方向与竖直向上方向的夹角为false且可以改变（g=10m/s2）试求：
(1)当false=60°且物体平衡时，BC绳上的拉力大小；
(2)当物体能达到平衡时，false角的取值范围，要求简要说明理由；
(3)false在0~90°的范围内，物体平衡时BC绳上拉力的最大值和最小值。
19．如图所示，已知电灯的重力为G＝10 N，AO绳与顶板间的夹角为θ＝45°，BO绳水平．
(1)请按力的实际作用效果将OC绳对O点的拉力加以分解，并作出示意图．
(2)AO绳所受的拉力FT1和BO绳所受的拉力FT2分别为多少？
参考答案
1．B
【详解】
A．位移、速度、加速度都是矢量，时间是标量，选项A错误；
B．速度、平均速度、位移、加速度都是矢量，选项B正确；
C．力、速度、平均速度都是矢量，质量是标量，选项C错误；
D．位移、力、加速度都是矢量，路程是标量，选项D错误。
故选B。
2．C
【详解】
设两个大小相等的共点力F1、F2均为false，当它们间的夹角为90°时合力大小为
false
解得：false
则当它们间夹角为120°时，合力的大小为
false
故选C。
3．D
【详解】
三个力平衡条件是，三个力的合力为零，也就是两个力的合力与第三个力等大反向，由于F1，F2两个力的合力取值范围
false
当两个力方向相同时，合力最大，方向相反时合力最小。
A．由于false、false合力最大时为
false
因此三个力的合力不可能为零，A错误；
B．由于false、1N合力最大时为
false
因此三个力的合力不可能为零，B错误；
C．由于false、2N合力最大时为
false
因此三个力的合力不可能为零，C错误；
D．由于7N、9N合力最大时为
false
若与第三个力等大反向，三个力的合力恰好为零，D正确。
故选D。
4．B
【详解】
在拉开拉链的时候，三角形物体在两链间和拉链一起运动，手的拉力在三角形物体上产生了两个分力，分力的大小大于拉力的大小，所以很难直接分开的拉链很容易拉开；
故选B。
5．D
【详解】
AB．由于两分力的大小与两分力夹角有关，所以一个分力变大，另一个分力可变大，也可变小，选项AB错误；
C．当两个分力夹角很大时，任何一个分力都可能大于合力的2倍，故选项C错误；
D．当两个分力方向相同时，两个分力取最小值，此时F＝F1＋F2，显然F1，F2不能同时小于合力的一半，故选项D正确。
故选D。
6．C
【详解】
设路面的倾角为θ、小明的质量为m，测出来的体重示数大小等于小明对体重秤的正压力的大小，即
false
故测出来的体重示数比他实际体重偏小，则ABD错误，故选C。
7．C
【详解】
对结点c受力分析，由共点力平衡条件可得
false
false
由上可知：false，则ac轻绳承受的最大拉力20N时，此时物体悬挂质量最大，则有
false
故选C。
8．A
【详解】
由于OE、OF、DO均表示矢量，故：
DO=-OD
故：
OE+OF+DO=OE-OD+OF
而根据三角形定则，有：
OE-OD=DE
由于DE=FA，故
OE-OD=FA
故
OE+OF+DO=（OE-OD）+OF=FA+OF═OF+FA=OA
故选A．
9．B
【详解】
根据三角形法则可知，A图中三个力的合力为0，，B图中三个力的合力为2F3，C图中三个力的合力为2F1，D图中三个力的合力为2F2，三个力的大小关系是false，所以B图合力最大。
故选B。
10．D
【详解】
设两个力大小分别为F1、F2，由图得到当两力夹角为90°时，有：F1+F2=5N，当两力夹角为π时，有：F1-F2=1N，联立解得：F1=4N，F2=3N，则合力F大小的范围是1N～7N，故D正确，A，B，C错误；故选D.
11．D
【详解】F1不是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2不是物体对斜面的压力，这两个力只是重力沿着两方向的分力，分力与合力是等效替代的，实际不存在．故AC错误．物体只受重力和支持力两个力．故B错误；力FN、F1和F2的三个力的作用效果跟mg、FN两个力的效果相同．故D正确．故选D．
点睛：解决本题的关键知道F1、F2是重力的两个分力，要能正确分析重力产生的作用效果，一个使物体下滑，一个压斜面，运用平行四边形定则分析．
12．C
【详解】解：开始小明是推不动衣橱的，说明小明的推力小于最大静摩擦力；
站在人字形架时，重力产生两个效果，分别向左右两侧推墙壁和衣橱，如图；
小明的重力可以分解成沿A，B俩个方向的力，由于底角较小，所以A，B方向的力会很大．
A对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力，而水平方向的力会远大于小明的重力，可能大于最大静摩擦力；
故选C．
13．4 3
【详解】
[1][2]由图可知，当两个分力夹角为0°时，合力为7N，即
F1+F2=7N
当两个分力夹角为180°时，合力为1N，即
F1-F2=1N
解得
F1=4N
F2=3N
14．平行四边形 3N~15N 0° 减小
【详解】
[1]力的合成遵循平行四边形定则。
[2]6N和9N两个共点力的合力范围是3N~15N；
[3]合力为最大值时，这两个共点力的夹角为0°；
[4]当夹角从0°逐渐增大到180°过程中，合力的大小随夹角的增大而减小。
15．平行木板 垂直木板 12 16
【详解】
[1][2]按照重力作用的实际效果，可以将重力沿垂直木板方向和平行木板方向进行分解
[3]木板上物体的重力，按效果分解的力图如图
[4][5]经过长度测量，F1的长度约是单位长度的1.2倍，因此
false
同理，F2的长度约是单位长度的1.6倍，因此
false
16．平行四边形
【详解】
[1][2]共点力的运算遵循平行四边形定则，以表示要合成的两个力的有向线段为邻边所作的平行四边形的对角线表示合力．
17．false，false
【详解】
对压力F进行分解如图所示
解得
false
false
尖劈对A侧压力为
false
尖劈对B侧压力为
false
18．(1)40N；(2)false；(3)false；false
【详解】
(1)false=60°时，由几何知识知F合=FBC，根据平衡条件，则FBC=mg=40N
(2)改变BC绳的方向时，AC绳的拉力TA方向不变，两绳拉力的合力F与物体的重力平衡，重力大小和方向均保持不变，如图所示
经分析可知，θ最小为0°，此时TA=0；且θ必须小于120°，否则两绳的合力不可能竖直向上。所以θ角的取值范围为：false
(3)θ在0~90°的范围内，由图知，θ=90°时最大
false
θ=30°时最小
false
19．(1)如图所示：
(2)10falseN；10N
【详解】
（1）OC绳的拉力产生了两个效果，一是沿着AO的方向向下拉紧AO的分力FT1，另一个是沿着BO绳的方向向左拉紧BO绳的分力FT2.画出平行四边形，如图所示．
（2）因为电灯处于静止状态，根据二力平衡的条件，可判断OC绳的拉力大小等于电灯的重力，因此由几何关系得
FT1＝false＝10falseN
FT2＝＝10 N
其方向分别为沿AO方向和BO方向．