3.4力的合成与分解第1课时提升优化练习人教版（2019）高中物理必修第一册 Word版含答案

3.4力的合成与分解第1课时提升优化
一、单选题
1.两个共点力的大小分别是
和
，它们的合力不可能是（???
）
A.??????????????????????????????????????B.??????????????????????????????????????C.??????????????????????????????????????D.?
2.一物体在三个共点力的作用下处于静止状态，那么这三个力可能是（?
）
A.?25N、13N、5N?????????????B.?6N、7N、10N?????????????C.?3N、11N、16N?????????????D.?4N、12N、20N
3.两个力的合力F的大小为30N，其中一个力F1的大小为10N，那么另一力F2的大小可能是（??
）
A.?10N?????????????????????????????????????B.?15N?????????????????????????????????????C.?40N?????????????????????????????????????D.?45N
4.小明和小红两位同学共同将50N的重物从地面上抬起来，他们需要同时施加力的大小可能是（??
）
A.?16N和16N???????????????????????B.?20N和20N???????????????????????C.?24N和24N???????????????????????D.?28N和28N
5.如图，一磁性白板擦吸附在竖直白板上，现给白板擦一个水平向左的恒定推力使其由静止开始运动，假设白板擦与白板接触面之间的动摩擦因数恒定，白板擦可能（??
）
A.?沿水平向左作匀速直线运动????????????????????????????????B.?沿水平向左作匀加速直线运动
C.?沿竖直向下作匀速直线运动????????????????????????????????D.?沿斜向左下方作匀加速直线运动
6.一物体在几个力的作用下处于平衡状态，若保持其它力不变，而将其中一个力大小不变、方向逆时针旋转
，则物体所受合力大小的变化情况是（??
）
A.?合力的大小先变大后变小????????????????????????????????????B.?合力的大小先变小后变大
C.?合力的大小逐渐变大???????????????????????????????????????????D.?合力的大小逐渐变小
7.下列关于分力与合力的说法中正确的是（??
）
A.?分力和合力同时作用在物体上，所以它们都是物体受到的力
B.?分力同时作用于物体时产生的效果与某一个力单独作用时产生的效果相同，那么这个力就是这几个分力
C.?合力只能大于分力，不可能小于分力
D.?两个分力的夹角在0~180°之间变化时，若分力大小不变，则夹角越大合力越小
8.质量为m=0.5kg的物体在光滑水平面上运动，沿两个互相垂直的方向的运动方程分别为：x=3t2
，
y=5t+4t2
．
下列说法正确的是：（???
）
A.?物体受到的合外力大小为10N?????????????????????????????B.?物体做匀加速直线运动
C.?前2s内合外力对物体做的功为140J?????????????????????D.?第2s末合外力对物体做功的功率为165w
9.如图所示，三个完全相同的金属小球A，B、c位于三角形的三个顶点上。a带正电，b和c带负电，a所带电量的大小比b小。已知c受到a和b的静电力的合力可以用图中四条有向线段中的一条来表示，它应是（??
）
A.?F1?????????????????????????????????????????B.?F2?????????????????????????????????????????C.?F3?????????????????????????????????????????D.?F4
10.如下图所示，三个大小相等的力F，作用于同一点O，则合力最大的是（?
?）
A.????????????B.????????????C.????????????D.?
11.如图所示，质点受到同一平面内的三个力作用，力的图示恰构成一平行四边形。下列说法正确的是（??
）
A.?质点受到的合力为2F2
B.?质点受到的合力为F2
C.?F1、F2共同作用的效果与F3相同
D.?F2、F3共同作用的效果与F1相同
12.两个大小相等的共点力
、
，当它们的夹角为
时，合力大小为F，它们的夹角变为
时，合力的大小为（??
）
A.?????????????????????????????????????B.?????????????????????????????????????C.?????????????????????????????????????D.?
13.如图所示，细绳
与
所能承受的最大拉力相同，长度
，则在不断增加重物
重力的过程中（绳
不会断）（??
）
A.?
绳先被拉断?????????????????????????????????????????????????B.?
绳先被拉断
C.?
绳和
绳同时被拉断?????????????????????????????D.?因无具体数据，故无法判断哪条绳先被拉断
14.作用于O点的三个力平衡，设其中一个力大小为
，沿一y方向，大小未知的力
与x方向夹角为θ，如图所示，下面判断正确的是.(?
)
A.?力
可能在第二象限的任意位置???????????????????????
B.?力
只能在第二象限
C.?力
与
夹角越小，则
和
越小??????????D.?
的最小值为
15.三个共点力大小分别是
、
、
,关于它们合力
的大小,下列说法正确的是（??
）
A.?
大小的取值范围一定是
B.?
至少比
、
、
中的某一个大
C.?若
,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零
D.?若
,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零
16.如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端有一块软羊皮（长度不计）做成裹片．若橡皮条的形变量的关系满足胡克定律，且劲度系数为k，发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为3L（弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（??
）
A.?2kL??????????????????????????????????B.?kL??????????????????????????????????C.?
kL??????????????????????????????????D.?
kL
二、综合题
17.质量m＝4kg的物块在水平桌面上惯性滑行，如图所示。已知物块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.75，重力加速度g＝10m/s2
，
（1）物块受到哪几个力的作用？画出受力示意图。
（2）物块所受的支持力F多大？摩擦力f多大？
（3）桌面对物块的作用力的合力F合多大？
18.如图所示，在水平地面放一质量m=1.0kg的木块，木块与地面间的动摩擦因数μ=0.6，在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2
．
已知F1=3.0N，F2=4.0N．（可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
（1）则木块受到的摩擦力为多大？
（2）若将F2?顺时针旋转90°，此时木块在水平方向上受到的合力大小为多大？
19.如图所示，真空中一质量为m，带电量为－q的液滴以初速度为v0
，
仰角α射入匀强电场中以后，做直线运动，求：
（1）所需电场的最小场强的大小，方向。
（2）若要使液滴的加速度最小，求所加的电场场强大小和方向。
答案解析
1.【答案】
D
【解析】根据平行四边形定则可知，若二力方向相同时，合力最大，最大值为
二力方向相反时，合力最小，最小值为
两个力的合力大小范围为
从选项中可以看出，15N不在这个合力范围内，符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用两力同向和反向可以求出两力合力的范围。
2.【答案】
B
【解析】三个共点力平衡，必须满足任意一个力在其它两个力的合力范围之内，即
，则B符合题意。
故答案为：B。
【分析】平衡，构成三角形，合力大于两力差，小于两力和，
，
10N在6N和7N之间，所以可以。
3.【答案】
C
【解析】由两个共点力的合力大小为30N，若其中一个分为大小为10N，另一个分力的大小应在20N?F?40N
范围，所以可能为40N。
故答案为：C。
【分析】利用合力的大小结合合力的范围可以判别另一个分力的大小。
4.【答案】
D
【解析】A．这两个力的最大值为32N，最小值为0，不能满足被分解的力在两个分力的之差与之和之间，A不符合题意。
B．这两个力的最大值为40N，最小值为0，不能满足被分解的力在两个分力的之差与之和之间，B不符合题意。
C．这两个力的最大值为48N，最小值为0，不能满足被分解的力在两个分力的之差与之和之间，C不符合题意。
D．这两个力的最大值为56N，最小值为0，能满足被分解的力在两个分力的之差与之和之间，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用两个分力的合力范围结合实际合力的大小可以判别其施力的大小。
5.【答案】
D
【解析】白板擦受到重力和水平恒力的合力沿左下方，所以物体沿左下方运动，摩擦力与运动方向相反，当摩擦力等于合力时，做匀速直线运动；当摩擦力小于合力时，做匀加速直线运动。
故答案为：D。
【分析】利用白板擦受到的合力方向可以判别摩擦力的方向，利用总的合力方向可以判别其物体运动的方向及速度的变化。
6.【答案】
C
【解析】物体在几个力的作用下处于平衡状态，若保持其它力不变，则不变的力的合力F1也不变，并且该合力与变化的力F2等大反向，所以当该变力F2逆时针旋转
时，F1与F2的夹角减小，物体所受合力逐渐增大。
故答案为：C。
【分析】力的合成遵循平行四边形定则，已知两个力的大小和方向，利用行四边形定则求解合力即可。
7.【答案】
D
【解析】力的合成过程是合力等效替代分力的过程，合力和分力是不可能同时存在的。合力分解成几个分力，有无数种分解方法，每一种分解出来的力都是这个力的分力。若两个分力大小相等、方向相反，则合力为零，合力小于分力。合力计算公式为
两个分力的夹角
在0～180°之间变化时，
越大，
越小，合力F越小。
故答案为：D。
【分析】力的合成遵循平行四边形定则，已知两个力的大小和方向，利用行四边形定则求解合力即可。
8.【答案】
C
【解析】将y=5t+4t2、
x=3t2和
，比较系数可得，ax=6m/s2
，
ay=8m/s2
，
则和加速度为：a=10m/s2
，
根据牛顿第二定律可得：F=ma=5N，A不符合题意；物体沿x和y两方向都做匀加速直线运动，合外力方向与初速度（y方向）不共线，所以物体做的是匀变速曲线运动，B不符合题意；由功的定义，合外力的功
，C符合题意；同理第2s末合外力对物体做功的功率为:
，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】利用两个分运动的位移公式可以求出加速度的大小，利用加速度的合成可以求出合加速度的大小；结合牛顿第二定律可以求出合力的大小；利用合力方向及速度的方向可以判别物体的运动轨迹；利用分力及位移的大小可以求出分力做功，累加可以求出合力做功的大小；利用分力和功率的大小可以求出合力做功的功率大小。
9.【答案】
D
【解析】对c球受力分析，如图
由于a球的带电量比b球的小，B球对c球的静电引力较大，根据平行四边形定则，合力的方向如图
故答案为：D。
【分析】利用小球的电性可以判别C球受到的库仑力方向，结合平行四边形定则可以判别合力的方向。
10.【答案】
B
【解析】A．将相互垂直的F进行合成，则合力的大小为
，再与第三个力F合成，即有合力的大小为
；
B．将方向相反的两个力合成，则合力为0，再与第三个力F合成，则有合力大小为F；
C．将任意两力进行合成，可知这两力的合力与第三个力大小相等，方向相反，这三个力的合力为零；
D．将左边两个力进行合成，再与右边合成，则有合力的大小
；
由上分析可知，合力最小的是C选项，合力最大的是B选项；
故答案为：B。
【分析】利用力的合成结合平行四边形定则可以求出合力的最大值。
11.【答案】
A
【解析】AB．由平行四边形定则可知，F1、F3的合力为F2
，
则质点受到的合力为2F2
，
A符合题意；
CD．由图且结合合力与分力的关系可知，F1、F3共同作用的效果与F2相同，CD不符合题意。
故答案为：A。
【分析】利用平行四边形定则可以求出质点的合力大小；利用合力和分力的关系可以求出两个分力的作用效果。
12.【答案】
B
【解析】设
、
大小为
，当它们的夹角为
时，合力大小为F，则有
解得：
；
它们的夹角变为
时，合力的大小为
故答案为：B。
【分析】利用平行四边形定则可以求出合力的大小。
13.【答案】
A
【解析】按照力的作用效果将
绳子对结点
的拉力分解，如题所示
一个与
绳中拉力相等，一个与
绳子拉力相等，因此可得
，因此
先拉断，A符合题意；
故答案为：A。
【分析】利用重物的平衡方程可以比较两个拉力的大小进而判别绳子哪条先被拉断。
14.【答案】
D
【解析】A.
当F1、F2的合力F在第一象限时，力F3在第三象限。A不符合题意；
B.三个力平衡，由平衡条件知，力F3可能在第二象限，也可能在第三象限。B不符合题意；
C.由三角形定则作出三个力合成图，
由于三个力的合力为零，三个力组成首尾相接的闭合三角形，由数学知识得知，力F3与F2夹角越小时，开始两个力都减小，后来F2减小，F3增大。C不符合题意；
D.由几何知识知，当F2⊥F3时，即虚线位置时，F3有最小值，且最小值为
，D符合题意；
故答案为：D
【分析】利用平衡条件结合力的合成可以判别力F3的位置；利用平行四边形定则可以求出第三个力的大小。
15.【答案】
C
【解析】三个力的合力最小值不一定为零，三个力最大值等于三个力之和．A不符合题意．合力可能比三个力都大，也可能比三个力都小．B不符合题意．若F1：F2：F3=3：6：8，设F1=3F，则F2=6F，F3=8F，F1、F2的合力范围为[3F，9F]，8F在合力范围之内，三个力的合力能为零．C符合题意．若F1：F2：F3=3：6：2，设F1=3F，则F2=6F，F3=2F，F1、F2的合力范围为[3F，9F]，2F不在合力范围之内，三个力的合力不可能为零．D不符合题意．
故答案为：C．
【分析】利用平行四边形的定则可以判别合力的大小及比较分力的大小。
16.【答案】
C
【解析】根据胡克定律知，每根橡皮条的最大弹力为：F=k（3L-L）=2kL．设此时两根橡皮条的夹角为θ，根据几何关系知：
．
根据平行四边形定则知，弹丸被发射过程中所受的最大弹力为：
．
故答案为：C．
【分析】力的合成遵循平行四边形定则，已知两个力的大小和方向，利用行四边形定则求解合力即可。
17.【答案】
（1）解：物块受三个力：重力、弹力、摩擦力。如图示；
（2）解：物块所受的支持力F＝mg＝40N
摩擦力：f
＝μF＝0.75×40N=30N
（3）解：桌面对物块的作用力的合力F合＝
＝50N
【解析】（1）利用受到分析可以判别物块受到重力、弹力和摩擦力作用；
（2）利用摩擦力公式可以求出摩擦力大小；
（3）利用力的合成可以求出合力的大小。
18.【答案】
（1）由平行四边形定则作出平行四边形是矩形，由几何关系可得F1与F2的合力
.木块受到的滑动摩擦力大小为
=0.6×1.0×10
N=6.0
N，由于F，
故木块处于静止状态，木块与地面的摩擦力为静摩擦力，大小与F1、F2的合力相等，摩擦力为5.0
N。
（2）当F2顺时针旋转90°时，F1与F2方向相同，它们的合力为F1+F2=7.0
N>6.0
N，
所以此时木块在水平方向受到的合力大小等于两拉力的合力与滑动摩擦力之差，即为F合=7N-6N=1N.
【解析】（1）利用力的合成可以求出合力的大小，结合动摩擦力的大小可以判别物块处于静止状态，利用平衡可以求出摩擦力大小；
（2）利用力的合成可以求出合力的大小，结合动摩擦力大小可以判别物体运动，两力相减可以求出合力大小。
19.【答案】
（1）解：E1q=mgcosα,得E1=mgcosα/q，方向与v0垂直指向右下方
（2）解：E2q=mg,得E2=mg/q，方向竖直向下。
【解析】（1）利用直线运动轨迹可以找到合力方向，利用重力和合力方向可以求出最小的电场力及场强大小；
（2）利用合力最小构造三角形，可以求出场强的大小和方向。
?