3.4力的合成与分解第2课时基础达标（word含解析）-2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册

3.4力的合成与分解第2课时基础达标（含解析）
一、单选题
1.下列各组物理量中，全部是矢量的是（??
）
A.?力、质量、加速度
B.?力、动量、电场强度
C.?速度、动能、位移
D.?电流、磁通量、磁感应强度
2.两个共点力大小均是60
N，如果要使这两个力的合力也是60
N，则这两个力的夹角应为（
??）
A.?45°?????????????????????????????????????B.?60°?????????????????????????????????????C.?120°?????????????????????????????????????D.?150°
3.两个不在同一直线上的共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，保持两分力的方向不变，则（??
）
A.?F1增大一倍，F增大一倍??????????????????????????????????????B.?F2增加10
N，F增加10N
C.?F1、F2同时增大一倍，F可能不变????????????????????????D.?F1增加1
N，F2减少1
N，F可能减小
4.有
2
个力，它们的合力为
0。现把其中一个大小等于
10N、方向向东的力改为向南（大小不变），则它们的合力（???
）
A.?大小为
10N，方向东偏南
45°
B.?大小为
10N，方向西偏南
45°
C.?大小为
10
N，方向西偏南
45°
D.?大小为10
N，方向东偏南
45°
5.关于合力和分力的关系，下列说法正确的是（???
）
A.?两个力的合力至少大于其中一个分力
B.?两个分力的夹角不变，其中一个分力变大，那么合力一定变大
C.?两个分力的大小不变，夹角逐渐变大，合力一定变小
D.?将某一个确定的力分解成两个分力，其中一个分力的大小确定，那么另外一个分力也唯一确定
6.如图所示，物体静止在倾角为
的斜面上，物体所受重力G沿垂直于斜面方向和平行于斜面方向分解为F1和F2
，
以下说法正确的是(??
)
A.?F1就是物体对斜面的压力?????????????????????????B.?F1与斜面对物体的支持力是一对相互作用力
C.?F2就是斜面作用在物体上的静摩擦力???????D.?F2与斜面作用在物体上的静摩擦力大小相等，方向相反
7.如图所示，在“探究求合力的方法”实验中，两弹簧测力计将橡皮条拉伸到O点，以下说法正确的是（??
）
A.?应平行于木板拉弹簧测力计，且两个测力计都不能超过最大刻度
B.?只需记录两个弹簧秤的示数
C.?应保证BO，CO相互垂直
D.?改用一只弹簧测力计拉橡皮筋时，只需保证橡皮条方向与原来一致
8.在“探究求合力的方法”的实验中，某同学第一步用一个弹簧测力计钩住细绳套拉橡皮条，使结点到达某一位置O；第二步用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套互成角度地拉橡皮条，使结点到达同一位置O.第二步中必须记录的是（??
）
A.?两细绳的长度和两细绳的方向?????????????????????????????B.?橡皮条伸长的长度和两细绳的方向
C.?两弹簧测力计的读数和橡皮条伸长的长度???????????D.?两细绳套的方向和两弹簧测力计的读数
9.某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图所示，其中
为固定橡皮条的图钉，
为橡皮条与细绳的结点，
和
为细绳。本实验采用的科学方法是（??
）
A.?理想实验法?????????????????????????B.?等效替代法?????????????????????????C.?控制变量法?????????????????????????D.?归纳法
10.如图所示的水半面上，橡皮绳一端固定，另一端连接两根弹簧，连接点P在F1、F2和F3三力作用下保持静止.下列判断正确的是（?
）
A.?F1>F2>F3????????????????????????B.?F3>F1>
F2????????????????????????C.?F2>F3>F1????????????????????????D.?F3>
F2>
F1
11.如图所示，光滑球被细绳拴住靠在竖直墙上，绳对球的拉力为T，墙对球的弹力为N，现在通过一个小滑轮缓慢向上拉绳，在这个过程中（??
）
A.?N、T都减小??????????????B.?N、T都增大??????????????C.?N、T的合力将减小??????????????D.?N、T的合力将增大
12.如图所示，倾角θ=30°的斜面上有一重为G的物体，在与斜面底边平行的水平推力作用下沿斜面上的虚线匀速运动，若图中
，则（??
）
A.?物体不可能沿虚线运动???????????????????????????????????????B.?物体可能沿虚线向上运动
C.?物体与斜面间的动摩擦因数μ=
?????????????????????D.?物体与斜面闻的动摩擦因数μ=
13.如图所示是轿车常用的千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。若车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°。则下列判断正确的是（
??）
A.?此时千斤顶每臂受到的压力均为5.0×104N
B.?此时千斤顶对汽车的支持力为5.0×104N
C.?若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将增大
D.?若继续摇动把手，将汽车顶起，千斤顶每臂受到的压力将减小
14.火车站的旅客拉着行李箱出站，手臂的拉力大小为F，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.?Fsinθ??????????????????????????????????B.?Fcosθ??????????????????????????????????C.???????????????????????????????????D.?
15.在“互成角度的两个力合成”实验中，用A、B两只弹簧秤把皮条上的结点拉到某一位置O
，
这时AO、BO间夹角∠AOB＜90°，如图所示，现改变弹簧秤A的拉力方向，使α角减小，但不改变它的拉力大小，那么要使结点仍被拉到O点，就应调节弹簧秤B拉力的大小及β角，在下列调整方法中，哪些是不可行的是（??
）
A.?增大B的拉力和β角??????????????????????????????????????????????B.?增大B的拉力，β角不变
C.?增大B的拉力，减小β角???????????????????????????????????????D.?B的拉力大小不变，增大β角
16.静止的质量为
的物体受到三个共面共点力
、
、
的作用，三力的矢量关系如图所示（小方格边长相等），则下列说法正确的是
??
A.?三力的合力为
，方向不确定
B.?三力的合力有唯一值
，方向与
同向
C.?经
时间物体的动能为
D.?当物体位移为
时，合外力的功率为
二、综合题
17.如图所示，质量为30kg的小孩坐在10kg的雪橇上，大人用与水平方向成37°斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇，使雪橇沿水平地面做匀速运动，（g=10N/kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）地面对雪橇的压力大小；
（2）雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小。
18.如图所示，放在长木板上的木块质量为m，当木板与水平方向夹角为α时，木块静止在长木板上．
（1）求此时木块所受的弹力和摩擦力各多大？
（2）当把木块的倾角增大到θ（θ＞α）时，木块刚好沿长木板匀速下滑，求木块和木板之间的动摩擦因数为多大？
19.将一个水平向右的F=100N的力分解为两个分力F1、F2
．
（1）若已知分力F1的方向如图1所示，大小恰好也等于100N，求另一个分力F2的大小和方向，并画出力的分解的示意图；
（2）若分力F1方向不变，但大小未知，如图2所示，求分力F2的最小值，并画出力的分解的示意图．
答案解析
1.【答案】
B
【解析】A．力、加速度是矢量；质量是标量，A不符合题意；
B．力、动量、电场强度都是矢量，B符合题意；
C．速度、位移是矢量；动能是标量，C不符合题意；
D．电流、磁通量是标量；磁感应强度是矢量，D不符合题意。
故答案为：B。
质量、动能能和磁通量、电流都属于标量，其他物理量属于矢量。
2.【答案】
C
【解析】因两个共点力大小均是60N，且两个力的合力也是60N，根据力的平行四边形定则可知，两分力与合力构成等边三角形，那么这两个力的夹角应为120°；
故答案为：C
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。
3.【答案】
D
【解析】A．根据平行四边形定则，仅将F1增大一倍，F不一定增大一倍，A不符合题意；
B．将F2同时增加10N，根据平行四边形定则合成之后，合力的大小增加不一定是10N，B不符合题意；
C．根据平行四边形定则，F1、F2同时增大一倍，F增大一倍，C不符合题意；
D．F1增加1N，F2减少1N，，根据平行四边形定则，F可能减小，D符合题意。
故答案为：D。
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。
4.【答案】
C
【解析】由题意知，两力的大小为10N，方向相互垂直，根据力的平行四边形定则，由勾股定理可得，合力大小为：F=10
N
方向为两力夹角的角平分线上，即西偏南45°；
故答案为：C
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。
5.【答案】
C
【解析】A．合力可以大于分力也可以小于分力，A不符合题意；
B．若两个分力夹角为180°，其中一个分力变大，合力可能变小，B不符合题意；
C．分力大小不变，夹角越大合力越小，C符合题意；
D．根据平行四边形法则，另一个分力不确定，D不符合题意。
故答案为：C。
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。两个力的合成遵循平行四边形定则，合力可能会大于任何一个分力，也可能会小于任何一个分力。
6.【答案】
D
【解析】A.F1不是物体对斜面的压力，而使物体紧压斜面的力，因为物体对斜面的压力的受力物体是斜面，而F1的受力体是物体。A不符合题意。
B.F1不是物体对斜面的压力，所以F1与斜面对物体的支持力也不是一对相互作用力。B不符合题意。
C.F2不是物体受到的静摩力，而使物体下滑的力，根据平衡条件得知：F2的大小等于物体受到的静摩擦力的大小。C不符合题意。
D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力三个力作用，根据平衡条件可知：F2与斜面作用在物体上的静摩擦力大小相等，方向相反。D符合题意。
故答案为：D
F1和F2是重力的分力不属于压力；也就和支持力不属于相互作用力；也不属于摩擦力；利用平衡可以判别F1大小等于摩擦力大小。
7.【答案】
A
【解析】拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行；并且示数不能超过最大刻度，A符合题意；记录两个弹簧秤的示数和力的方向，B不符合题意；实验中不需要应保证两个拉力的方向要相互垂直，C不符合题意；为了保证效果相同，改用一只弹簧测力计拉橡皮条时，不但保证橡皮条方向与原来一致而且自由端仍要拉到O点，D不符合题意。所以A符合题意，BCD不符合题意。
故答案为：A
在进行实验时，为了保证力的作用效果相同，每一组实验应当控制橡皮筋伸长相同。
8.【答案】
D
【解析】要确定拉力的大小和方向就必须确定绳套方向和测力计大小，D正确。
故答案为：D
验证平行四边定则，两条绳的弹力可以理解为单个弹簧测力计的分力。所以要确定分力的方向和分离的大小。所以D选项正确。
9.【答案】
B
【解析】合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法。
故答案为：B。
验证合力和分力的关系使用的是等效替换思想。
10.【答案】
B
【解析】对P点受力分析，如图所示：
根据共点力平衡条件有：
，
，因而
；
故答案为：B.
根据平行四边形法则，作图，根据几何关系也解析式，比较大小即可。
11.【答案】
B
【解析】AB．设绳子和墙面夹角为θ，对小球进行受析
把绳子的拉力T和墙对球的弹力为N合成F，由于物体是处于静止的，所以物体受力平衡，所以物体的重力等于合成F，即
根据几何关系得出
重力mg不变，随着绳子缩短，细线与墙壁的夹角θ增大，则
减小，
增大；
增大，
增大，所以T增大，N增大，B符合题意，A不符合题意；
CD．球处于平衡，N、T的合力始终和重力等大，不变，CD不符合题意。
故答案为：B。
根据平行四边形法则作图，写解析式，
，
，
根据解析式判断大小变化。
12.【答案】
D
【解析】AB．对物块进行受力分析，如图所示
物块受重力G、支持力N、推力F、摩擦力f作用，将重力分解为沿斜面向下的力
和与斜面垂直的力
，如图所示
由图可知，
与
N平衡，故可等效为物体在推力F、沿斜面向下的力
、摩擦力f三个力的作用下沿斜面上的虚线做匀速运动，其等效的受力情况如图所示
根据三力平衡特点，F与
的合力必沿斜面向下，故摩擦力f只能沿斜面向上，故物体沿虚线向下做匀速运动，AB不符合题意；
CD．由几何关系得F与
的合力
由平衡条件得
故物体与斜面间的动摩擦因数
C不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
画出受力分析图，然后进行受力分析，最后简化到斜面平面内的受力分析，由此判断摩擦力的方向及计算其大小，再由
求出动摩擦因数。
13.【答案】
D
【解析】AB．将汽车对千斤顶的压力F分解沿两臂的两个分力F1
，
根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等
力的合成与分解可得
解得
所以此时两臂受到的压力大小均为1.0×105N，AB不符合题意；
CD．继续摇动把手，两臂靠拢，夹角
减小，由
分析可知，F不变，当
减小时，
增大，F1减小，C不符合题意D符合题意。
故答案为：D。
利用力的分解可以得出压力的大小；利用力的分解结合角度的变化可以判别压力的大小变化。
14.【答案】
A
【解析】将F分解为水平方向和竖直方向，则水平方向上分力为：
竖直方向上分力为：
故答案为：A。
对拉力进行分解，利用正交分解可以求出竖直方向上分力的大小。
15.【答案】
D
【解析】由题意可知：保持
点位置不动，即合力大小方向不变，弹簧测力计
的读数不变，只要符合该条件而且能够做出平行四边形即可；
A.增大
的拉力和
角，可以做出平行四边形，故A不符合题意；
B.增大
的拉力，
角不变，可以做出平行四边形，故B不符合题意；
C.增大
的拉力，减小
角，可以做出平行四边形，故C不符合题意；
D.
的拉力大小不变，增大
角，不能做出平行四边形，故D符合题意。
利用平行四边形定则结合合力大小和方向不变可以判别分力的大小和方向变化。
16.【答案】
C
【解析】AB．如图所示，
由力的矢量合成（平行四边形法则）可知，合力为
，方向与
同向，AB不符合题意；
C．由牛顿第二定律知：物体的加速度
经
时间物体的速度
动能
，C符合题意；
D．由
、
得合外力的功率为
，D不符合题意．
故答案为：C
利用平行四边形定则可以求出三力合力的大小；利用牛顿第二定律结合速度公式可以求出物体速度的大小，结合物体的质量可以求出动能的大小；利用合力和速率的大小可以求出合外力的瞬时功率大小。
17.【答案】
（1）解:以小孩和雪橇整体为研究对象，总重力
；
分析整体的受力情况如图，
由于雪橇沿水平地面做匀速直线运动，则有
，
得
由牛顿第三定律求得雪橇对水平地面的压力大小
，方向竖直向下
（2）解:雪橇所受的滑动摩擦力大小为
由
得
【解析】（1）对雪橇进行受力分析，水平竖直正交分解，在水竖直方向上物体受力平衡，求出压力即可。
（2）在水平方向上求出摩擦力，结合第一问求出的压力计算摩擦因数。
18.【答案】
（1）解:对物体受力分析如图：
木块所受的弹力为：FN=mgcosα
木块所受摩擦力为：Ff=mgsinα
答：求此时木块所受的弹力mgcosα，摩擦力mgsinα
（2）解:当木块倾角增大为θ时摩擦力为Ff=mgsinθ
弹力为FN=mgcosθ
摩擦因数为μ=
=tanθ
答：当把木块的倾角增大到θ（θ＞α）时，木块刚好沿长木板匀速下滑，求木块和木板之间的动摩擦因数为tanθ
【解析】（1）对小物块进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面方向进行分解，分别列方程求解弹力和摩擦力。
（2）物体刚好滑动，即重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力。
19.【答案】
（1）解：由题，F是合力，是平行四边形的对角线，然后结合平行四边形的特点，画出平行四边形如图1：
?
由图可知，该平行四边形为等边平行四边形，所以F2=100N，与F的夹角为60°
（2）若分力F1方向不变，但大小未知，则当F2的方向与F1的方向垂直时，F2的大小最小，如图2．此时
F2=Fsin60°=100×
=
N
【解析】根据平行四边形定则或者三角形定则作图分析：
若F1＜Fsin30°，无解；若F1=Fsin30°，唯一解；若F＞F1＞Fsin30°，两解；若F1＞F，唯一解．
然后依题目提供的条件解答即可．