3.4力的合成和分解 课堂达标训练—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册word

第三章
第四节
力的合成和分解
课堂达标训练
一、单项选择题
1．关于合力与其两个分力的关系，下列说法中正确的是
(　　)
A.合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同
B.两个分力的作用效果与它们合力的作用效果不一定相同
C.两个分力的大小之和就是合力的大小
D.一个力可以分解为任意大小的两个分力
2．两个大小分别为F1和F2(F2A.F2≤F≤F1
B.≤F≤
C.F1－F2≤F≤F1＋F2
D.F－F≤F2≤F＋F
3．光滑水面上的一个物体，同时受到两个力的作用，其中F1＝8
N，方向水平向左；F2＝16
N，方向水平向右。当F2从16
N逐渐减小至0时，二力的合力大小变化是
(　　)
A.逐渐增大　　　　　　　
B．逐渐减小
C.先减小后增大
D．先增大后减小
4．关于合力与其两个分力的关系，正确的是(　　)
A.合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力
B.合力的大小随两分力夹角的增大而增大
C.合力的大小一定大于任意一个分力
D.合力的大小可能大于大的分力，也可能小于小的分力
5．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
6．小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也推不动，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！下列说法中正确的是(　　)
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
7．如图所示，将一个已知力F分解为F1和F2，已知F＝10
N，F1与F的夹角为37°。F2的大小不可能的是(　　)
A.4
N
B．6
N
C.10
N
D．100
N
8．如图所示，作用在滑块B上的推力F＝100
N，若α＝30°，装置重力和摩擦力均不计，则工件上受到的压力为(　　)
A．100
N
B．100
N
C．50
N
D．200
N
9．如图所示为斧头劈柴的剖面图，BC边为斧头背，AB、AC边为斧头的两刃面．要使斧头容易劈开木柴，需要(　　)
A．BC边短些，AB边也短些
B．BC边长一些，AB边短一些
C．BC边短一些，AB边长一些
D．BC边长一些，AB边也长一些
二、多项选择题
10．(多选)已知两个分力的大小为F1、F2，它们的合力大小为F，下列说法中不正确的是(　　)
A．不可能出现FB．不可能出现F>F1同时F>F2的情况
C．不可能出现FD．不可能出现F>F1＋F2的情况
11．(多选)关于几个力与其合力的说法中，正确的有(　　)
A．合力的作用效果跟原来几个力共同作用产生的效果相同
B．合力与原来那几个力同时作用在物体上
C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用
D．不同性质的力不可以合成
12．(多选)
明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，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θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则(　　)
A．若F一定，θ大时FN大
B．若F一定，θ小时FN大
C．若θ一定，F大时FN大
D．若θ一定，F小时FN大
三、非选择题
13．某同学在家中尝试探究两个互成角度的力的合成规律，他找到3条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物，以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子，设计了如下实验：将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上，另一端与第三条橡皮筋连接，结点为O，将第3条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物，如图所示。
(1)为完成实验，下述操作中必需的是________。
A．测量细绳的长度
B．测量橡皮筋的原长
C．测量悬挂重物后橡皮筋的长度
D．记录悬挂重物后结点O的位置
(2)钉子位置固定，欲利用现有器材，改变条件再次探究，可采用的方法是________________________________________________________________________。
14．有同学利用如图所示的装置来探究求合力的方法：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力FTOA、FTOB和FTOC，回答下列问题：
(1)改变钩码个数，实验能完成的是________。(绳子能承受的拉力足够大)
A．钩码的个数N1＝N2＝2，N3＝4
B．钩码的个数N1＝N3＝3，N2＝4
C．钩码的个数N1＝N2＝N3＝4
D．钩码的个数N1＝3，N2＝4，N3＝5
(2)在拆下钩码和绳子前，最重要的一个步骤是________。
A．标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向和钩码个数
B．量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C．用量角器量出三段绳子之间的夹角
D．用天平测出钩码的质量
(3)在作图时，你认为图中________(选填“甲”或“乙”)是正确的。
15．如图所示，光滑固定斜面上有一个质量为10
kg的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为30°，整个装置处于静止状态．(g取10
m/s2，结果保留1位小数)
(1)求绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小．
(2)若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，求最小拉力的大小．
答案与部分解析
一、单项选择题
1．A　
[解析]两个分力的作用效果与其合力的作用效果一定是相同的，合力可以等效替代两个分力，A正确，B错误；分力与合力的关系遵从平行四边形定则，不符合平行四边形定则的分解都是不正确的，C、D错误
2．C　
[解析]两个共点力合成，遵循平行四边形定则，当两个力同向时合力最大，等于F1＋F2，反向时合力最小，等于F1－F2，故F1－F2≤F≤F1＋F2，故选C
3．C　
[解析]F2减至8
N的过程中合力减小至0，当F2继续减小时，合力开始增大，但方向与原来合力的方向相反，故C正确
4．D　
[解析]根据平行四边形定则可知：
两个共点力的合力的大小不一定大于小的分力，如图甲；不一定小于大的分力，如图乙；合力的大小也不随夹角的增大而增大，如图丙；并且也不一定大于任意一个分力。故A、B、C错误，D正确。
5．D.
[解析]F1是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物体沿斜面下滑，施力物体是地球，故A错误；物体受到重力mg和支持力FN两个力的作用，F1、F2是重力的分力，故B错误；F2是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物体压斜面，F2的大小等于物体对斜面的压力，但二者的受力物体不同，F2的受力物体是物体本身，物体对斜面的压力的受力物体是斜面，故C错误；合力与分力共同作用的效果相同，故D正确．
6．C.
[解析]由小明所受重力产生的作用效果，小明的重力可分解为沿两个木板方向的分力，由于两个木板夹角接近180°，根据平行四边形定则，可知分力可远大于小明的重力，故C正确．
7．A　
[解析]
力F的分解如图所示，
可以看出在若干组分力中，F2有最小值，则F2min＝Fsin
37°＝10
N×0.6＝6
N，但没有最大值
8．B　
[解析]装置的重力和摩擦力均不计，对B进行受力分析如图，则：水平方向：F＝F1sin
α，对A进行受力分析如图：
竖直方向：F1′cos
α＝F2，由图易知F1′＝F1所以：F2＝F，根据牛顿第三定律，工件受到的向上的弹力与工件对装置的作用大小相等，方向相反，即：FN＝F2＝F＝×100
N＝100
N，故选B。
9．C
[解析]如图所示，
斧头对木柴的作用力按力的作用效果可分解为对木柴两端的两个压力，两压力大小相等、与斧头的AB、BC边相互垂直，由几何关系可知，当BC边短一些，AB边长一些时，两力之间的夹角更大，则在作用力不变的情况下两分力更大，即斧头容易劈开木柴，C正确，A、B、D错误．
二、多项选择题
10．ABC　
[解析]如果F1与F2大小相等，方向相反，则其合力为零，既小于F1又小于F2，故A错误；如果F1、F2同向，则合力F＝F1＋F2，既大于F1又大于F2，故B错误；合力F的范围为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，因此，C错误，D正确
11．AC.
[解析]由合力和分力的定义可知，A正确；合力和它的分力是等效替代关系，而不是物体同时受到合力和分力，它们不能同时存在，B错误，C正确；力能否合成与力的性质无关，D错误．
12．BC.
[解析]木楔两侧面产生的推力合力大小等于F，由力的平行四边形定则可知，FN＝，由表达式可知，若F一定，θ越小，FN越大，A错误，B正确；若θ一定，F越大，FN越大，C正确，D错误．
三、非选择题
13．(1)BCD　(2)更换不同的小重物
[解析](1)必需测量橡皮筋的原长和悬挂重物后橡皮筋的长度，这样才能确定橡皮筋的伸长量。确定各力的大小，还需记录悬挂重物后结点O的位置，同时记下3条橡皮筋所在的方向，以便确定各拉力的方向，根据平行四边形定则作出合力的图示。因此，(1)中必需的是B、C、D。(2)改变条件再次探究可采用更换不同的小重物的方法。
14．(1)BCD　(2)A　(3)甲
[解析](1)对O点受力分析如图所示，OA、OB、OC分别表示FTOA、FTOB、FTOC的大小，由于三个力处于平衡，所以FTOA、FTOB的合力大小等于FTOC，且FTOC(2)为探究求合力的方法，必须作受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要做好记录，应从力的三要素角度出发，要记录钩码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向，故A正确，B、C、D错误。
(3)以O点为研究对象，F3的实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的合力的理论值与实际值有一定偏差，故题图甲符合实际，题图乙不符合实际。
15．【答案】(1)51.8
N　73.2
N　(2)70.7
N
[解析](1)
如图，水平竖直建立直角坐标系，对小球受力分析．则：
水平方向上：FTsin
45°－FNsin
30°＝0
竖直方向上：FTcos
45°＋FNcos
30°－mg＝0
由以上两式得FN≈73.2
N，
FT≈51.8
N.
(2)外力方向与绳子垂直时，拉力最小．
拉力的最小值为Fmin＝mgsin
45°
解得Fmin≈70.7
N.