第三章 第四节 力的合成和分解 同步练习Word版含答案
文档属性
| 名称 | 第三章 第四节 力的合成和分解 同步练习Word版含答案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 428.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-28 16:49:48 | ||
图片预览
文档简介
第三章
第四节
力的合成和分解
同步练习
一、单项选择题
1．下列4个图中，F1大小为5
N，F2大小为3
N，F3大小为7
N，其中F1、F2、F3的合力最大的是( )
2．小芳同学想要悬挂一个镜框，以下四种方法中每根绳子所受拉力最小的是( )
3．将一个力F分解为两个力F1、F2，下列情况不可能的是( )
A．F1或F2垂直于F
B．F1、F2都与F在同一直线上
C．F1或F2的大小等于F
D．F1、F2的大小和方向都与F相同
4．一个力的大小为30
N，将此力分解为两个分力，这两个分力的大小不可能是( )
A．10
N、10
N
B．20
N、40
N
C．200
N、200
N
D．700
N、720
N
5．超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠(其余两颗未画出)，工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣。当用强磁场吸引防盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开。已知锥形金属筒底部的圆锥顶角刚好是90°，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力为F，小铁珠锁死防盗扣，
每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为(不计摩擦以及小铁珠的重力)( )
A．F
B．F
C．F
D．F
6．物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10
m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1
500
N，则物块的质量最大为( )
A．150
kg
B．100
kg
C．200
kg
D．200
kg
7．如图剪式千斤顶，当摇动手把时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105
N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°，则下列判断正确的是( )
A．此时两臂受到的压力大小均为5.0×104
N
B．此时千斤顶对汽车的支持力为2.0×105
N
C．若继续摇动手把，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大
D．若继续摇动手把，将汽车顶起，两臂受到的压力将减小
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)两个共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，则( )
A．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍
B．F1、F2同时增加10
N，F也增加10
N
C．F1增加10
N，F2减少10
N，F一定不变
D．若F1、F2中的一个增大，F不一定增大
11．(多选)下列各组力的合力可能为0的是( )
A．8
N、2
N、3
N
B．18
N、20
N、19
N
C．7
N、7
N、7
N
D．8
N、19
N、10
N
12．(多选)如图所示是某同学设计的一个小实验，他将细绳的一端系在手指上，细绳的另一端系在直杆的A端，杆的左端顶在掌心上，组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同的重物，并保持静止。通过实验会感受到( )
A．细绳是被拉伸的，杆是被压缩的
B．杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C指向A
C．细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B指向A
D．所挂重物质量越大，细绳和杆对手的作用力也越大
三、非选择题
13．以下是某实验小组探究“两个互成角度的力的合成规律”的过程．
(1)首先进行如下操作：
①如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE；
②如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环．小圆环在拉力F1、F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO；
③撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使其位于O点，如图丙．
同学们发现，力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即产生________，所以F等于F1、F2的合力．
(2)然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系：
①由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F(三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力大小由弹簧测力计读出)；
②用虚线将拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，如图丁，得到的启示是________；
③多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形．实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作________，上述实验中，如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1和F2就是F的________，此实验可以探究________规律．
14．在下图中，给出六个力F1、F2、F3、F4、F5、F6，它们作用于同一点O，大小已在图中标出。相邻的两个力之间的夹角均为60°，它们的合力大小为________N，方向为________。
15．如图，倾角为15°的斜面上放着一个木箱，100
N的拉力F斜向上拉着木箱，F与水平方向成45°角．分别以平行于斜面和垂直于斜面的方向为x轴和y轴建立坐标系，把F分解为沿着两个坐标轴的分力．试在图中作出分力Fx和Fy，并计算它们的大小．
参考答案与解析
一、单项选择题
1．A.
解析：根据平行四边形定则可知，A图中三个力的合力为2F3＝14
N，B图中三个力的合力为0，C图中三个力的合力为2F1＝10
N，D图中三个力的合力为2F2＝6
N，所以A图合力最大，故A正确，B、C、D错误．
2．B.
解析：图A、C、D中的绳子与合力的方向都有一定的夹角，而B中的绳子与合力的夹角为0，当两个分力的夹角越大时，其合力越小，该题中的合力大小不变，故分力中只有B最小，故B正确．
3．D
4．A
解析：合力的大小不大于两分力大小之和，不小于两分力大小之差的绝对值，只有A不可能．
5．C
解析：以一个铁珠为研究对象，将力F按照作用效果分解如图所示，
由几何关系可得小铁珠对钉柱产生的侧向压力为N＝＝F。
6．A
解析：物块沿斜面向上匀速运动，受力如图，
根据平衡条件F＝Ff＋mgsin
30°①
Ff＝μFN②
FN＝mgcos
30°③
由①②③式得
F＝mgsin
30°＋μmgcos
30°
所以m＝
代入数据得m＝150
kg，选项A正确。
7．D
解析：汽车的压力有两个效果，分别沿120°角的两臂方向挤压，所以将此压力沿120°的两臂方向分解，如图所示。
F1cos＋F2cos＝F。当θ＝120°时，F1＝F2＝F＝1.0×105
N，选项A、B错误；继续摇动手把，将汽车顶起，θ减小，cos增大，F1、F2均减小，选项C错误，D正确。
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．AD
解析：根据平行四边形定则，F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍，故A正确；F1、F2同时增加10
N，根据平行四边形定则求得的合力的大小不一定也增加10
N，故B错误；F1增加10
N，F2减少10
N，F可能变化，故C错误；若F1、F2方向相反，F1、F2中的一个增大，F不一定增大，故D正确
11．BC
解析：如果第三个力在第一、二两个力的合力范围内，则第一、二两个力可以合成一个与第三个力大小相等方向相反的力，则此时三个力的合力将会为0。8
N和2
N的合力范围为6～10
N，第三个力3
N不在合力范围内，故合力不可能为0，选项A错误；18
N和20
N的合力范围为2～38
N,19
N在此范围内，故其合力可能为0，选项B正确；7
N和7
N的合力范围为0～14
N,7
N在此范围内，故其合力可能为0，选项C正确；8
N和19
N的合力范围为11～27
N,10
N不在此合力范围内，故其合力不可能为0，选项D错误。
12．ACD
解析：重物所受重力的作用效果有两个，一是拉紧细绳，二是使杆压紧手掌，所以重力可分解为沿细绳方向的力F1和垂直于掌心方向的力F2，如图所示，
由三角函数得F1＝，F2＝Gtan
θ，故选项A、C、D正确。
三、非选择题
13．(1)相同的作用效果
(2)②可能构成平行四边形
③平行四边形定则 分力 力的分解
解析：(1)橡皮条对小圆环的拉力相同，即产生相同的作用效果．
(2)②图丁得到的启示是可能构成平行四边形．
③表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作平行四边形定则．先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1和F2就是F的分力，此实验可以探究力的分解规律．
14．与F6同向
解析：根据多个力求合力的步骤，先将F1与F4、F2与F3、F5与F6合成，三组力的合力均为20
N，如图所示：
根据两个相等的互成120°的力的合力大小等于分力的大小，方向沿其角平分线，故可知六个力的合力为40
N，方向与F6相同。
15．【答案】图见解析 50
N 50
N
解析：
分力Fx和Fy如图所示．由几何关系可得F与x轴的夹角为30°.则Fx＝Fcos
30°＝100×
N＝50
N，Fy＝Fsin
30°＝100×
N＝50
N.
第四节
力的合成和分解
同步练习
一、单项选择题
1．下列4个图中，F1大小为5
N，F2大小为3
N，F3大小为7
N，其中F1、F2、F3的合力最大的是( )
2．小芳同学想要悬挂一个镜框，以下四种方法中每根绳子所受拉力最小的是( )
3．将一个力F分解为两个力F1、F2，下列情况不可能的是( )
A．F1或F2垂直于F
B．F1、F2都与F在同一直线上
C．F1或F2的大小等于F
D．F1、F2的大小和方向都与F相同
4．一个力的大小为30
N，将此力分解为两个分力，这两个分力的大小不可能是( )
A．10
N、10
N
B．20
N、40
N
C．200
N、200
N
D．700
N、720
N
5．超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠(其余两颗未画出)，工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣。当用强磁场吸引防盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开。已知锥形金属筒底部的圆锥顶角刚好是90°，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力为F，小铁珠锁死防盗扣，
每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为(不计摩擦以及小铁珠的重力)( )
A．F
B．F
C．F
D．F
6．物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10
m/s2。若轻绳能承受的最大张力为1
500
N，则物块的质量最大为( )
A．150
kg
B．100
kg
C．200
kg
D．200
kg
7．如图剪式千斤顶，当摇动手把时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105
N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°，则下列判断正确的是( )
A．此时两臂受到的压力大小均为5.0×104
N
B．此时千斤顶对汽车的支持力为2.0×105
N
C．若继续摇动手把，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大
D．若继续摇动手把，将汽车顶起，两臂受到的压力将减小
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)两个共点力F1、F2大小不同，它们的合力大小为F，则( )
A．F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍
B．F1、F2同时增加10
N，F也增加10
N
C．F1增加10
N，F2减少10
N，F一定不变
D．若F1、F2中的一个增大，F不一定增大
11．(多选)下列各组力的合力可能为0的是( )
A．8
N、2
N、3
N
B．18
N、20
N、19
N
C．7
N、7
N、7
N
D．8
N、19
N、10
N
12．(多选)如图所示是某同学设计的一个小实验，他将细绳的一端系在手指上，细绳的另一端系在直杆的A端，杆的左端顶在掌心上，组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同的重物，并保持静止。通过实验会感受到( )
A．细绳是被拉伸的，杆是被压缩的
B．杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由C指向A
C．细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由B指向A
D．所挂重物质量越大，细绳和杆对手的作用力也越大
三、非选择题
13．以下是某实验小组探究“两个互成角度的力的合成规律”的过程．
(1)首先进行如下操作：
①如图甲，轻质小圆环挂在橡皮条的一端，另一端固定，橡皮条的长度为GE；
②如图乙，用手通过两个弹簧测力计共同拉动小圆环．小圆环在拉力F1、F2的共同作用下，位于O点，橡皮条伸长的长度为EO；
③撤去F1、F2，改用一个力F单独拉住小圆环，仍使其位于O点，如图丙．
同学们发现，力F单独作用，与F1、F2共同作用的效果是一样的，都使小圆环保持静止，由于两次橡皮条伸长的长度相同，即产生________，所以F等于F1、F2的合力．
(2)然后实验小组探究了合力F与分力F1、F2的关系：
①由纸上O点出发，用力的图示法画出拉力F1、F2和F(三个力的方向沿各自拉线的方向，三个力大小由弹簧测力计读出)；
②用虚线将拉力F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，如图丁，得到的启示是________；
③多次改变拉力F1、F2的大小和方向，重做上述实验，通过画各力的图示，进一步检验所围成的图形．实验小组发现：在两个力合成时，以表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作________，上述实验中，如果把图乙和图丙的操作顺序对调，即先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1和F2就是F的________，此实验可以探究________规律．
14．在下图中，给出六个力F1、F2、F3、F4、F5、F6，它们作用于同一点O，大小已在图中标出。相邻的两个力之间的夹角均为60°，它们的合力大小为________N，方向为________。
15．如图，倾角为15°的斜面上放着一个木箱，100
N的拉力F斜向上拉着木箱，F与水平方向成45°角．分别以平行于斜面和垂直于斜面的方向为x轴和y轴建立坐标系，把F分解为沿着两个坐标轴的分力．试在图中作出分力Fx和Fy，并计算它们的大小．
参考答案与解析
一、单项选择题
1．A.
解析：根据平行四边形定则可知，A图中三个力的合力为2F3＝14
N，B图中三个力的合力为0，C图中三个力的合力为2F1＝10
N，D图中三个力的合力为2F2＝6
N，所以A图合力最大，故A正确，B、C、D错误．
2．B.
解析：图A、C、D中的绳子与合力的方向都有一定的夹角，而B中的绳子与合力的夹角为0，当两个分力的夹角越大时，其合力越小，该题中的合力大小不变，故分力中只有B最小，故B正确．
3．D
4．A
解析：合力的大小不大于两分力大小之和，不小于两分力大小之差的绝对值，只有A不可能．
5．C
解析：以一个铁珠为研究对象，将力F按照作用效果分解如图所示，
由几何关系可得小铁珠对钉柱产生的侧向压力为N＝＝F。
6．A
解析：物块沿斜面向上匀速运动，受力如图，
根据平衡条件F＝Ff＋mgsin
30°①
Ff＝μFN②
FN＝mgcos
30°③
由①②③式得
F＝mgsin
30°＋μmgcos
30°
所以m＝
代入数据得m＝150
kg，选项A正确。
7．D
解析：汽车的压力有两个效果，分别沿120°角的两臂方向挤压，所以将此压力沿120°的两臂方向分解，如图所示。
F1cos＋F2cos＝F。当θ＝120°时，F1＝F2＝F＝1.0×105
N，选项A、B错误；继续摇动手把，将汽车顶起，θ减小，cos增大，F1、F2均减小，选项C错误，D正确。
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．AD
解析：根据平行四边形定则，F1、F2同时增大一倍，F也增大一倍，故A正确；F1、F2同时增加10
N，根据平行四边形定则求得的合力的大小不一定也增加10
N，故B错误；F1增加10
N，F2减少10
N，F可能变化，故C错误；若F1、F2方向相反，F1、F2中的一个增大，F不一定增大，故D正确
11．BC
解析：如果第三个力在第一、二两个力的合力范围内，则第一、二两个力可以合成一个与第三个力大小相等方向相反的力，则此时三个力的合力将会为0。8
N和2
N的合力范围为6～10
N，第三个力3
N不在合力范围内，故合力不可能为0，选项A错误；18
N和20
N的合力范围为2～38
N,19
N在此范围内，故其合力可能为0，选项B正确；7
N和7
N的合力范围为0～14
N,7
N在此范围内，故其合力可能为0，选项C正确；8
N和19
N的合力范围为11～27
N,10
N不在此合力范围内，故其合力不可能为0，选项D错误。
12．ACD
解析：重物所受重力的作用效果有两个，一是拉紧细绳，二是使杆压紧手掌，所以重力可分解为沿细绳方向的力F1和垂直于掌心方向的力F2，如图所示，
由三角函数得F1＝，F2＝Gtan
θ，故选项A、C、D正确。
三、非选择题
13．(1)相同的作用效果
(2)②可能构成平行四边形
③平行四边形定则 分力 力的分解
解析：(1)橡皮条对小圆环的拉力相同，即产生相同的作用效果．
(2)②图丁得到的启示是可能构成平行四边形．
③表示这两个力的有向线段为邻边作平行四边形，这两个邻边之间的对角线就代表合力的大小和方向，这个规律叫作平行四边形定则．先用拉力F将圆环拉到O点，再用拉力F1和F2共同拉圆环产生相同效果，则F1和F2就是F的分力，此实验可以探究力的分解规律．
14．与F6同向
解析：根据多个力求合力的步骤，先将F1与F4、F2与F3、F5与F6合成，三组力的合力均为20
N，如图所示：
根据两个相等的互成120°的力的合力大小等于分力的大小，方向沿其角平分线，故可知六个力的合力为40
N，方向与F6相同。
15．【答案】图见解析 50
N 50
N
解析：
分力Fx和Fy如图所示．由几何关系可得F与x轴的夹角为30°.则Fx＝Fcos
30°＝100×
N＝50
N，Fy＝Fsin
30°＝100×
N＝50
N.