3.4 力的合成和分解 练习题—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册word版含答案
文档属性
| 名称 | 3.4 力的合成和分解 练习题—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册word版含答案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 902.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-02 15:40:18 | ||
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文档简介
力的合成和分解
一、单选题
1．下列物理量的运算，遵循平行四边形法则的是（ ）
A．时间
B．质量
C．路程
D．力
2．将物体所受重力按力的作用效果进行分解，下列图中错误的是（ ）
A．
B．
C．
D．
3．如图所示，小明用绳拉着装满沙子的车，拉力F与水平方向成角，若将该力沿水平和竖直方向分解，则它的水平分力为（ ）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，一物块静止在倾角为的固定斜面上，物块所受的重力为。沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力，这两个方向上的分力分别为和。则分力、的大小分别为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．为了行车的方便与安全，很高的桥要造很长的引桥，以减小桥面的坡度，如图所示。从车辆的受力角度分析是为了（ ）
A．减小过桥车辆的重力
B．增加汽车的功率
C．减小过桥车辆的重力在平行于引桥桥面方向的分力
D．减小过桥车辆的重力在垂直于引桥桥面方向的分力
6．关于合力和分力的关系，下列说法中不正确的是（
）
A．合力的作用效果与其分力共同作用效果相同
B．合力大小一定等于其分力的代数和
C．合力可能小于它的任一分力
D．合力可能等于某一分力大小
7．三个共点力的大小分别为10N、8N、6N，则它们的合力的最大值和最小值分别是（
）
A．24N，0
B．24N，4N
C．24N，8N
D．24N，12N
8．如图所示，一个楔形物体固定在水平面上，物体沿其光滑表面自由下滑，则物体（ ）
A．受到两个力作用：重力、物体对斜面的压力
B．受到两个力作用：重力、斜面对物体的支持力
C．受到三个力作用：重力、下滑力、斜面对物体的支持力
D．受到三个力作用：重力、下滑力、物体对斜面的压力
9．如图甲为射箭比赛时的场景。已知弓的顶部跨度为l，且拉弓过程中l保持不变；弦均匀且弹性良好，其自由长度也为l，劲度系数为k；射箭时弦和箭可等效为图乙情景：箭在弦的正中间，弦夹在类似动滑轮的附加装置上，将箭发射出去。发射箭时弦的最大长度为，设弦的弹力满足胡克定律，则箭被发射瞬间所受的弹力为（ ）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示，一架无人机执行航拍任务时正沿虚线朝斜向下方匀加速直线运动，用G表示无人机重力，F表示空气对它的作用力，下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．已知两个共点力的合力为50N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30N。则（ ）
A．F1的大小是唯一的
B．F2的方向是唯一的
C．F2有两个可能的方向
D．F2可取任意方向
12．已知两个共点力的合力F的最大值为180N，合力F的最小值为20N，则这两个共点力的大小分别是（ ）
A．110N，90N
B．200N，160N
C．100N，80N
D．90N，70N
13．物体在四个共点力F1、F2、F3、F4的作用下处于平衡状态，其中F1=5N。若将F1沿顺时针方向旋转60°，求此时物体所受合力的大小（ ）
A．0N
B．5N
C．15N
D．10N
14．弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”，弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中一个关键动作，如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（ ）
A．
B．
C．
D．
15．如图所示，物体静止在光滑水平面上，力作用于物体上的点，现要使物体受到由指向方向的合力（与都在同一平面内，与间夹角为）。那么，必须同时再加一个力，这个力的最小值是（ ）
A．
B．
C．
D．
二、实验题
16．如图，在“研究力的合成”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。
（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是：___________
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．保证两弹簧秤示数相等
（2）若实验中，某弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为___________N。
17．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）如果没有操作失误，图乙中的F,与F两力中，方向一定沿AO方向的是______。
（2）实验时，主要的步骤是：
A．在桌上放一块方木板、在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力的图示；
F.比较和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
上述步骤中：有重要遗漏的步骤的序号是______和______
试卷第2页，总2页
试卷第1页，总1页
参考答案
1．D
【详解】
物理量的运算遵循平行四边形法则的是矢量的运算，选项中时间、质量、路程均为标量，力为矢量。
故选D。
2．C
【详解】
物体所受重力按力的作用效果进行分解中，A、B、D均符合题意，C中的重力应分解为水平向左的分力和垂直斜面向下的分力，故ABD正确，C错误。
故选C。
3．B
【详解】
根据力的正交分解法，可知它的水平分力为
故选B。
4．A
【详解】
斜面上物体的重力，按效果分解的力图如题目图。根据数学知识可知
，
故选A。
5．C
【详解】
A.轿车的重力不变，A错误；
B．汽车的功率
，与桥面的坡度无关，B错误；
C．减小坡度，桥面与水平面的夹角变小，会减小过桥车辆的重力平行于引桥桥面方向的分力，使车辆更容易通过，C正确；
D．减小坡度，桥面与水平面的夹角变小，会增大过桥车辆的重力在垂直于引桥桥面方向的分力，D错误；
故选C
6．B
【分析】
合力与分力的关系是等效替代的关系，
如果二力在同一条直线上，根据力的合成计算合力的大小，即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和；同一直线反方向二力的合力等于二力之差．
如果二力不在同一条直线上，合力大小介于二力之和与二力之差之间．
【详解】
A、合力与分力的关系是等效替代的关系，等效说的就是相同的作用效果，故A正确；
B、合力的大小等于分力的矢量和．故B错误；
CD、合力的大小可能大于任一分力，可能小于任一分力，可能等于某一分力．故C、D正确．
本题选错误的，故选B．
【点睛】
本题考查的是合力与分力的关系，知道合力与分力遵循平行四边形定则，有时合力与分力的大小关系判断时可取几个特值比较．
7．A
【分析】
三力同向时合力最大；找出两个力合力的范围，然后用与第三力数值上最接近的合力值与第三个力相减得到最小值．
【详解】
10N、8N和6N三个力同向时合力最大，为：
10N、8N合成时合力范围为：
当合力为6N时，再与第三个力合成，合力最小为零；
故A正确．
【点睛】
对于三个力合力的最大值总等于三力之和，但合力最小值不一定等于两个较小力的和与最大力之差，可以用与第三力数值上最接近的合力值与第三个力相减得到最小值．
8．B
【详解】
AB．物块沿着斜面自由下滑，斜面光滑，故无摩擦力；物体仅受重力和斜面的弹力作用，故A错误，B正确；
C．所谓“下滑力”仅是重力产生的一个作用效果，并且这种提法本身不科学，结合A分析知，C错误；
D．物体对斜面的压力不是物体受到的力，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
设发射时，箭两侧弦的夹角为，由几何关系可知
可知，，箭被发射瞬间所受的弹力为两侧弦拉力的合力，即
C正确。
故选C。
10．A
【详解】
无人机沿虚线方向做匀加速运动，说明合外力沿虚线方向，垂直虚线方向的合外力为0，根据正交分解，A正确。
故选A。
11．C
【详解】
已知一个分力有确定的方向，与F成30°夹角，知另一个分力的最小值为
Fsin30°=25N
而另一个分力大小大于25N，小于30N，所以分解的组数有两组解。如图
故选C。
12．C
【详解】
设两个力的大小分别为和，且，根据合力的大小满足
则有
解得
故ABD错误，C正确。
故选C。
13．B
【详解】
物体在四个共点力F1、F2、F3、F4的作用下处于平衡状态，则F2、F3、F4的与F1平衡，若将F1沿顺时针方向旋转60°，物体相当于受到两个夹角为120°的F1的作用，根据平行四边形定则，合力大小为5N。
故选B。
14．D
【详解】
设大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力为，则他们之间的夹角为θ，F即为他们合力的大小，则有
脚掌所受地面竖直向上的弹力约
联立可得：
；
故选D。
15．B
【详解】
当力F1与OO′方向垂直时，力F1最小，最小力
故选B。
16．C
4.00
【详解】
(1)[1]
A．细绳的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长。故A错误；
B．两细绳拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细绳的角平分线上，故B错误；
C．在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行，否则会影响力的大小。故C正确；
D．试验时，需要做平行四边形求两分力得合力，对两分力是否大小相等没有限制。故D错误。
故选C。
(2)[2]根据弹簧秤读数规则，需要估读到下一位，即4.00N
17．F′
C
E
【详解】
(1)[1]实验中F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，即方向一定沿AO方向的是F'；
(2)[2][3]根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E。在C中未记下两条细绳的方向；E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O。
答案第1页，总2页
答案第1页，总2页
一、单选题
1．下列物理量的运算，遵循平行四边形法则的是（ ）
A．时间
B．质量
C．路程
D．力
2．将物体所受重力按力的作用效果进行分解，下列图中错误的是（ ）
A．
B．
C．
D．
3．如图所示，小明用绳拉着装满沙子的车，拉力F与水平方向成角，若将该力沿水平和竖直方向分解，则它的水平分力为（ ）
A．
B．
C．
D．
4．如图所示，一物块静止在倾角为的固定斜面上，物块所受的重力为。沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力，这两个方向上的分力分别为和。则分力、的大小分别为（ ）
A．
B．
C．
D．
5．为了行车的方便与安全，很高的桥要造很长的引桥，以减小桥面的坡度，如图所示。从车辆的受力角度分析是为了（ ）
A．减小过桥车辆的重力
B．增加汽车的功率
C．减小过桥车辆的重力在平行于引桥桥面方向的分力
D．减小过桥车辆的重力在垂直于引桥桥面方向的分力
6．关于合力和分力的关系，下列说法中不正确的是（
）
A．合力的作用效果与其分力共同作用效果相同
B．合力大小一定等于其分力的代数和
C．合力可能小于它的任一分力
D．合力可能等于某一分力大小
7．三个共点力的大小分别为10N、8N、6N，则它们的合力的最大值和最小值分别是（
）
A．24N，0
B．24N，4N
C．24N，8N
D．24N，12N
8．如图所示，一个楔形物体固定在水平面上，物体沿其光滑表面自由下滑，则物体（ ）
A．受到两个力作用：重力、物体对斜面的压力
B．受到两个力作用：重力、斜面对物体的支持力
C．受到三个力作用：重力、下滑力、斜面对物体的支持力
D．受到三个力作用：重力、下滑力、物体对斜面的压力
9．如图甲为射箭比赛时的场景。已知弓的顶部跨度为l，且拉弓过程中l保持不变；弦均匀且弹性良好，其自由长度也为l，劲度系数为k；射箭时弦和箭可等效为图乙情景：箭在弦的正中间，弦夹在类似动滑轮的附加装置上，将箭发射出去。发射箭时弦的最大长度为，设弦的弹力满足胡克定律，则箭被发射瞬间所受的弹力为（ ）
A．
B．
C．
D．
10．如图所示，一架无人机执行航拍任务时正沿虚线朝斜向下方匀加速直线运动，用G表示无人机重力，F表示空气对它的作用力，下列四幅图中能表示此过程中无人机受力情况的是（ ）
A．
B．
C．
D．
11．已知两个共点力的合力为50N，分力F1的方向与合力F的方向成30°角，分力F2的大小为30N。则（ ）
A．F1的大小是唯一的
B．F2的方向是唯一的
C．F2有两个可能的方向
D．F2可取任意方向
12．已知两个共点力的合力F的最大值为180N，合力F的最小值为20N，则这两个共点力的大小分别是（ ）
A．110N，90N
B．200N，160N
C．100N，80N
D．90N，70N
13．物体在四个共点力F1、F2、F3、F4的作用下处于平衡状态，其中F1=5N。若将F1沿顺时针方向旋转60°，求此时物体所受合力的大小（ ）
A．0N
B．5N
C．15N
D．10N
14．弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”，弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中一个关键动作，如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（ ）
A．
B．
C．
D．
15．如图所示，物体静止在光滑水平面上，力作用于物体上的点，现要使物体受到由指向方向的合力（与都在同一平面内，与间夹角为）。那么，必须同时再加一个力，这个力的最小值是（ ）
A．
B．
C．
D．
二、实验题
16．如图，在“研究力的合成”实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有绳套。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。
（1）某同学认为在此过程中必须注意以下几项，其中正确的是：___________
A．两根细绳必须等长
B．橡皮条应与两绳夹角的平分线在同一直线上
C．在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行
D．保证两弹簧秤示数相等
（2）若实验中，某弹簧秤的指针位置如图所示，其读数为___________N。
17．某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）如果没有操作失误，图乙中的F,与F两力中，方向一定沿AO方向的是______。
（2）实验时，主要的步骤是：
A．在桌上放一块方木板、在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点，在橡皮条的另一端拴上两条细绳，细绳的另一端系着绳套；
C．用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O。记录下O点的位置，读出两个弹簧测力计的示数；
D．按选好的标度，用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示，并用平行四边形定则求出合力F；
E.只用一只弹簧测力计，通过细绳套拉橡皮条使其伸长，读出弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这个力的图示；
F.比较和F的大小和方向，看它们是否相同，得出结论。
上述步骤中：有重要遗漏的步骤的序号是______和______
试卷第2页，总2页
试卷第1页，总1页
参考答案
1．D
【详解】
物理量的运算遵循平行四边形法则的是矢量的运算，选项中时间、质量、路程均为标量，力为矢量。
故选D。
2．C
【详解】
物体所受重力按力的作用效果进行分解中，A、B、D均符合题意，C中的重力应分解为水平向左的分力和垂直斜面向下的分力，故ABD正确，C错误。
故选C。
3．B
【详解】
根据力的正交分解法，可知它的水平分力为
故选B。
4．A
【详解】
斜面上物体的重力，按效果分解的力图如题目图。根据数学知识可知
，
故选A。
5．C
【详解】
A.轿车的重力不变，A错误；
B．汽车的功率
，与桥面的坡度无关，B错误；
C．减小坡度，桥面与水平面的夹角变小，会减小过桥车辆的重力平行于引桥桥面方向的分力，使车辆更容易通过，C正确；
D．减小坡度，桥面与水平面的夹角变小，会增大过桥车辆的重力在垂直于引桥桥面方向的分力，D错误；
故选C
6．B
【分析】
合力与分力的关系是等效替代的关系，
如果二力在同一条直线上，根据力的合成计算合力的大小，即同一直线上同方向二力的合力等于二力之和；同一直线反方向二力的合力等于二力之差．
如果二力不在同一条直线上，合力大小介于二力之和与二力之差之间．
【详解】
A、合力与分力的关系是等效替代的关系，等效说的就是相同的作用效果，故A正确；
B、合力的大小等于分力的矢量和．故B错误；
CD、合力的大小可能大于任一分力，可能小于任一分力，可能等于某一分力．故C、D正确．
本题选错误的，故选B．
【点睛】
本题考查的是合力与分力的关系，知道合力与分力遵循平行四边形定则，有时合力与分力的大小关系判断时可取几个特值比较．
7．A
【分析】
三力同向时合力最大；找出两个力合力的范围，然后用与第三力数值上最接近的合力值与第三个力相减得到最小值．
【详解】
10N、8N和6N三个力同向时合力最大，为：
10N、8N合成时合力范围为：
当合力为6N时，再与第三个力合成，合力最小为零；
故A正确．
【点睛】
对于三个力合力的最大值总等于三力之和，但合力最小值不一定等于两个较小力的和与最大力之差，可以用与第三力数值上最接近的合力值与第三个力相减得到最小值．
8．B
【详解】
AB．物块沿着斜面自由下滑，斜面光滑，故无摩擦力；物体仅受重力和斜面的弹力作用，故A错误，B正确；
C．所谓“下滑力”仅是重力产生的一个作用效果，并且这种提法本身不科学，结合A分析知，C错误；
D．物体对斜面的压力不是物体受到的力，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
设发射时，箭两侧弦的夹角为，由几何关系可知
可知，，箭被发射瞬间所受的弹力为两侧弦拉力的合力，即
C正确。
故选C。
10．A
【详解】
无人机沿虚线方向做匀加速运动，说明合外力沿虚线方向，垂直虚线方向的合外力为0，根据正交分解，A正确。
故选A。
11．C
【详解】
已知一个分力有确定的方向，与F成30°夹角，知另一个分力的最小值为
Fsin30°=25N
而另一个分力大小大于25N，小于30N，所以分解的组数有两组解。如图
故选C。
12．C
【详解】
设两个力的大小分别为和，且，根据合力的大小满足
则有
解得
故ABD错误，C正确。
故选C。
13．B
【详解】
物体在四个共点力F1、F2、F3、F4的作用下处于平衡状态，则F2、F3、F4的与F1平衡，若将F1沿顺时针方向旋转60°，物体相当于受到两个夹角为120°的F1的作用，根据平行四边形定则，合力大小为5N。
故选B。
14．D
【详解】
设大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力为，则他们之间的夹角为θ，F即为他们合力的大小，则有
脚掌所受地面竖直向上的弹力约
联立可得：
；
故选D。
15．B
【详解】
当力F1与OO′方向垂直时，力F1最小，最小力
故选B。
16．C
4.00
【详解】
(1)[1]
A．细绳的作用是能显示出力的方向，所以不必须等长。故A错误；
B．两细绳拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，不一定橡皮条要在两细绳的角平分线上，故B错误；
C．在拉弹簧秤时必须要求弹簧秤与木板平面平行，否则会影响力的大小。故C正确；
D．试验时，需要做平行四边形求两分力得合力，对两分力是否大小相等没有限制。故D错误。
故选C。
(2)[2]根据弹簧秤读数规则，需要估读到下一位，即4.00N
17．F′
C
E
【详解】
(1)[1]实验中F是由平行四边形得出的，而F′是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，即方向一定沿AO方向的是F'；
(2)[2][3]根据“验证力的平行四边形定则”实验的操作规程可知，有重要遗漏的步骤的序号是C、E。在C中未记下两条细绳的方向；E中未说明是否把橡皮条的结点拉到同一位置O。
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