3.4力的合成和分解 同步训练——2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册（word含答案）

3.4力的合成和分解
1．在图中，要将力F沿两条虚线分解成两个力，则A、B、C、D四个图中，可以分解的是(　　)
2．如图所示，F1、F2为两个相互垂直的共点力，F是它们的合力．已知F1的大小等于3 N，F的大小等于5 N．若改变F1、F2的夹角，则它们的合力的大小还可能是(　　)
A.0 B．4 N
C.8 N D．12 N
3．以F1、F2、F3为边长组成四个三角形，且F14．如图所示，两个体重相同的人静止坐在秋千上，两秋千绳子能承受的最大张力是一样的．往两人身上同时慢慢加相同重量的物体，直到绳子断开．下面的叙述正确的是(　　)
A.甲中绳子先断
B.甲、乙中绳子同时断
C.乙中绳子先断
D.不确定
5．如图所示，三个大小相等的力F，作用于同一点O，合力最大的是(　　)
6.
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
7．两个大小相等的共点力F1、F2，当它们间的夹角为90°时，合力大小为20 N，那么当它们间的夹角为120°时，合力的大小为(　　)
A.40 N B．10 N
C.20 N D．10 N
8．关于力的分解，下列说法正确的是(　　)
A.一个2 N的力可以分解为8 N和8 N的两个分力
B.一个3 N的力可以分解为8 N和4 N的两个分力
C.一个7 N的力可以分解为5 N和1 N的两个分力
D.一个8 N的力可以分解为4 N和3 N的两个分力
9．甲、乙两人用绳子拉船，使船沿OO′方向航行，甲用1 000 N的力拉绳子，方向如图所示，则乙的拉力最小值为(　　)
A.500 N B．500 N
C.1 000 N D．400 N
10．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．
11．将如图所示的力F分解为F1和F2两个分力，已知F1的大小和F2与F之间的夹角α(α<90°).则下列说法正确的是(　　)
A.若F1>F sin α，则F2一定有两解
B.若F1＝F sin α，则F2有唯一解
C.若F1D.若F1>F，则F2一定无解
12．如图所示，作用于O点的三个力F1、F2、F3合力为零．F1沿y轴负方向，大小已知；F2与x轴正方向的夹角为θ(θ< 90°)，大小未知．下列说法正确的是(　　)
A.F3不可能指向第三象限
B.F3可能指向第一象限
C.F3与F2的夹角越小，则F3与F2的合力越大
D.F1和F2的合力大小可能的最小值为F1cos θ
13．下列“画阴影”的物体受力分析，正确的是(　　)
14．如图为用颈部牵拉器牵拉劲椎肥大患者的示意图．当颈部肥大压迫神经时，需要用颈部牵拉器牵拉颈部，以缓解神经压迫症状．图中牵拉细绳为跨过三个光滑小滑轮的同一根绳子，牵拉绳分别为水平、竖直方向，牵拉物P的重力为G，不计小滑轮重力，则牵拉器作用在患者头部的合力大小是(　　)
A.G B．2G
C.G D．3G
参考解析
1．答案：A
2．解析：由几何关系得F2＝＝4 N，故F1、F2的合力范围为：1 N≤F≤7 N，B正确．
答案：B
3．解析：根据平行四边形定则，A图中三个力的合力为2F3，B图中三个力的合力为0，C图中三个力的合力为2F1，D图中三个力的合力为2F2，三个力的大小关系是F1答案：A
4．解析：小孩的重力和两根绳子拉力的合力等大反向，合力一定，两分力夹角越大，分力越大，所以夹角越大，绳子拉力越大，则乙中绳子容易断，故C正确，A、B、D错，故选C.
答案：C
5．解析：A选项中，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；B选项中，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，则合力大小为F；C选项中，将相互垂直的力F进行合成，则合力的大小为F，再与第三个力F合成，则合力的大小为(－1)F；D选项中，将左边两个力进行合成，再与右边合成，则合力的大小为(－1)F；由以上分析可知，合力最大的是B选项．
答案：B
6．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．
答案：C
7．解析：设F1＝F2＝F0，当它们间的夹角为90°时，如图甲所示，根据平行四边形定则知，其合力为F0，即F0＝20 N，故F0＝10 N．当它们间的夹角为120°时，如图乙所示，根据平行四边形定则，其合力与F0大小相等，B正确．
答案：B
8．解析：8 N与8 N的合力范围是0≤F≤16 N，可能为2 N，A正确；8 N与4 N的合力范围是4 N≤F≤12 N，不可能为3 N，B错误；5 N与1 N的合力范围是4 N≤F≤6 N，不可能为7 N，C错误；3 N与4 N的合力范围是1 N≤F≤7 N，不可能为8 N，D错误．
答案：A
9.
解析：要使船沿OO′方向航行，甲和乙的拉力的合力方向必须沿OO′方向．如图所示，作平行四边形可知，当乙拉船的力的方向垂直于OO′时，乙的拉力F乙最小，其最小值为F乙min＝F甲sin 30°＝1 000× N＝500 N，故B正确．
答案：B
10．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＝F cos 30°＝100× N＝50 N，Fy＝F sin 30°＝100× N＝50 N.
答案：图见解析　50 N　50 N
11．解析：
当F>F1>F sin α时，画出力的平行四边形如图所示，可知F2有两解，根据答图分析可知，当F1>F时，只有一解，故A、D错误；当F1＝F sin α时，两分力和合力恰好构成矢量直角三角形，F2有唯一解，B正确；F1答案：B
12．解析：三力平衡时，任意两
个力的合力都与第三个力等大、反向、共线，且三个力依次首尾相连一定能构成闭合三角形．由图可知，F2发生变化的时候F3的大小和方向也随着发生变化，而且F3可以指向第二象限，也可以指向第三象限，但不会指向第一象限，故A、B错误；F3与F2的合力与F1等大反向，所以大小保持不变，故C错误；F1与F2的合力大小等于F3，且F3与F2垂直时有最小值F1cos θ，故D正确．
答案：D
13．解析：物体保持静止，合力为零，无向右上方的支持力，A错误；物体不受支持力，受重力和拉力，二力平衡，B正确；物体冲上粗糙斜面，滑动摩擦力与相对运动方向相反，C错误；一起向右匀速运动，处于平衡状态，只受重力和支持力而平衡，没有摩擦力，D错误．选B.
答案：B
14．解析：颈部牵拉器进行受力分析，如图所示：
由平行四边形定则，将力进行合成，则有：同一根绳子上的拉力是处处相等的，T1＝G，T2＝2T1，那么牵拉器作用在患者颈部的合力大小F＝＝T1＝G，选项C正确．
答案：C