3.4 力的合成和分解 课时精练—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word含答案）
文档属性
| 名称 | 3.4 力的合成和分解 课时精练—2021-2022学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（word含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 283.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-08-12 13:44:53 | ||
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文档简介
3.4 力的合成与分解
一、单选题
1．力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是( )
A．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
C．运动员做引体向上(缓慢上升)动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故
D．帆船能逆风行驶，说明风力一定能分解出沿船前进方向的分力
2．帆船航行时，遇到侧风需要调整帆面至合适的位置，保证船能有足够的动力前进．如图是帆船航行时的俯视图，风向与船航行方向垂直，关于帆面的 a、b、c、d四个位置，可能正确的是
A．a B．b C．c D．d
3．有两个共点力，大小分别是30 N和40 N. 如果它们之间的夹角是90°，那么这两个力合力的大小是
A．0 B．50 N C．80 N D．110 N
4．大小分别为30N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不
可能等于（ ）
A．5N B．10N C．45N D．60N
5．生活中经常用刀来劈开物体。如图是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ，刀的重力可以忽略，则刀劈物体时对物体的侧向推力FN的大小为（ ）
A．false B．false C．false D．false
6．电梯维修员小刚，在安检维修时需要知道电梯绳中的张力T，但又不能直接测量。现可利用一种夹在绳上的仪表进行测量。如图所示为该仪器测量时的简化图，现测得微小偏移量a=lmm，B、C间的距离2L=130mm，绳对横杆A的压力F=300N，则绳中张力T（即A、B间的绳子张力）约为
A．l0000N B．15000N C．20000N D．25000N
二、多选题
7．将一个已知的力分解为互成角度的两个分力时，只能得到一组解的是（ ）
A．已知两个分力的大小
B．已知两个分力的方向
C．已知一个分力的大小和方向
D．已知一个分力的大小和另一分力的方向
8．质量为false的木块，在推力false的作用下沿水平地面做匀速直线运动。已知木块与地面间的动摩擦因数为false，那么木块受到的滑动摩擦力的值应为（ ）
A．false B．false
C．false D．false
9．明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，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N，则（ ）
A．若F一定，θ大时N大 B．若F一定，θ小时N大
C．若θ一定，F大时N大 D．若θ一定，F小时N大
10．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆false、false上的false、false两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态，如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（ ）
A．绳的右端上移到false，绳子拉力不变
B．将杆false向右移一些，绳子拉力变大
C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小
D．若换挂质量更大的衣服则衣架悬挂点右移
三、实验题
11．将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为___N和___N（读到0.01N）；
(2)在方格纸（见图）上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力______。
12．某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。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false、false、和false，回答下列问题。
(1)改变钩码个数，实验能完成的是____________
A．钩码的个数false，false
B．钩码的个数false，false
C．钩码的个数false，false，false
(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false、false、false三段绳子的方向
B．量出false、false、false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。
四、解答题
13．自制一个平行四边形模型（如图），结合模型讨论以下问题：
(1)合力的大小和方向怎样随两个分力夹角的改变而改变？
(2)合力是否总是大于两个分力？合力何时达到最大值，何时达到最小值？
(3)当两个分力之间的夹角分别为0°和180°时，它们的合力如何计算？
说一说你的想法，并与同学交流。
14．医生在治疗腿脚骨折时，常用如图所示的牵引方法。试算出图中伤腿所受的拉力。（取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2）
15．如图，倾角为15°的斜面上放着一个木箱，用100N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轴建立直角坐标系，把F分解为沿着两个坐标轴的分力。试在图中作出分力false和false，并计算它们的大小。
参考答案
1．A
【详解】
A．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，根据力的分解可知，汽车重力沿桥面向下的分力（false）减小，达到行车方便和安全的目的，故A正确；
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩下滑的分力，但其重力不变，故B错误；
C．双臂张开很大的角度时与双臂竖直平行时比较，合力不变，随着夹角越大，其分力越大，故C错误；
D．帆船能逆风行驶，根据力的平行四边形定则，结合力的分解，可知风力不可能分解出向前的分力，故D错误．
故选A．
2．B
【详解】
风对帆船的作用力垂直帆船，则由力的平行四边形定则可知，只有false的位置，其中的一个分力沿着船的前进方向，如图所示：
故B正确，ACD错误；
故选B。
【名师点睛】
考查风与帆船的作用力即为弹力，掌握弹力的方向与接触面的关系，同时理解力的平行四边形定则的含义．注意确定对研究对象的受力分析．
3．B
【详解】
根据几何知识和平行四边形法则可得合力为
false
故选B。
4．D
【详解】
两力合成时，合力满足关系式：false,所以大小分别为30N和25N的两个力合力满足false,所以D不可能，
5．B
【详解】
ABCD．将力F根据平行四边形定则分解如下
由几何知识得，侧向推力的大小为
false
ACD错误B正确。
故选B。
6．A
【详解】
A点受力如图：
根据合成法知：
false
根据几何关系
false
则
false；
故A正确，BCD错误；
故选A。
7．BC
【详解】
A．已知合力与两个分力的大小，根据三角形定则，方向有可能不同，如下图
故A错误；
B．已知两个分力的方向，根据平行四边形定则，有唯一解；
故B正确；
C．已知一个分力的大小和方向，平行四边形唯一，故只有一个解，故C正确；
D．已知一个分力的大小和另一个分力的方向，根据平行四边形定则，如图
可能有两组解，故D错误；
故选BC。
8．BD
【分析】
由题可知本题考查力的平衡与滑动摩擦力的计算。
【详解】
木块做匀速直线运动时受到四个力的作用：重力false、推力false、支持力false和摩擦力false，规定水平向右为false轴正方向，竖直向上为false轴正方向，建立直角坐标系，受力分析
由于木块做匀速直线运动，所以在false轴上向左的力等于向右的力（水平方向二力平衡），在false轴上，向上的力等于向下的力（竖直方向力平衡），即
false
false
又因为
false
所以有
false
所以BD正确，AC错误。
故选BD。
9．BC
【详解】
选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向左的F、和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的分力是相等的，力F的分解如图
则
false
所以
false
由公式可知，当F一定，θ小时FN大，当θ一定，F大时FN大，AD错误，BC正确；
故选BC。
【点睛】
对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可。
10．AB
【详解】
设两段绳子间的夹角为false，由平衡条件可知，
false，
所以
false，
设绳子总长为false，两杆间距离为false，由几何关系
false，
得
false，
A．绳子右端上移，false、false都不变，false不变，绳子张力false也不变，A正确；
B．杆false向右移动一些，false变大，false变大，false变小，false变大，B正确；
C．绳子两端高度差变化，不影响false和false，所以false不变，C错误；
D．衣服质量增加，绳子上的拉力增加，由于false不会变化，悬挂点不会右移，D错误．
11．2.50 4.00
【详解】
(1)[1][2]由图可知，弹簧秤的最小分度为0.1N，则拉力大小分别为2.50N和4.00N
(2)[3]取如图所示的两格表示0.5N，则可得出F1、F2，由图得出两力的方向；作出平行四边形，即其对角线的长度表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，故两个力及它们的合力图示如图所示
12．C A 甲
【详解】
（1）[1] 对O点受力分析
OA、OB、OC分别表示三个力的大小，由于三共点力处于平衡，所以OC等于OD，因此三个力的大小构成一个三角形
A．以钩码的个数表示力的大小，则不能构成三角形，A错误；
B．以钩码的个数表示力的大小，则不能构成三角形，B错误；
C．以钩码的个数表示力的大小，则三力为边构成等边三角形，C正确。
故选C。
（2）[2] 为验证平行四边形定则，必须做受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要做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，是从力的三要素角度出发，要记录砝码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向。
故选A。
（3）[3] 以O点为研究对象，F3的是实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的理论值要与实际值有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际。
13．见解析
【详解】
(1)在两个分力的大小不变的情况下，两分力的夹角越小，合力就越大；两分力的夹角越大，则合力就越小。
(2)合力不一定总是大于两个分力，在两个分力的夹角为钝角时，合力就可能比分力小；当两个分力的夹角为0°时，合力最大；当两个分力的夹角为180°时，合力最小。
(3)当两个分力之间的夹角为0°时
F合=F1+F2
当两个分力之间的夹角为180°时，它们的合力
F合=∣F1-F2∣
可见，当两个分力间夹角变化时，合力F的大小和方向也会随之变化。
14．80N
【详解】
设绳子张力为F，则
false
图中伤腿所受的拉力大小等于伤腿靠近的滑轮两侧绳子的拉力的合力大小，即
false
15．50falseN；50N
【详解】
将F分解为x方向和y方向，根据平行四边形定则，x方向上分力
Fx=Fcos（45°-15°）=Fcos30°=50falseN
则y方向分力
Fy=Fsin（45°-15°）=Fsin30°=50N
一、单选题
1．力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是( )
A．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力，达到行车方便和安全的目的
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
C．运动员做引体向上(缓慢上升)动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故
D．帆船能逆风行驶，说明风力一定能分解出沿船前进方向的分力
2．帆船航行时，遇到侧风需要调整帆面至合适的位置，保证船能有足够的动力前进．如图是帆船航行时的俯视图，风向与船航行方向垂直，关于帆面的 a、b、c、d四个位置，可能正确的是
A．a B．b C．c D．d
3．有两个共点力，大小分别是30 N和40 N. 如果它们之间的夹角是90°，那么这两个力合力的大小是
A．0 B．50 N C．80 N D．110 N
4．大小分别为30N和25N的两个力同时作用在同一物体上，则这两个力的合力大小不
可能等于（ ）
A．5N B．10N C．45N D．60N
5．生活中经常用刀来劈开物体。如图是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ，刀的重力可以忽略，则刀劈物体时对物体的侧向推力FN的大小为（ ）
A．false B．false C．false D．false
6．电梯维修员小刚，在安检维修时需要知道电梯绳中的张力T，但又不能直接测量。现可利用一种夹在绳上的仪表进行测量。如图所示为该仪器测量时的简化图，现测得微小偏移量a=lmm，B、C间的距离2L=130mm，绳对横杆A的压力F=300N，则绳中张力T（即A、B间的绳子张力）约为
A．l0000N B．15000N C．20000N D．25000N
二、多选题
7．将一个已知的力分解为互成角度的两个分力时，只能得到一组解的是（ ）
A．已知两个分力的大小
B．已知两个分力的方向
C．已知一个分力的大小和方向
D．已知一个分力的大小和另一分力的方向
8．质量为false的木块，在推力false的作用下沿水平地面做匀速直线运动。已知木块与地面间的动摩擦因数为false，那么木块受到的滑动摩擦力的值应为（ ）
A．false B．false
C．false D．false
9．明朝谢肇淛的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，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N，则（ ）
A．若F一定，θ大时N大 B．若F一定，θ小时N大
C．若θ一定，F大时N大 D．若θ一定，F小时N大
10．如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆false、false上的false、false两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态，如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是（ ）
A．绳的右端上移到false，绳子拉力不变
B．将杆false向右移一些，绳子拉力变大
C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小
D．若换挂质量更大的衣服则衣架悬挂点右移
三、实验题
11．将橡皮筋的一端固定在A点，另一端拴上两根细绳，每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为0.1N的弹簧测力计。沿着两个不同的方向拉弹簧测力计。当橡皮筋的活动端拉到O点时，两根细绳相互垂直，如图所示。这时弹簧测力计的读数可从图中读出。
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为___N和___N（读到0.01N）；
(2)在方格纸（见图）上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力______。
12．某同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则。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false、false、和false，回答下列问题。
(1)改变钩码个数，实验能完成的是____________
A．钩码的个数false，false
B．钩码的个数false，false
C．钩码的个数false，false，false
(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false、false、false三段绳子的方向
B．量出false、false、false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。
四、解答题
13．自制一个平行四边形模型（如图），结合模型讨论以下问题：
(1)合力的大小和方向怎样随两个分力夹角的改变而改变？
(2)合力是否总是大于两个分力？合力何时达到最大值，何时达到最小值？
(3)当两个分力之间的夹角分别为0°和180°时，它们的合力如何计算？
说一说你的想法，并与同学交流。
14．医生在治疗腿脚骨折时，常用如图所示的牵引方法。试算出图中伤腿所受的拉力。（取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2）
15．如图，倾角为15°的斜面上放着一个木箱，用100N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轴建立直角坐标系，把F分解为沿着两个坐标轴的分力。试在图中作出分力false和false，并计算它们的大小。
参考答案
1．A
【详解】
A．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，根据力的分解可知，汽车重力沿桥面向下的分力（false）减小，达到行车方便和安全的目的，故A正确；
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩下滑的分力，但其重力不变，故B错误；
C．双臂张开很大的角度时与双臂竖直平行时比较，合力不变，随着夹角越大，其分力越大，故C错误；
D．帆船能逆风行驶，根据力的平行四边形定则，结合力的分解，可知风力不可能分解出向前的分力，故D错误．
故选A．
2．B
【详解】
风对帆船的作用力垂直帆船，则由力的平行四边形定则可知，只有false的位置，其中的一个分力沿着船的前进方向，如图所示：
故B正确，ACD错误；
故选B。
【名师点睛】
考查风与帆船的作用力即为弹力，掌握弹力的方向与接触面的关系，同时理解力的平行四边形定则的含义．注意确定对研究对象的受力分析．
3．B
【详解】
根据几何知识和平行四边形法则可得合力为
false
故选B。
4．D
【详解】
两力合成时，合力满足关系式：false,所以大小分别为30N和25N的两个力合力满足false,所以D不可能，
5．B
【详解】
ABCD．将力F根据平行四边形定则分解如下
由几何知识得，侧向推力的大小为
false
ACD错误B正确。
故选B。
6．A
【详解】
A点受力如图：
根据合成法知：
false
根据几何关系
false
则
false；
故A正确，BCD错误；
故选A。
7．BC
【详解】
A．已知合力与两个分力的大小，根据三角形定则，方向有可能不同，如下图
故A错误；
B．已知两个分力的方向，根据平行四边形定则，有唯一解；
故B正确；
C．已知一个分力的大小和方向，平行四边形唯一，故只有一个解，故C正确；
D．已知一个分力的大小和另一个分力的方向，根据平行四边形定则，如图
可能有两组解，故D错误；
故选BC。
8．BD
【分析】
由题可知本题考查力的平衡与滑动摩擦力的计算。
【详解】
木块做匀速直线运动时受到四个力的作用：重力false、推力false、支持力false和摩擦力false，规定水平向右为false轴正方向，竖直向上为false轴正方向，建立直角坐标系，受力分析
由于木块做匀速直线运动，所以在false轴上向左的力等于向右的力（水平方向二力平衡），在false轴上，向上的力等于向下的力（竖直方向力平衡），即
false
false
又因为
false
所以有
false
所以BD正确，AC错误。
故选BD。
9．BC
【详解】
选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向左的F、和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的分力是相等的，力F的分解如图
则
false
所以
false
由公式可知，当F一定，θ小时FN大，当θ一定，F大时FN大，AD错误，BC正确；
故选BC。
【点睛】
对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可。
10．AB
【详解】
设两段绳子间的夹角为false，由平衡条件可知，
false，
所以
false，
设绳子总长为false，两杆间距离为false，由几何关系
false，
得
false，
A．绳子右端上移，false、false都不变，false不变，绳子张力false也不变，A正确；
B．杆false向右移动一些，false变大，false变大，false变小，false变大，B正确；
C．绳子两端高度差变化，不影响false和false，所以false不变，C错误；
D．衣服质量增加，绳子上的拉力增加，由于false不会变化，悬挂点不会右移，D错误．
11．2.50 4.00
【详解】
(1)[1][2]由图可知，弹簧秤的最小分度为0.1N，则拉力大小分别为2.50N和4.00N
(2)[3]取如图所示的两格表示0.5N，则可得出F1、F2，由图得出两力的方向；作出平行四边形，即其对角线的长度表示力的大小，箭头的指向表示力的方向，故两个力及它们的合力图示如图所示
12．C A 甲
【详解】
（1）[1] 对O点受力分析
OA、OB、OC分别表示三个力的大小，由于三共点力处于平衡，所以OC等于OD，因此三个力的大小构成一个三角形
A．以钩码的个数表示力的大小，则不能构成三角形，A错误；
B．以钩码的个数表示力的大小，则不能构成三角形，B错误；
C．以钩码的个数表示力的大小，则三力为边构成等边三角形，C正确。
故选C。
（2）[2] 为验证平行四边形定则，必须做受力图，所以先明确受力点，即标记结点O的位置，其次要做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，是从力的三要素角度出发，要记录砝码的个数和记录OA、OB、OC三段绳子的方向。
故选A。
（3）[3] 以O点为研究对象，F3的是实际作用效果在OC这条线上，由于误差的存在，F1、F2的理论值要与实际值有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际。
13．见解析
【详解】
(1)在两个分力的大小不变的情况下，两分力的夹角越小，合力就越大；两分力的夹角越大，则合力就越小。
(2)合力不一定总是大于两个分力，在两个分力的夹角为钝角时，合力就可能比分力小；当两个分力的夹角为0°时，合力最大；当两个分力的夹角为180°时，合力最小。
(3)当两个分力之间的夹角为0°时
F合=F1+F2
当两个分力之间的夹角为180°时，它们的合力
F合=∣F1-F2∣
可见，当两个分力间夹角变化时，合力F的大小和方向也会随之变化。
14．80N
【详解】
设绳子张力为F，则
false
图中伤腿所受的拉力大小等于伤腿靠近的滑轮两侧绳子的拉力的合力大小，即
false
15．50falseN；50N
【详解】
将F分解为x方向和y方向，根据平行四边形定则，x方向上分力
Fx=Fcos（45°-15°）=Fcos30°=50falseN
则y方向分力
Fy=Fsin（45°-15°）=Fsin30°=50N