人教版高一物理必修第一册34力的合成和分解 同步练习带解析.docx

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人教版高一物理必修第一册34力的合成和分解同步练习带解析

2020-2021学年高中物理人教版（2019）必修第一册同步：

第三章相互作用—力4力的合成和分解

一、单项选择题

1．某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况下，该物体所受的合力最大的是（　　）

2．一个体操运动员在水平地面上做倒立动作，下列哪个图中沿每支手臂向下的力最大（　　）

3．如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0kg的物体．细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连．物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为4.9N．关于物体受力的判断（取g＝9.8m/s2），下列说法正确的是（　　）

A．斜面对物体的摩擦力大小为零

B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9N，方向沿斜面向上

C．斜面对物体的支持力大小为4.9

N，方向竖直向上

D．斜面对物体的支持力大小为4.9N，方向垂直斜面向上

4．如图所示，欲借助汽车的力量，将光滑凹槽中的铁球缓慢拉出，随着汽车对铁球的作用力越来越大，凹槽对球的弹力（　　）

A．始终水平向左，越来越大

B．始终竖直向上，越来越大

C．斜向左上方，越来越大

D．斜向左上方，大小不变

5.如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45°，日光灯保持水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为（　　）

A．G和GB.

G和

G

C.

G和

GD.

G和

G

6．某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中（坐标纸中每格边长表示1N的大小的力），该物体所受的合外力大小正确的是（　　）

A．甲图中物体所受的合外力大小等于4N

B．乙图中物体所受的合外力大小等于2N

C．丙图中物体所受的合外力大小等于0

D．丁图中物体所受的合外力大小等于0

7．关于共点力，下列说法中不正确的是（　　）

A．作用在一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，这两个力是共点力

B．作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力

C．作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力

D．作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用线相交于同一点，则这几个力是共点力

8．明朝谢肇的《五杂组》中记载：

“明姑苏虎丘寺庙倾斜，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，则木楔两侧产生推力FN的大小为（　　）

A．

　　B．

C．

　　D．

9.水平横梁一端插在墙壁内，另一端装有小滑轮B.轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m＝10kg的重物，∠CBA＝30°，如图所示，则滑轮受到绳子的作用力为（g取10N/kg）（　　）

A．50N　　B．50

N　　C．100N　　D．100

N

10．如图所示，用两个弹簧测力计同时作用在水平橡皮条上，使之沿水平方向伸长到一定长度；改用一个弹簧测力计拉该橡皮条，使之沿水平方向伸长到相同长度．下列说法正确的是（　　）

A．F是F1、F2的合力

B．F1、F2是F的分力

C．若保持甲中的橡皮条在图示位置，可以只改变图中F1的大小，F1的方向和F2的大小和方向均保持不变

D．若保持甲中的橡皮筋在图示位置，可以只改变图中F2的大小，F2的方向和F1的大小和方向均保持不变

11．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

12.一件行李重为G，被绳OA和OB吊在空中，OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2，如图所示，则（　　）

A．F1、F2的合力是G

B．F1、F2的合力是F

C．行李对绳OA的拉力方向与F1方向相反，大小相等

D．行李受到重力G、OA绳拉力F1、OB绳拉力F2，还有F共四个力

二、非选择题

13．小明坐在窗前做完了物理作业后，盯着邻居家外墙上支放的空调室外机研究起来。

他发现邻居家支放空调室外机的支架是两个边长大约是3︰4︰5的直角三角形支架，室外机恰好对称地放在两个支架的正中央（这样每个支架大概就承受一半的重量），如图所示。

他估测该室外机的质量大约在60kg左右，而且支架材料的质量跟室外机相比应该可忽略不计。

进一步他还发现，邻居家的室外机安放的比较靠外，其重心大致位于两个三角形的小锐角顶点连线AA′的正上方。

试根据以上信息，并结合你对题中图片的观察，建立合理模型，帮小明大致计算出支架AB和支架AC受到的力的大小。

14.如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风作用，风力大小F1为100N，方向为东偏南30°，为了使船受到的合力能恰沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直，求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小．

15.如图所示，劲度系数为k1＝100N/m的弹簧A上端固定在光滑木板的顶端，木板竖直放置，弹簧A下端悬挂质量为m＝2kg的物体P，P下面通过劲度系数为k2＝200N/m的弹簧B悬挂另一质量也为m＝2kg的物体Q.P、Q轻靠在木板左侧，整个装置静止后，将木板绕其下端沿顺时针方向缓慢旋转60°.稳定后，P、Q相对木板顶端移动的距离各为多少？

（g取10m/s2）

16．如图所示，用绳AC和BC吊起一个重50N的物体，两绳AC、BC与竖直方向的夹角分别为30°和45°，求绳AC和BC对物体的拉力．

答案及解析

1.C

解析：

设小正方形边长长度代表1N，选项A，先将F1与F3合成，然后再用勾股定理，求得合力等于5N；选项B，先将F1与F3沿水平和竖直方向正交分解，再合成，求得合力等于5N；选项C，可将F3沿水平和竖直方向正交分解，求得合力等于6N；选项D，根据三角形法则，图中合力等于0.

2.D

解析：

将重力沿两胳膊的方向分解，合力一定时夹角越大分力越大，夹角越小时分力越小，故选项D正确。

3.A

解析：

由题图可知，细绳上拉力等于弹簧测力计的示数，F绳＝4.9N．设物体受到一个沿斜面向下的摩擦力Ff，则物体静止在斜面上受到四个力的作用：

重力G、斜面对物体的支持力FN、绳拉力F绳、斜面对物体的静摩擦力Ff，将重力G分解成沿斜面向下的分力Gx和垂直斜面向下的分力Gy.则Gx＝mgsin30°＝4.9N，Gy＝mgcos30°＝4.9

N，物体受力平衡，FN＝Gy＝4.9

N，选项D错误；斜面对物体的支持力FN垂直斜面向上，选项C错误；由Ff＋Gx＝F绳，代入数据得，Ff＝0，斜面对物体没有摩擦力，选项A正确，选项B错误．

4.C

解析：

汽车缓慢拉铁球时，铁球受力如图所示，

所以凹槽对铁球的弹力指向左上方，且FN＝

，随汽车拉力的增大而增大，选项C正确。

5.B

解析：

由对称性可知，两绳的拉力大小应相等；由平衡条件可知，竖直方向上2Fcos45°＝G，F＝

G，选项B正确．

6.D

解析：

用作图法可得甲图中合力等于5N，乙图中合力等于5N，丙图中合力等于6N，丁图中合力等于0，故选D。

7.A

解析：

根据共点力的概念，几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一个点，这几个力叫做共点力，所以选项C、D正确．一对平衡力一定作用在同一条直线上，它们一定是共点力，故选项B正确．对于选项A中所描述的两个力，它们有可能一上一下，互相平行但不共点，所以A项错误．

8.C

解析：

根据题意，将力F按作用效果分解，如图所示，

得：

FN＝

，故C正确，A、B、D错误。

9.C

解析：

以滑轮为研究对象，悬挂重物的绳的拉力是F＝mg＝100N，故小滑轮受到绳的作用力沿BC、BD方向，大小都是100N．从图中看出∠CBD＝120°，∠CBE＝∠DBE得∠CBE＝∠DBE＝60°，即△CBE是等边三角形，故F合＝100N.

10.AB

解析：

本题中两个弹簧的拉力与一个弹簧的拉力产生了相同的形变效果，故F是F1与F2的合力，F1与F2是F的分力，故选项A、B正确；保持甲中的橡皮条在图示位置，即保证F1、F2的合力不变，改变其中一个分力的大小而方向不变，则另一个分力大小一定变化，故选项C、D错误．

11.AD

解析：

汽车上桥时重力沿斜面向下的分力为mgsinθ，当引桥长时θ角小，重力向下的分力小时车行驶方便、安全，A正确；B中滑梯陡与小孩重力互不相干，B错误；C中双臂产生的合力大小均等于人的重力，C错误；风吹船帆使之向前航行一定是风力可以分解为沿船前进方向的分力，D正确．

12.BC

解析：

合力与分力具有等效替代的关系．所谓等效是指力F的作用效果与其分力F1、F2共同作用产生的效果相同．F1和F2的合力的作用效果是把行李提起来，而G的作用效果是使行李下落，另外产生的原因（即性质）也不相同，故A错误；F1和F2的作用效果和F的作用效果相同，故B正确；行李对绳OA的拉力与拉行李的力F1是相互作用力，等大反向，不是一个力，故C项正确；合力F是为研究问题方便而假想出来的力，实际上不存在，应与实际受力区别开来，故D项错误．

13.答案：

模型图见解析。

FAB＝400N；FAC＝500N。

解析：

模型图如图所示，

将重力按实际作用效果分解如图，则有

＝

，得FAC＝500N；

＝

，得FAB＝400N。

14.答案：

50

N　50N

解析：

如图所示，以F1、F2为邻边作平行四边形，使合力F沿正东方向，则

F＝F1cos30°＝100×

N＝50

N.

F2＝F1sin30°＝100×

N＝50N.

15.答案：

0.2m　0.25m

解析：

应用整体法受力分析，根据胡克定律求上面弹簧的长度，然后应用隔离法对Q受力分析，根据胡克定律求下面弹簧的长度；同理，将木板绕其下端沿顺时针方向缓慢旋转60°后，分别对整体和Q进行受力分析即可．

木板竖直时对物体P有：

k1x1＝2mg

代入数据解得：

x1＝0.4m

对物体Q有：

k2x2＝mg

代入数据解得：

x2＝0.1m

木板旋转后对物体P有：

k1x′1＝2mgsin30°

代入数据解得：

x′1＝0.2m

同理对物体Q有：

k2x′2＝mgsin30°

代入数据解得：

x′2＝0.05m

所以P相对木板顶端移动的距离：

xP＝x1－x′1＝0.2m

Q相对木板顶端移动的距离：

xQ＝xP＋x2－x′2＝0.25m

16.答案：

50（

－1）N　25

（

－1）N

解析：

以C为原点建立直角坐标系，设x轴水平，y轴竖直，在图上标出FAC和FBC在x轴和y轴上的分力，即

FACx＝FACsin30°＝

FAC

FACy＝FACcos30°＝

FAC

FBCx＝FBCsin45°＝

FBC

FBCy＝FBCcos45°＝

FBC

在x轴上，FACx与FBCx大小相等，即

FAC＝

FBC①

在y轴上，FACy与FBCy的合力与重力相等，即

FAC＋

FBC＝50N②

解①②两式得

绳BC的拉力FBC＝25（

－

）N＝25

（

－1）N，

绳AC的拉力FAC＝50（

－1）N.