3.4力的合成和分解 同步练习 -2024-2025学年高一上学期物理人教版必修第一册

3.4力的合成和分解 同步练习 一、单选题 1．有关物理学史与物理研究方法的说法，下列叙述错误的是（　　） A．研究物体微小形变的时候，用到了放大法 B．研究自由落体运动规律时，亚里士多德首次提出了推理和实验相结合的方法 C．物理学中的质点、匀速直线运动等均为理想化模型 D．研究“力的合成”实验用到了等效替代的方法 2．两个共点力的大小分别是18N和10N，它们合力F的取值范围，下列正确的是（　　） A．8N≤F≤28N B．0≤F≤8N C．0≤F≤28N D．10N≤F≤28N 3．下列四幅书本插图中，关于物理思想方法叙述不正确的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，一件重为G的行李被OA绳和OB绳吊在空中，OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2，F是以F1、F2为邻边作出的平行四边形的对角线。则（　　） A．行李受4个力 B．F1、F2的合力是G C．F1、F2的合力是F D．行李对OA绳的拉力为F1 5．“荡秋千”是小朋友们非常喜欢玩的游戏．如图中两个体重相同的小孩坐在秋千上，两秋千的绳子是一样的．下面的说法正确的是 A．甲中绳子易断 B．乙中绳子易断 C．甲、乙中的绳子一样易断 D．无法确定 6．两个共点力、的夹角为，合力为F，则下列说法正确的是（    ） A．若仅减小，F的大小可能不变 B．若仅增大，则F一定增大 C．若仅增大，则F可能增大 D．F一定小于和的代数和 7．将一个大小为20N的已知力F分解成两个力，其中一个分力F1的方向与F的夹角为，则当另一个分力F2的大小取以下哪个数值时，力F的分解结果存在两种可能（    ） A．16N B．18N C．20N D．22N 8．“弹弓”是一种“射”的工具，源于中国古代。古籍中记载有古人砍伐竹子，制造弹弓，射出弹丸，射中鸟兽的狩猎过程。如图所示，一个“Y”形弹弓顶部跨度为L，两根相同的橡皮条自由长度均为L，在两橡皮条的末端用一小块长度和质量均不计的软皮作为裹片。已知橡皮条的弹力遵循胡克定律，橡皮条劲度系数为k，发射弹丸（可视为质点）时每根橡皮条的长度均为1.5L（橡皮条处于弹性限度内），则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为（　　） A．2kL B．kL C．kL D．kL 9．如图所示，水平轻杆左端与竖直墙面链接，再用细绳拴在AC两点形成一个三角架，下挂一重为G的物体且静止。可知，竖直细绳CD对C点向下拉力F的大小等于G的大小。欲求轻杆BC和细绳AC所受的力，采用分解F的方法来求。对F的分解，如图中正确的是（　　） A． B． C． D． 10．一物体受到四个共点力，其大小分别为400N、600N、900N和1300N，这四个力的合力大小不可能为（　　） A．3300N B．2300N C．400N D．0 二、多选题 11．在物理学习中有许多思想方法，下列说法正确的是（　　） A．根据速度定义式等，当非常非常小时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义应用了极限的思想方法 B．在力的合成过程中用一个力代替几个力，这里采用了等效替代的思想 C．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后计算每一段的位移在累加，这里采用了微元法 D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，可用质点来代替物体，这是采用假设法 12．同一平面内三个共点力作用于一个物体上，这个物体处在静止状态，已知其中两个力的大小分别为6N和8N，则第三个力肯定不是下列数值中的（　　） A．1N B．8N C．12N D．15N 13．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如理想模型法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、放大法、建立物理模型法等等。以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是（    ） A．物理模型在物理研究中起了非常重要的作用，其中“质点”就是理想化的模型 B．在实验探究滑动摩擦力与压力、接触面的关系时，运用了控制变量法 C．力的合成与分解，利用了等效替代的思想方法 D．借助激光笔及平面镜观察桌面的微小形变的实验中，运用了理想模型法 14．用两个弹簧测力计、一根橡皮筋、细绳套、三角板及贴有白纸的方木板等器材，进行“验证力的平行四边形定则”的实验．如图所示是依据实验记录作出的示意图．其中A点是橡皮筋在白纸上的固定点，O点是此次实验中用弹簧测力计将橡皮筋的活动端拉伸到的位置．关于此实验，下列说法中正确的是________（请将正确答案对应的字母填在横线上） A．实验中只需记录拉力F1和F2的大小 B．拉力方向应与木板平面平行 C．图中有向线段F和F＇分别表示理论的合力和实验测出的合力 D．图中有向线段F和F＇间的夹角表示了理论值和实验值在方向上的误差 15．将一个大小为10N的力分解为两个分力，如果已知其中的一个分力的大小为15N，则另一个分力的大小可能是（　　） A．4 N B．8 N C．12 N D．16 N 三、填空题 16．两个共点力的最大值是15N，最小值是3N，则这两个力的大小是 N和 N. 17．一个力的大小为F，若将它分解为两个力，已知其中一个分力F1的方向与F成α角，当另一个力F2有最小值时，F1的大小为 , F2的大小为 ． 四、解答题 18．如图所示，物体受到大小相等的两个拉力F1、F2作用，每个拉力都是200 N，夹角是60°，请在图中画出合力的方向并用计算法求这两个力的合力。 19．请将下图中重力均为的物体A、B的重力按力的作用效果分解，并求出分力的大小。 20．2019年11月14日，中国火星探测任务着陆器悬停避障试验取得圆满成功，如图甲是由36根钢缆悬挂的试验平台。某同学为了研究钢缆对平台的拉力随高度的变化，建立了如图乙所示的简化模型进行探究，平台质量为M，由两根质量可忽略的钢缆悬挂于A、B两点，A、B等高，位置固定，相距S。两根钢缆的长度相等，均为S的k倍，k值可由安装在A、B处的装置调整，每根钢缆对平台的拉力大小设为F。 (1)若k=1，求F； (2)若F=Mg，求k值； (3)求F随k变化的关系式，并说明随k值增大，F怎样变? 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《3.4力的合成和分解 同步练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B A C C B A B D A A 题号 11 12 13 14 15 答案 ABC AD ABC BCD BCD 1．B 【详解】A．研究物体微小形变的时候，用到了放大法，故A正确，不符合题意； B．研究自由落体运动规律时，伽利略首次提出了推理和实验相结合的方法，故B错误，符合题意； C．物理学中的质点是理想化的对象模型、匀速直线运动是理想化的运动模型，故C正确，不符合题意； D．研究“力的合成”实验用到了等效替代的方法，故D正确，不符合题意。 故选B。 2．A 【详解】由力的合成取值范围可知 由上可知 故选A。 3．C 【详解】A．推导匀变速直线运动位移与时间关系时，取非常短的一段时间，在这段时间内，认为物体做匀速运动，把每一小段时间内的位移加在一起就是总位移，而且时间间隔取得越短，越接近真实值，因此采用微元的思想，A正确，不符合题意； B．合力与分力为等效替代关系，体现了等效思想，故B正确，不符合题意； C．通过平面镜观察桌面的微小形变的实验中，运用了放大法，C错误，符合题意； D．伽利略在研究自由落体运动时采用了实验和逻辑推理的方法，D正确，不符合题意。 故选C。 4．C 【详解】A．行李受F1、F2和G共3个力作用，故A错误； BC．F1、F2的合力是F，故B错误，C正确； D．OA绳对行李的拉力为F1，故D错误。 故选C。 5．B 【详解】小孩的重力和两根绳子拉力的合力等值反向，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。 A．甲中绳子易断，与结论不相符，选项A错误； B．乙中绳子易断，与结论相符，选项B正确； C．甲、乙中的绳子一样易断，与结论不相符，选项C错误； D．无法确定，与结论不相符，选项D错误； 故选B。 6．A 【详解】A．若仅减小，F的大小可能不变，例如F1=5N，F2=3N两个力共线反向，则合力为2N，方向与F1相同，若将F1减小到1N，则合力大小仍为2N，方向沿F2方向，选项A正确； B．若仅增大，则F不一定增大，例如两分力反向，且F2>F1，则增大F1时，合力F减小，选项B错误； C．根据平行四边形定则，F1和F2一定，夹角θ增大（θ≤180°）时，合力F一定减小，故C错误； D．当两个力同向时F的值等于和的代数和，选项D错误。 故选A。 7．B 【详解】当F2与F1垂直时，此时力F的分解结果存在唯一可能，此时为F2的最小值为 根据力的三角形定则可知，只有当，力F的分解结果才存在两种可能。 故选B。 8．D 【详解】ABCD．由胡克定律 由几何关系两跟橡皮条之间得夹角 则 由力的合成,故ABC错误，D正确， 故选D。 9．A 【详解】BD．细绳上的拉力一定沿着绳收缩的方向，则F的方向一定沿着竖直方向，细绳AC上的拉力沿着AC方向物体静止，则C点受力平衡，F的其中一个分力一定也沿着AC方向，选项BD错误； AC．杆的力沿杆方向水平向右，因此另一个力分解为和杆方向相同水平向左，根据合力与分力的关系满足平行四边形定则可判断选项A正确，C错误； 故选A。 10．A 【详解】四个共点力的大小分别为400N、600N、900N和1300N，最大合力，则为四个力之和，即为3200N； 400N、600N两个力的合力范围为 900N、1300N两个力的合力范围为 两极合力范围出现重叠现象，则合力最小值为0，则四个共点力的合理范围为 故A正确，BCD错误。 故选A。 11．ABC 【详解】A．速度定义式，表示平均速度，当时，表示物体在t时刻的瞬时速度，是采用数学上极限思想方法，故A正确； B．合力和分力是等效替代的关系，在力的合成过程中用一个力代替几个力，采用了等效替代的思想，故B正确； C．推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成无数小段，采用的是数学中的微元法，故C正确； D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体采用了理想化模型的方法，故D错误。 故选ABC。 12．AD 【详解】因为6N和8N二力合成范围为 因为物体处在静止状态，则第三个力应该在这两个力范围内，故BC不符合题意，AD符合题意。 故选AD。 13．ABC 【详解】A．质点是代替物体的有质量的点，实际并不存在，是一种理想化的物理模型，故A正确； B．探究滑动摩擦力与压力关系时，要保证接触面相同，要研究滑动摩擦力与接触面的关系时，要保证压力相同，采用了控制变量法，故B正确； C．合力的作用效果与分力的作用效果相同，所以力的合成与分解利用了等效替代的思想方法，故C正确； D．借助激光笔及平面镜观察桌面的微小形变的实验中，运用了放大法，故D错误。 故选ABC。 14．BCD 【详解】A．实验中要记录拉力F1和F2的大小及其方向，选项A错误； B．拉力方向应与木板平面平行，以减小实验的误差，选项B正确； C．图中有向线段F和F＇分别表示理论的合力和实验测出的合力，选项C正确； D．图中有向线段F和F＇间的夹角表示了理论值和实验值在方向上的误差，选项D正确； 故选BCD。 15．BCD 【详解】有两个共点力的合力大小为10N，若其中一个分为大小为15N，另一个分力的最大值 最小值 故的范围 故选BCD。 16． 9 6 【详解】[1] [2]设两个力分别为和，当两个力的合力最大时有： 当两个力的合力最小时有： 解得： 或者 则这两个力的大小是9N和6N. 17． Fcosα Fsinα 【详解】[1][2]合力大小为F，力F和一个分力F1的方向的夹角为α，根据平行四边形定则作图，如图所示： 可知，另一个分力的最小值为 ； 而F1的大小为； 18．见解析， 【详解】力合成的示意图如图 根据力的平行四边形定则可知，运用菱形的对角线相互垂直，则有 19．见解析 【详解】 左图重力分解为沿斜面向下的力 和垂直斜面向下的力 右图重力分解为使球压紧挡板的分力 和使球压紧斜面的分力 20．(1) ；(2) ；(3) 且()，随着k值增大，F减小 【详解】(1)由图可知，当k=1时，两根绳子与竖直方向恰好均成30o角,则 整理可得 (2) 若F=Mg时，，设绳子与竖直方向夹角为θ，则 ① 代入数据可得 根据三角形边角关系 ② 代入数据可得 (3)由于 ③ 由①②③联立可得     () 可知随着k值增大，F减小 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $