人教版高中物理必修一3.4 力的合成和分解（解析版） 同步練習(xí)

人教版高一物理必修第一冊(cè)課堂同步精選練習(xí)3.4力的合成和分解（解析版）一、選擇題（本題共9小題，每小題6分，滿分54分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有一個(gè)或一個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得6分,選不全的得3分,有選錯(cuò)或不答的得0分。）（多選）關(guān)于合力與分力的說(shuō)法中,正確的是()A.合力與分力同時(shí)作用在物體上B.分力同時(shí)作用于物體時(shí)共同產(chǎn)生的效果與合力單獨(dú)作用時(shí)產(chǎn)生的效果是相同的C.合力可能大于分力,也可能小于分力D.合力與分力是一對(duì)平衡力【答案】BC【解析】合力的作用效果與它的分力共同的作用效果相同,它們并不是同時(shí)作用在物體上。當(dāng)物體受到合力作用時(shí),分力則是按效果命名的,沒(méi)有施力物體,是不存在的;若幾個(gè)分力同時(shí)作用在物體上,而合力是按效果得出的,不是物體受到的,是不存在的,更談不上是平衡力,A、D項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。兩分力大小一定時(shí),分力間的夾角越大,合力越小,在夾角未定的情況下,合力與分力的大小關(guān)系不能確定,C項(xiàng)正確。2.有三個(gè)力F1、F2、F3,恰好可圍成一個(gè)封閉的直角三角形,在下列四個(gè)選項(xiàng)表示的情形中(如圖),三個(gè)力的合力最大的是()【答案】C【解析】三力合成時(shí),可以先把其中的兩個(gè)力合成,然后再與第三個(gè)力合成即可。根據(jù)平行四邊形定則可知,A圖中三力合力為2F1,B圖中合力為零,C圖中合力為2F2,D圖中合力為2F3,因此C圖中三力的合力最大,故A、B、D錯(cuò)誤,C正確。3.如圖,一物體用一輕繩懸掛于O點(diǎn)而靜止,現(xiàn)在用一個(gè)水平力F作用在物體上,使其緩慢偏離豎直位置,則水平拉力F的大小變化情況為()A.先變大,后變小 B.先變小,后又變大C.一直變大 D.不斷變小【答案】C【解析】畫(huà)出物體受力分析的矢量三角形,如圖。繩子與豎直方向夾角變大后,F變大,FT也變大,則C正確。（多選）如圖所示,繩CO、OD、ON結(jié)在同一點(diǎn)O,C固定在天花板上,CO繩與天花板成60°角。如果將ON沿墻壁由A移動(dòng)至B而保持O點(diǎn)的位置不變,設(shè)繩CO的拉力為F1,ON拉力為F2,重物重力為G,在將ON繩由A非常緩慢地拉至B的過(guò)程中,下列判斷正確的是()A.F1逐漸變大,F2先增后減,但它們的合力不變B.F1逐漸變大,F2先減后增,但它們的合力不變C.F1逐漸變小,F2先減后增,但OD繩拉力不變D.F2的最小值為G【答案】BD【解析】選擇結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象,畫(huà)出物體的受力分析的矢量三角形,如圖。當(dāng)F2垂直于F1時(shí),則F2的最小值為Gsinθ=Gsin30°=G2,則D正確。在F2的方向從A到B的過(guò)程中,F2如圖所示,在做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)時(shí),實(shí)驗(yàn)者需要完成的操作是()A.測(cè)量細(xì)繩的長(zhǎng)度和記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)B.測(cè)量橡皮條原長(zhǎng)和細(xì)繩的長(zhǎng)度C.記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)和細(xì)繩的方向D.測(cè)量橡皮條的總長(zhǎng)度和原長(zhǎng)【答案】C【解析】在做“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)時(shí),需要記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)和細(xì)繩的方向,故選C。如圖所示,一位雜技演員在高空鋼絲上勻速前行,若圖中鋼絲可視為水平,則他受到的支持力與重力的關(guān)系是()A.平衡力 B.作用力和反作用力C.支持力小于重力 D.支持力大于重力【答案】A【解析】勻速過(guò)程中,人受力平衡,水平方向不受摩擦力,在豎直方向上受重力和支持力,他受到的支持力與重力的關(guān)系是平衡力。小劉同學(xué)用輕質(zhì)圓規(guī)做了如圖所示的小實(shí)驗(yàn),其中圓規(guī)兩腳A與B分別模擬橫梁與斜梁,鑰匙模擬重物。通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明:O點(diǎn)受到向下的力F產(chǎn)生的對(duì)橫梁A與斜梁B的作用效果分別是()A.壓力、拉力 B.壓力、壓力C.拉力、拉力 D.拉力、壓力【答案】D【解析】O點(diǎn)受到向下的力F產(chǎn)生的效果是沿A拉手和沿B壓手,所以力F產(chǎn)生的對(duì)橫梁A的作用效果為拉力,對(duì)斜梁B的作用效果為壓力。（多選）如圖所示,用輕繩吊一個(gè)重為G的小球,欲施一力F使小球在圖示位置平衡(θ<30°),下列說(shuō)法正確的是()A.力F最小值為GsinθB.若力F與繩拉力大小相等,力F方向與豎直方向必成θ角C.若力F與G大小相等,力F方向與豎直方向可能成θ角D.若力F與G大小相等,力F方向與豎直方向可能成2θ角【答案】ABD【解析】畫(huà)出物體的受力分析的矢量三角形圖,如圖所示。如圖中A位置,當(dāng)F垂直繩子拉力FT時(shí),則力F最小值為Gsinθ,A正確。若在圖中B位置力F與繩拉力大小相等,構(gòu)成等腰三角形,則力F方向與豎直方向必成θ角,故B正確。若在圖中D位置,力F與G大小相等,構(gòu)成等腰三角形,則力F方向與豎直方向可成2θ角,故C錯(cuò)誤,D正確。故選A、B、D。如圖所示,物體B疊放在物體A上,A、B的質(zhì)量均為m,且上、下表面均與斜面平行,它們以共同速度沿傾角為θ的固定斜面C勻速下滑,則()A.A、B間沒(méi)有靜摩擦力B.A受到B的靜摩擦力方向沿斜面向上C.A受到斜面的滑動(dòng)摩擦力大小為mgsinθD.A與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=tanθ【答案】D【解析】對(duì)物體B受力分析可知,B肯定受重力、支持力,將重力分解可知重力有沿斜面向下的分力,B能勻速下滑,受力一定平衡,故A對(duì)B應(yīng)有沿斜面向上的靜摩擦力;根據(jù)力的相互作用規(guī)律可知,A受到B的靜摩擦力應(yīng)沿斜面向下,故A、B錯(cuò)誤;對(duì)A、B整體分析,并將整體重力分解,可知沿斜面方向上,重力的分力與摩擦力等大反向,故A受的滑動(dòng)摩擦力沿斜面向上,大小為2mgsinθ,C錯(cuò)誤;對(duì)A、B整體分析,受重力、支持力和滑動(dòng)摩擦力,由于勻速下滑,故重力沿斜面方向的分力與滑動(dòng)摩擦力平衡,故:2mgsinθ=μ·2mgcosθ,解得μ=tanθ,D正確。二、非選擇題(本題共5小題，滿分46分)10.（6分）在“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)中:(1)有同學(xué)做了一系列步驟,其中的兩個(gè)步驟如下:①把橡皮條的一端固定在木板上,另一端拴兩根細(xì)線,通過(guò)細(xì)線同時(shí)用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)互成角度地拉橡皮條,使它與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)到達(dá)某一位置O點(diǎn),在白紙上記下O點(diǎn)的位置、兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1與F2和。

②只用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)通過(guò)細(xì)線沿原來(lái)的方向拉橡皮條,使細(xì)線的結(jié)點(diǎn),記下此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F'和細(xì)線的方向。

(2)為提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性,下列說(shuō)法正確的是。

A.拉橡皮條時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)不能與木板接觸B.拉橡皮條時(shí),橡皮條、細(xì)線應(yīng)與木板平面平行C.兩次拉橡皮條時(shí)長(zhǎng)度要相等,方向任意D.兩個(gè)拉力的夾角越大越好【答案】(1)①細(xì)線的方向②到達(dá)位置O(2)B【解析】(1)①由于力既有大小又有方向,所以不僅需要記下兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F1與F2,還需要記錄它們的方向,即記下細(xì)線的方向。②由于“探究求合力的方法”實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的是等效替代思想,所以?xún)纱卫Φ拇笮∫嗟?即使橡皮條與細(xì)線的結(jié)點(diǎn)到達(dá)同一位置O。(2)拉橡皮條時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)與木板接觸時(shí),不影響橡皮條彈力大小的測(cè)量,與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度無(wú)關(guān),A錯(cuò)。拉橡皮條時(shí),橡皮條、細(xì)線應(yīng)與木板平面平行,B對(duì)。兩次拉橡皮條時(shí)長(zhǎng)度應(yīng)相等,且沿同一方向,C錯(cuò)。兩個(gè)拉力的夾角不是越大越好,D錯(cuò)。11.（6分）(1)在做“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)時(shí),橡皮條的一端固定在木板上,另一端系上兩根細(xì)繩,細(xì)繩的另一端都有繩套。實(shí)驗(yàn)中需用兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)分別鉤住繩套,把橡皮條的另一端拉到某一確定的O點(diǎn),則下列說(shuō)法中正確的是。

A.兩根細(xì)繩必須等長(zhǎng)B.同一次實(shí)驗(yàn)中,O點(diǎn)位置不允許變動(dòng)C.實(shí)驗(yàn)中,把橡皮條的另一端拉到O點(diǎn)時(shí),兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)之間的夾角必須取90°D.實(shí)驗(yàn)中,要始終將其中一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)沿某一方向拉到最大量程,然后調(diào)節(jié)另一彈簧測(cè)力計(jì)拉力的大小和方向,把橡皮條與兩根細(xì)繩的結(jié)點(diǎn)O點(diǎn)(2)圖中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為N。

(3)如圖所示是甲、乙兩位同學(xué)在做本實(shí)驗(yàn)時(shí)得到的結(jié)果,其中F是用作圖法得到的合力,F'是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的合力,則結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是(填“圖1”或“圖2”)。

【答案】(1)B(2)1.66(1.63~1.69均可)(3)圖1【解析】(1)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的是等效替代思想,同一次實(shí)驗(yàn)中,O點(diǎn)位置不允許變動(dòng),故選B。(3)F'是通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的合力,則F'的方向與橡皮條拉至O點(diǎn)的方向保持一致,故結(jié)果符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是圖1。12.（10分）如圖甲所示,為了防止電桿發(fā)生傾斜,在兩側(cè)對(duì)稱(chēng)地用鋼絲繩加固,每根鋼絲繩的拉力大小均為300N。(1)設(shè)鋼絲繩與電桿的夾角θ為30°,求鋼絲繩對(duì)電桿拉力的合力;(2)鋼絲繩固定電桿的另一種形式如圖乙所示,若鋼絲繩a的拉力仍為300N,為保證兩根鋼絲繩拉力的合力方向仍不變,求鋼絲繩b拉力的大小?！敬鸢浮?1)3003N,方向豎直向下(2)150N【解析】(1)把兩根繩的拉力看成沿繩方向的兩個(gè)分力,以它們?yōu)猷忂叜?huà)出一個(gè)平行四邊形,其對(duì)角線就表示它們的合力。由圖根據(jù)幾何關(guān)系知,兩繩拉力的合力F合=2Fcos30°=2×300×32N=3003(2)以?xún)衫K結(jié)點(diǎn)為研究對(duì)象,兩繩拉力的合力沿桿向下,則a繩的拉力在水平方向的分量與b繩的拉力大小相等,故有:Fb=Fasin30°=300×12（12分）如圖所示為小朋友在冰面上用細(xì)繩拉著冰車(chē)玩耍的情景。已知冰車(chē)與冰車(chē)上小朋友的總質(zhì)量為30kg,細(xì)繩受到的拉力為100N,拉力與水平方向的夾角為37°,冰車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2)求:(1)冰車(chē)對(duì)地面的壓力大小;(2)冰車(chē)與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)?！敬鸢浮?1)240N(2)1【解析】(1)以冰車(chē)和小朋友為整體研究,在豎直方向上有:FN=mg-Fsin37°,得FN=240N。故冰車(chē)對(duì)地面的壓力FN'=FN=240N。(2)冰車(chē)勻速滑動(dòng)時(shí)有:Ff=Fcos37°,Ff=μFN',得μ=FfFN'=（12分）如圖所示,質(zhì)量為30kg的小孩坐在10kg的雪橇上,大人用與水平方向成37°角斜向上大小為100N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面向右做勻速運(yùn)動(dòng)(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10N/kg),求:(1