新教材適用2024-2025學(xué)年高中物理第3章相互作用-力4力的合成和分解第1課時合力和分力力的合成和分解提能作業(yè)新人教版必修第一冊

第三章4.第1課時合格考訓(xùn)練一、選擇題1．(2024·寧夏石嘴山高一階段練習(xí))某同學(xué)通過以下步驟測出了從肯定高度落下的排球?qū)Φ孛娴臎_擊力：將一張白紙鋪在水平地面上，把排球在水里弄濕，然后讓排球從規(guī)定的高度自由落下，并在白紙上留下球的水印。再將印有水印的白紙鋪在臺秤上，將球放在紙上的水印中心，緩慢地向下壓球，使排球與紙接觸部分漸漸發(fā)生形變直至剛好遮住水印，登記此時臺秤的示數(shù)，即為沖擊力最大值。下列物理學(xué)習(xí)或探討中用到的方法與該同學(xué)的方法相同的是(C)A．建立“瞬時速度”的概念B．顯示微小形變的過程C．建立“合力與分力”的概念D．建立“質(zhì)點(diǎn)”的模型解析：由題可知，題干中的試驗(yàn)過程用到了等效替代法。建立“瞬時速度”的概念用的是極限法，故A錯誤；顯示微小形變的過程利用了放大法，故B錯誤；建立“合力與分力”的概念用到了等效替代法，故C正確；建立“質(zhì)點(diǎn)”的模型用到了志向模型法，故D錯誤。2．(2024·山西朔州高一階段練習(xí))關(guān)于對兩個分力求合力時，下列說法正確的是(C)A．合力不行能小于分力B．僅增大一個分力，合力肯定增大C．僅減小兩分力的夾角，合力肯定增大D．合力不行能同時與兩分力大小相等解析：一個分力為3N、一個分力為2N，方向相反時，合力為1N，小于分力，故A錯誤；設(shè)兩個分力為F1、F2，方向相反時，合力為F＝F1－F2，F(xiàn)2增大，合力將減小，故B錯誤；由平行四邊形定則可知僅減小兩分力的夾角，合力肯定增大，故C正確；當(dāng)兩個分力夾角為120°，且F1＝F2時，F(xiàn)＝F1＝F2，合力可能同時與兩分力大小相等，故D錯誤。3．(多選)(2024·山東菏澤高一?？计谀?下列各組共點(diǎn)的三個力，可能平衡的有(AC)A．3N、4N、7NB．3N、6N、1NC．3N、6N、5ND．7N、8N、16N解析：7N的力最大，等于另外兩個力的代數(shù)和，故3N、4N同向，再與7N反向后，三個力的合力為零，物體平衡，故A正確；6N的力最大，大于另外兩個力之和，故三個力的合力的最小值不為零，故物體不行能平衡，故B錯誤；6N的力最大，小于另外兩個力之和，而大于另外兩個力之差，故三個力的合力的最小值為零，故物體可能平衡，故C正確；16N的力最大，大于另外兩個力之和，故三個力的合力的最小值不為零，故物體不行能平衡，故D錯誤。4．(2024·寧夏中衛(wèi)高一?？计谀?如圖所示，物體受到兩個相互垂直的共點(diǎn)力F1和F2的作用，其大小分別為30N和40N，它們合力的大小為(B)A．10N B．50NC．70N D．100N解析：由題知，由于兩個力的夾角為90°，由平行四邊形定則得F＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝eq\r(302＋402)N＝50N，故選B。5．(2024·重慶沙坪壩高一期末)關(guān)于力的合成與分解，下列說法正確的是(B)A．合力和分力是同時作用在物體上的B．兩個分力夾角不變，其中一個力不變，另外一個力增大，合力可能增大、減小或不變C．若兩分力的大小不變，兩分力之間的夾角越大，合力就越大D．兩個分力的夾角為銳角時，合力可能小于其中一個分力解析：合力與分力是等效替代關(guān)系，合力產(chǎn)生的作用效果與分力共同作用的效果相同，因而合力與分力不是同時作用在物體上，故A錯誤；保持兩個力之間的夾角θ不變，使其中一個力F增大，合力不肯定增大，如θ為180°時，較小的分力增加，合力減小，較大分力增加，合力增大，較小合力增大到肯定值，合力與原合力大小相同，故B正確；由平行四邊形定則可知，若兩分力的大小不變，兩分力之間的夾角越大，合力F就越小，故C錯誤；假如兩個分力的夾角為銳角，則由力的三角形法則可知合力肯定大于任一分力，即兩力的效果是加強(qiáng)的，故D錯誤。6．(2024·廣東廣州高一期末)水平橫梁一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一小滑輪B，一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過滑輪后懸掛一重為100N的重物，CBA＝30°。如圖所示，則滑輪受到輕繩的作用力的大小為(A)A．100N B．86.6NC．50N D．20N解析：輕繩跨過滑輪，BC段、BD段拉力相等F1＝F2＝mg＝100N夾角為120°，依據(jù)平行四邊形定則，二力合成如圖所示由于F1＝F2，所以平行四邊形為菱形，兩力夾角為120°，所以F1、F2的合力F＝F1＝F2＝100N，即繩子對滑輪的作用力大小為100N。故選A。二、非選擇題7．(2024·湖北高一校考階段練習(xí))如圖所示，物體受到4個力作用，它們分別分布在兩條相互垂直的直線上，F(xiàn)1＝10N，F(xiàn)2＝16N，F(xiàn)3＝7N，F(xiàn)4＝11N，求它們的合力大小為多少？答案：2eq\r(13)N解析：F1、F2的合力為F12＝F2－F1＝6NF3、F4的合力為F34＝F4－F3＝4N則4個力的合力大小為F＝eq\r(F\o\al(2,12)＋F\o\al(2,34))＝eq\r(62＋44)N＝2eq\r(13)N。8．(2024·江西高一?？计谀?有兩個大小不變的共點(diǎn)力F1、F2(已知F1>F2)，當(dāng)它們同方向時，合力為14N；當(dāng)它們反方向時，合力為2N，求：(1)F1、F2的大小各為多少？(2)當(dāng)F1、F2兩力相互垂直時，求它們的合力大小。答案：(1)8N6N(2)10N解析：(1)兩個力同向時F1＋F2＝14N兩個力反向時F1－F2＝2N得F1＝8N，F(xiàn)2＝6N。(2)兩力相互垂直時，合力為F合＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝10N。等級考訓(xùn)練一、選擇題1．(2024·云南紅河高一階段練習(xí))如圖所示，質(zhì)量為20kg的物體在水平面上向右運(yùn)動，物體和水平面之間的動摩擦因數(shù)為0.2，在運(yùn)動過程中，還受到一個水平向左的大小為10N的拉力作用，則物體受到的摩擦力和合力分別為(D)A．摩擦力大小為10N，方向向右；合力大小為20N，方向向右B．摩擦力大小為40N，方向向左；合力大小為30N，方向向左C．摩擦力大小為40N，方向向右；合力大小為30N，方向向右D．摩擦力大小為40N，方向向左；合力大小為50N，方向向左解析：依據(jù)Ff＝μmg＝40N，方向與相對運(yùn)動方向相反，所以為水平向左；物塊所受拉力方向水平向左，合力大小為F合＝F＋Ff＝50N，方向水平向左。故選D。2．如圖所示，在同一平面內(nèi)，大小分別為2N、2N、3N、4N、5N、6N的六個力共同作用于一點(diǎn)，其方向互成60°的角，則其合力大小為(B)A．0 B．1NC．2N D．3N解析：先將同始終線上的三對力進(jìn)行合成分別合成三個力F1＝3N，F(xiàn)2＝3N，F(xiàn)3＝2N，其中F1F2可以再次合成F12＝3N，方向與F3方向相反，再次合成之后F＝1N。故選B。3．一物體受到三個共點(diǎn)力F1、F2、F3的作用，且表示三個力的有向線段恰好構(gòu)成三角形，如圖所示。則該物體受到的合力為(D)A．0 B．2F1C．2F2 D．2F3解析：依據(jù)平行四邊形定則，將圖中F1、F2先進(jìn)行合成，如圖所示可知，以F1、F2為鄰邊作出的平行四邊形的對角線恰好與F3重合，且箭頭指向相同，表明F1、F2的合力與F3大小相等，方向相同，則該物體受到的合力為2F3。故選D。4．如圖，小球通過細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，不計空氣阻力，在拉力F作用下緩慢運(yùn)動，拉力方向始終與懸線垂直，小球在由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，OA繩上的拉力T和拉力F的改變規(guī)律是(C)A．T增大，F(xiàn)減小 B．T增大，F(xiàn)增大C．T減小，F(xiàn)增大 D．T減小，F(xiàn)減小解析：設(shè)小球緩慢運(yùn)動過程中，繩子與豎直方向夾角為θ，小球受力平衡，依據(jù)力的平行四邊形定則有eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(F＝mgsinθ,T＝mgcosθ))，因?yàn)棣仍龃螅∏蛑亓Σ蛔?，所以T減小，F(xiàn)增大。故選C。5．(多選)(2024·海南高一期中)如圖所示，質(zhì)點(diǎn)M受到三個共點(diǎn)力F1、F2、F3的作用，F(xiàn)1、F2、F3是圓O上的三條弦，且F2通過圓心O，F(xiàn)1與F3末端的連線也通過圓心O。則下列說法正確的是(BD)A．質(zhì)點(diǎn)M受到的合力為F2B．F1、F3的合力方向與F2方向相同C．若將F2反向，質(zhì)點(diǎn)M合力為eq\f(1,2)F2D．若將F2反向，質(zhì)點(diǎn)M合力為零解析：由圓的幾何特性和力的平行四邊形定則可知，F(xiàn)1、F3的合力等于F2，則質(zhì)點(diǎn)M受到的合力為2F2，故A錯誤，B正確；若將F2反向，則質(zhì)點(diǎn)M的合力為零，故C錯誤，D正確。6．架在A、B兩根電線桿之間的勻稱電線在夏、冬兩季由于熱脹冷縮的效應(yīng)，電線呈現(xiàn)如圖所示的兩種形態(tài)，下列說法中正確的是(D)A．夏季與冬季電線對電線桿的拉力大小相等B．夏季與冬季電線桿對電線的拉力方向相同C．夏季電線對電線桿的拉力較大D．冬季電線對電線桿的拉力較大解析：以電線為探討對象，夏季和冬季電線桿對電線的拉力方向發(fā)生改變，即電線重力的兩個分力的夾角發(fā)生改變，在冬季，兩分力夾角更大，所以分力更大，使電線對電線桿的拉力更大。二、非選擇題7．(2024·河南南陽高一階段練習(xí))如圖所示，平面上有5個力作用在O點(diǎn)，O點(diǎn)和各力的矢量終點(diǎn)恰好各位于一個正六邊形的頂點(diǎn)，這5個力中最小的力是1N。先選擇對稱的力為分力作平行四邊形來求5個力的合力；再以相互垂直的力為分力作平行四邊形來求5個力的合力。比較兩次的結(jié)果。答案：合力均為6N，兩次結(jié)果相同解析：依題意，由圖可知最大力為F3，最小的力為F1和F5，由幾何學(xué)問可得sin30°＝eq\f(F1,F3)＝eq\f(F5,F3)，cos30°＝eq\f(F2,F3)＝eq\f(F4,F3)可得F3＝2F1＝2F5＝2N，F(xiàn)2＝F4＝eq\r(3)N由幾何學(xué)問，可知對稱的力F1與F5夾角為120°，利用平行四邊形定則，可求得二者的合力大小為1N，方向與F3相同；對稱的力F2與F4的夾角為60°，利用平行四邊形法則求得二者的