2021-2022学年高中物理人教版必修第一册练习：第三章 4 力的合成和分解 WORD版含解析.docx

1、4力的合成和分解课后篇巩固提升合格考达标练1.(2021陕西宝鸡高一期末)在力的合成中,关于两个分力与它们合力的关系,下列说法中正确的是()A.合力大小一定等于两个分力大小之和B.合力的方向一定与分力的方向相同C.合力大小一定比任何一个分力都大D.两个分力不变且两个分力的夹角在0180之间变化时,夹角越大合力越小解析合力与分力的大小关系遵循平行四边形定则,合力大小不一定是等于两个分力大小之和,A错误;由力的平行四边形定则可知,合力的方向不一定与分力的方向相同,B错误;当两个力方向相同时,合力等于两分力之和,合力大于每一个分力;当两个分力方向相反时,合力等于两个分力之差,合力可能小于分力,由此可

2、见:合力可能大于分力也有可能小于分力,C错误;当夹角在0180之间变化时,由公式F=F12+F22+2F1F2cos,知夹角越大合力越小,D正确。答案D2.如图所示,轻绳OA、OB和OP将一只元宵花灯悬挂在P点,花灯保持静止。已知绳OA和OB的夹角为120,对O点拉力的大小皆为F,轻绳OP对O点拉力的大小为()A.FB.2FC.3FD.2F解析轻绳OP对O点拉力的大小等于绳OA和OB的拉力的合力,根据几何知识可知,应为F。答案A3.(2021山西长治高一月考)三个共点力F1、F2、F3可用如图所示的有向线段表示,它们围成封闭的三角形。则这三个力的合力最大的是()解析A中F1和F2的合力为-F3

3、,合力等于0;B中F1和F3的合力为F2,合力等于2F2;C中F1和F2的合力为F3,合力等于2F3;D中F2和F3的合力为F1,合力等于2F1;由上可知2F1最大,故选D。答案D4.如图甲为射箭比赛时的场景。已知弓的顶部跨度为l,且拉弓过程中l保持不变;弦均匀且弹性良好,其自由长度也为l,劲度系数为k;射箭时弦和箭可等效为图乙情景:箭在弦的正中间,弦夹在类似动滑轮的附加装置上,将箭发射出去。发射箭时弦的最大长度为2l,设弦的弹力满足胡克定律,则箭被发射瞬间所受的弹力为()A.32klB.klC.3klD.2kl解析由几何知识知,两侧弦和虚线构成一个正三角形,则弦伸长的长度为x=2l-l=l,

4、由胡克定律知,弦上的拉力为F=kx=kl,两侧弦之间的夹角为60,则箭受到的弹力,即两侧弦的拉力的合力为F=2Fcos30=3kl。C项正确。答案C5.(2021湖北十堰高一期末)水平面上的物体在水平方向的力F1和F2作用下,沿水平面向右做匀速直线运动,如图所示。已知F1=6 N,F2=2 N,下列说法正确的是()A.撤去F1的瞬间,物体受到的合外力大小变为4 NB.撤去F1的瞬间,物体受到的摩擦力大小变为2 NC.撤去F2的瞬间,物体受到的合外力大小变为3 ND.撤去F2的瞬间,物体受到的摩擦力大小仍为4 N解析物体开始在水平方向受三个力作用而平衡,根据平衡条件可得物体所受的摩擦力大小为Ff

5、=F1-F2=6N-2N=4N,方向水平向左。撤去F1的瞬间,物体受到的摩擦力大小仍为4N,方向不变,物体受到的合外力大小变为6N,故A、B错误;撤去F2的瞬间,物体受到的摩擦力大小仍为4N,方向不变,物体受到的合外力大小变为2N,故C错误,D正确。答案D6.(2021山东滨州高一期末)如图所示,某物体受四个共点力作用,处于静止状态。若F1的大小不变,方向沿顺时针转过120,其余三个力的大小和方向均不变,则此物体受到的合力大小变为()A.F1B.2F1C.2F1D.3F1解析F2、F3、F4和F1四个共点力合力为零,则F2、F3、F4三个力的合力F与F1等大反向。将F1方向沿顺时针转过120时

6、,F与F1的夹角为60,根据矢量运算法则,结合三角形知识,此时物体所受合力大小为F=2F1cos30=3F1,故选D。答案D等级考提升练7.某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,若这三个共点力大小和方向分别如图甲、乙、丙、丁所示(坐标纸中每格边长表示1 N大小的力),则关于该物体受到合力的说法正确的是()A.甲图中物体所受的合外力大小等于4 NB.乙图中物体所受的合外力大小等于4 NC.丙图中物体所受的合外力大小等于6 ND.丁图中物体所受的合外力大小等于6 N解析对甲,先将F1与F3合成,然后再用勾股定理,与F2进行合成,求得合力等于5N,故A项错误;对乙,先将F1与F3沿水平和竖直方向

7、正交分解,再合成,求得合力等于5N,故B项错误;对丙,可将F1沿水平和竖直方向正交分解,求得合力等于6N,故C项正确;根据三角形定则,丁图中合力等于0,故D项错误。答案C8.(2020江西抚州高一期末)如图所示,质量为4 kg的物体与水平面间的滑动摩擦力大小为30 N,在向右运动的过程中,还受到一个方向向左的大小为18 N的拉力作用,g取10 m/s2,则地面对物体的作用力大小为()A.50 NB.48 NC.40 ND.30 N解析对物体受力分析,受到重力、支持力、滑动摩擦力、拉力,其中支持力大小等于重力大小,地面对物体的作用力是指支持力和滑动摩擦力的合力,大小为F合=FN2+Ff2=(mg

8、)2+Ff2=50N,故选A。答案A9.(多选)(2020四川江油中学高一月考)把重20 N的物体放在=30的粗糙斜面上并静止,物体的右端与固定于斜面上的轻弹簧相连接,如图所示,若物体与斜面间最大静摩擦力为12 N,则弹簧的弹力可能是()A.12 N,方向沿斜面向上B.12 N,方向沿斜面向下C.2 N,方向沿斜面向下D.2 N,方向沿斜面向上解析将重力按照作用效果分解:平行斜面的下滑分力为mgsin30=10N,垂直斜面的垂直分力为mgcos30=103N,当最大静摩擦力平行斜面向下时,物体与斜面间的最大静摩擦力为12N,弹簧弹力为拉力,等于22N;当最大静摩擦力平行斜面向上时,物体与斜面间

9、的最大静摩擦力为12N,弹簧弹力为推力,等于2N;故弹簧弹力可以是不大于2N推力或者不大于22N的拉力,也可以没有弹力,故选A、C、D。答案ACD10.如图所示,一位重600 N的演员悬挂在绳上。若AO绳与水平方向的夹角为37,BO绳水平,则AO、BO两绳受到的拉力各为多大?(sin 37=0.6,cos 37=0.8)解析人对竖直绳的拉力F大小等于人的重力G,由于该力的作用使AO、BO也受到拉力的作用,因此F产生了沿AO方向、BO方向使O点拉绳的分力F1、F2,将F沿AO方向和BO方向分解成两个分力,如图所示,由画出的平行四边形可知,AO绳上受到的拉力F1=Gsin37=600sin37N=1000N,BO绳上受到拉力F2=Gtan37=600tan37N=800N。答案1 000 N800 N