高中物理人教版 (2019)必修 第一册4 力的合成和分解习题

新20版练B1物理人教3.4.1力的合成

第三章 相互作用力

第4节 力的合成和分解

课时1 力的合成

考点1 对合力与分力的理解

1.关于几个力及其合力,下列说法错误的是(　　)。

A.合力的作用效果跟原来那几个力共同作用产生的效果相同

B.合力与原来那几个力同时作用在物体上

C.合力的作用可以替代原来那几个力的作用

D.求几个力的合力遵循平行四边形定则

答案：B

解析：合力与分力是等效替代的关系,即合力的作用效果与几个分力的共同作用效果相同,合力的作用效果可以替代这几个分力的作用效果,但不能认为合力与分力同时作用在物体上,A、C说法正确,B说法错误;力是矢量,所以求合力时遵循平行四边形定则,D说法正确。B符合题意。

2.互成角度的两个共点力,有关它们的合力与分力关系的下列说法中,正确的是(　　)。

A.合力的大小一定大于小的分力、小于大的分力

B.合力的大小随分力夹角的增大而增大

C.合力的大小一定大于任意一个分力

D.合力的大小可能大于大的分力,也可能小于小的分力

答案：D

解析：根据力的平行四边形定则可知,两个共点力的合力大小范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2,说明合力F可能小于小的分力,也可能大于大的分力,故选项A、C错误,选项D正确;合力的大小随分力夹角的增大而减小(如图所示),故选项B错误。

3.(江西九江2019高一月考)(多选)两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则(　　)。

A.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍

B.F1、F2同时增加10 N,F也增加10 N

C.F1增加10 N,F2减少10 N,F一定不变

D.若F1、F2中的一个增大,F不一定增大

答案：AD

解析：根据平行四边形定则,F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍,故A正确;如果F1、F2方向相反,F1、F2同时增加10 N,F不变,故B错误;如果F1、F2方向相反,F1增加10 N,F2减少10 N,F可能增加20 N,故C错误;如果F1、F2方向相反,若F1、F2中的一个增大,F不一定增大,故D正确。

考点2力的合成

4.(湖北宜昌2019高一月考)如图3-4-1所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1=10 N,F2=2 N。若撤去力F1,则木块在水平方向受到的合力为(　　)。

图3-4-1

A.10 N,方向向左 B.6 N,方向向右

C.2 N,方向向右 D.0

答案：D

解析：可以先将F1、F2两个力进行合成,合力为8 N,方向向右,木块处于静止状态,所以木块还受到向左的静摩擦力8 N,同时说明木块与地面的最大静摩擦力大于或等于8 N。撤去F1后,木块受2 N的推力,小于最大静摩擦力,所以木块静止,水平方向所受合力为0。

5.(广西柳州2019高一月考)有两个大小相等的共点力F1和F2,当它们的夹角为90°时,合力为F,它们的夹角变为120°时,合力的大小为(　　)。

A.2F B.F C.F D.F

答案：B

解析：根据题意可得,F= F1,当两个力的夹角为120°时,合力F合=F1=F,即选项B正确。

6.如图3-4-2所示,一个物体受到三个共点力F1、F2、F3的作用,若将它们平移并首尾相接,三个力矢量组成了一个封闭三角形,则物体所受这三个力的合力大小为(　　)。

图3-4-2

A.2F1 B.F2 C.2F3 D.0

答案：D

解析：根据三角形定则,F1与F2的合力可用从F1的起点到F2的终点的有向线段表示,正好与F3大小相等、方向相反,故合力等于0。故D项正确,A、B、C三项错误。

7.(福建四地六校2018高一上学期第二次联考)如图3-4-3所示,两个体重相同的人静止坐在秋千上,两秋千绳子能承受的最大张力是一样的。往两人身上同时慢慢加相同重量的物体,直到绳子断开,则下面的叙述正确的是(　　)。

图3-4-3

A.甲中绳子先断 B.甲、乙中绳子同时断

C.乙中绳子先断 D.不确定

答案：C

解析：小孩的重力和两根绳子拉力的合力等大反向,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,故C正确,A、B、D错误。故选C。

8.(多选)已知三个分力的大小依次为3 N、5 N、9 N,则它们的合力大小可能是(　　)。

A.0 B.3 N C.5 N D.18 N

答案：BC

解析：根据平行四边形定则,三个力的合力的最大值为17 N,最小值为1 N,B、C两项正确。

9.(安徽宣城2019高一月考)水平横梁一端插在墙壁内,另一端装小滑轮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=10 kg的重物,∠CBA=30°,如图3-4-4所示,则滑轮受到绳子的作用力为(　　)。(g取10 m/s2)

图3-4-4

A.50 N B.50 N

C.100 N D.100 N

答案：C

解析：本题考查合力的计算,关键是明确绳子BC、BD间拉力的夹角是120°。以滑轮为研究对象,悬挂重物的绳的拉力是F=mg=100 N,故小滑轮受到绳的作用力沿BC、BD方向,大小都是100 N。从图中看出,∠CBD=120°,∠CBE=∠DBE,得∠CBE=∠DBE=60°,即△CBE是等边三角形,故F合=100 N。

10.如图3-4-5所示,两个共点力F1、F2的大小一定,夹角θ是变化的,合力为F。在θ角从0°逐渐增大到180°的过程中,合力F的大小变化情况为(　　)。

图3-4-5

A.从最小逐渐增加到最大

B.从最大逐渐减小到零

C.从最大逐渐减小到最小

D.先增大后减小

答案：C

解析：在两分力大小一定的情况下,合力随着分力间夹角的减小而增大,夹角为0°时合力最大;合力随着分力间夹角的增大而减小,夹角为180°时合力最小,C项正确。

11.(广东珠海2019高一月考)某物体在n个共点力的作用下处于静止状态,若其中一个力F1的大小不变,仅将方向沿顺时针方向转过90°,其余力保持不变,则此时物体所受的合力大小为(　　)。

A.F1 B.F1

C.2F1 D.0

答案：B

解析：物体受n个力处于静止状态,则其中(n-1)个力的合力一定与剩余的那个力等大反向,故除F1以外的其他各力的合力大小等于F1,且与F1方向相反,故当F1转过90°后,物体受到的合力大小应为 F1,B项正确。

12.(四川南充2019高一质检)如图3-4-6所示是两个共点力的合力F的大小与这两个共点力之间的夹角θ的关系图像,则这两个力的大小分别是(　　)。

图3-4-6

A.1 N、4 N B.2 N、3 N

C.1 N、5 N D.2 N、4 N

答案：B

解析：夹角θ=0°时,F=F1+F2=5 N,夹角θ=180°时,F'=|F1-F2|=1 N,所以F1=3 N,F2=2 N,或F1=2 N,F2=3 N,B正确。

13.如图3-4-7所示,水平地面上固定着一根竖直立柱,某人用绳子通过柱顶的定滑轮将100 N的货物拉住。已知人拉着绳子的一端,且该绳端与水平方向夹角为30°,则柱顶所受压力大小为(　　)。

图3-4-7

A.200 N B.100 N

C.100 N D.50 N

答案：B

解析：如图所示,定滑轮只改变力的方向,不改变力的大小,所以绳的拉力F1=F2=100 N,柱顶所受压力大小F=2F1cos 30°=2×100× N=100 N,B项正确。

14.(湖北襄阳四中2018高一上月考)(多选)若两个力F1、F2的夹角为α(90°<α<180°),且α保持不变,则下列说法中正确的是(　　)。

A.若一个分力增大,另一个分力大小不变,合力一定增大

B.若一个分力增大,另一个分力大小不变,合力可能减小

C.若两个分力都增大,合力一定增大

D.若两个分力都增大,合力可能减小

答案：BD

解析：夹角不变,F1大小不变,F2增大,合力F可以减小,也可以增大,如图甲所示,故A错误,B正确;两个分力都增大,合力大小可能增大、减小或不变,如图乙、丙、丁所示,故C错误,D正确。

15.(安徽安庆2019高一检测)如图3-4-8所示,有六个力分别组成正六边形的六个边,还有三个力分别为此正六边形的对角线,若F1已知,这九个力作用在同一点上,则这九个力的合力为(　　)。

图3-4-8

A.0 B.6F1 C.9F1 D.12F1

答案：C

解析：由题图可知,F7和F3可合成为F8,F4和F9可合成为F8,F1和F6可合成为 F8,因为是正六边形,所以F8=2F1,F2=F5=F1,所以九个力的合力为3F8+F8+F2+F5=9F1,故选C。

16.(湖北黄冈2019高一诊断)(多选)如图3-4-9所示,a、b两根竖直的轻弹簧各有一端固定,另一端共同静止地系住一重为10 N的球。若撤去弹簧b,撤去瞬间球所受到的合力大小为2 N;若撤去弹簧a,则撤去瞬间球所受到的合力大小可能为(　　)。

图3-4-9

A.12 N,方向向上 B.8 N,方向向上

C.12 N,方向向下 D.8 N,方向向下

答案：CD

解析：系统原来处于静止状态,撤去弹簧b的瞬间,弹簧a的弹力未变,可知撤去瞬间球所受到的合力大小与原来弹簧b的弹力大小相等,方向相反,故原来弹簧b的弹力大小为2 N,方向可能向上,也可能向下。由平衡条件得知,弹簧a的弹力大小可能为8 N,方向向上;也可能大小为12 N,方向向上。若撤去弹簧a,则撤去瞬间球所受到的合力大小与原来弹簧a的弹力大小相等,方向相反,故撤去a的瞬间球所受到的合力大小可能为8 N,方向向下;或大小为12 N,方向向下,故C、D两项正确,A、B两项错误。