人教版（2019）高一物理必修第一册：第三章相互作用一力4力的合成和分解

2020-2021学年高中物理人教版（2019）必修第一册同步：

第三章相互作用一力4力的合成和分解

一、单项选择题

1.某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况下，该物体所受

的合力最大的是（）

2.一个体操运动员在水平地面上做倒立动作，下列哪个图中沿每支手臂向下的力最大（）

3.如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量0=1.0kg的物体.细绳的一端

与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连.物体静止在斜面上，弹

簧测力计的示数为4.9N.关于物体受力的判断（取g=9.8m/s2）,下列说法正确的是（）

A.斜面对物体的摩擦力大小为零

B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向沿斜面向上

C.斜面对物体的支持力大小为4.4N,方向竖直向上

D.斜面对物体的支持力大小为4.9N,方向垂直斜面向上

4.如图所示，欲借助汽车的力量，将光滑凹槽中的铁球缓慢拉出，随着汽车对铁球的作用

力越来越大，凹槽对球的弹力（）

A.始终水平向左，越来越大

B.始终竖直向上，越来越大

C.斜向左上方，越来越大

D.斜向左上方，大小不变

5.如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45°,

日光灯保持水平，所受重力为G,左右两绳的拉力大小分别为（）

A.G和G

1三A/3

C.5G和杂

6.某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中（坐标纸中每格

边长表示1N的大小的力），该物体所受的合外力大小正确的是（）

A.甲图中物体所受的合外力大小等于4N

B.乙图中物体所受的合外力大小等于2N

C.丙图中物体所受的合外力大小等于0

D.丁图中物体所受的合外力大小等于0

7.关于共点力，下列说法中不正确的是()

A.作用在一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，这两个力是共点力

B.作用在一个物体上的两个力，如果是一对平衡力，则这两个力是共点力

C.作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用点在同一点上，则这几个力是共点力

D.作用在一个物体上的几个力，如果它们的作用线相交于同一点，则这几个力是共点

力

8.明朝谢肇的《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾斜，议欲正之，非万缗不可。一游

僧见之，曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的穆缝间敲进去，经月

余扶正了塔身，假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为9,现在木楔背上加一力凡

方向如图所示，则木楔两侧产生推力A的大小为()

A----F---F

2sin3B，2cos8

F

C.-

2sin-2cos-

9.水平横梁一端插在墙壁内，另一端装有小滑轮方轻绳的一端。固定于墙壁上，另一端跨

过滑轮后悬挂一质量/=10kg的重物，N烟=30°,如图所示，则滑轮受到绳子的作用力

为(g取10N/kg)()

A.50NB.50\[3NC.100ND.10073N

10.如图所示，用两个弹簧测力计同时作用在水平橡皮条上，使之沿水平方向伸长到一定长

度；改用一个弹簧测力计拉该橡皮条，使之沿水平方向伸长到相同长度.下列说法正确的是

（）

乙

A.尸是£、K的合力

B.艮、凡是尸的分力

C.若保持甲中的橡皮条在图示位置，可以只改变图中R的大小，月的方向和用的大小

和方向均保持不变

D.若保持甲中的橡皮筋在图示位置，可以只改变图中用的大小，K的方向和打的大小

和方向均保持不变

11.力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是（）

A.高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分

力，达到行车方便和安全的目的

B.幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快

C.运动员做引体向上（缓慢上升）动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时

觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故

D.帆船能逆风行驶，说明风力一定能分解出沿船前进方向的分力

12.一件行李重为G,被绳处和仍吊在空中，窗绳和切绳的拉力分别为£、员,如图所示，

则（）

A.£、用的合力是G

B.R、用的合力是尸

C.行李对绳勿的拉力方向与R方向相反，大小相等

D.行李受到重力G、的绳拉力£、必绳拉力还有尸共四个力

二、非选择题

13.小明坐在窗前做完了物理作业后，盯着邻居家外墙上支放的空调室外机研究起来。他发

现邻居家支放空调室外机的支架是两个边长大约是3：4：5的直角三角形支架，室外机恰好

对称地放在两个支架的正中央（这样每个支架大概就承受一半的重量），如图所示。他估测该

室外机的质量大约在60kg左右，而且支架材料的质量跟室外机相比应该可忽略不计。进一

步他还发现，邻居家的室外机安放的比较靠外，其重心大致位于两个三角形的小锐角顶点连

线AA'的正上方。试根据以上信息，并结合你对题中图片的观察，建立合理模型，帮小明

大致计算出支架48和支架/C受到的力的大小。

14.如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风作用，

风力大小K为100N,方向为东偏南30。，为了使船受到的合力能恰沿正东方向，岸上一

人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直，求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力K

的大小.

15.如图所示，劲度系数为左=100N/m的弹簧/上端固定在光滑木板的顶端，木板竖

直放置，弹簧力下端悬挂质量为勿=2kg的物体户，户下面通过劲度系数为&=200N/m的

弹簧方悬挂另一质量也为卬=2kg的物体Q.R0轻靠在木板左侧，整个装置静止后，将木

板绕其下端沿顺时针方向缓慢旋转60°.稳定后，只0相对木板顶端移动的距离各为多少？

(g取10m/s2)

〃〃〃〃〃〃〃/,

16.如图所示，用绳4C和比1吊起一个重50N的物体，两绳47、6c与竖直方向的夹角

分别为30°和45°,求绳/C和8c对物体的拉力.

/〃〃//'/〃//

AZB

30公5&

C

答案及解析

1.C

解析：设小正方形边长长度代表1N,选项A,先将人与K合成，然后再用勾股定理,

求得合力等于5N；选项B,先将月与月沿水平和竖直方向正交分解，再合成，求得合力等

于5N；选项C,可将月沿水平和竖直方向正交分解，求得合力等于6N；选项D,根据三

角形法则，图中合力等于0.

2.D

解析：将重力沿两胳膊的方向分解，合力一定时夹角越大分力越大，夹角越小时分力越

小，故选项D正确。

3.A

解析：由题图可知，细绳上拉力等于弹簧测力计的示数，少绳=4.9N.设物体受到一个

沿斜面向下的摩擦力则物体静止在斜面上受到四个力的作用：重力G、斜面对物体的支

持力R、绳拉力尸绳、斜面对物体的静摩擦力E,将重力G分解成沿斜面向下的分力&和垂

直斜面向下的分力Gy.则&=〃%in30°=4.9N,&=Sgcos30°=4.9^3N,物体受力平衡，

A=&=4.4N,选项D错误；斜面对物体的支持力A垂直斜面向上，选项C错误；由£

+&=尸绳，代入数据得，E=0,斜面对物体没有摩擦力，选项A正确，选项B错误.

4.C

解析：汽车缓慢拉铁球时，铁球受力如图所示,

所以凹槽对铁球的弹力指向左上方，且孙=1三行，随汽车拉力的增大而增大，选项

C正确。

5.B

解析：由对称性可知，两绳的拉力大小应相等；由平衡条件可知，竖直方向上2Fcos45。=

-J2

G,F=^G,选项B正确.

6.D

解析：用作图法可得甲图中合力等于5N,乙图中合力等于5N,丙图中合力等于6N,

丁图中合力等于0,故选D。

7.A

解析：根据共点力的概念，几个力如果都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交

于同一个点，这几个力叫做共点力，所以选项C、D正确.一对平衡力一定作用在同一条直

线上，它们一定是共点力，故选项B正确.对于选项A中所描述的两个力，它们有可能一上

一下，互相平行但不共点，所以A项错误.

8.C

解析：根据题意，将力尸按作用效果分解，如图所示，

F

得：R=-------T,故C正确，A、B、D错误。

C/

2sin-

9.C

解析：以滑轮为研究对象，悬挂重物的绳的拉力是F=mg=100N,故小滑轮受到绳的

作用力沿8a劭方向,大小都是100N.从图中看出/侬=120°,Z.CBE=NDBE得NCBE

NDBE=60°,即△侬是等边三角形，故尸合=100N.

1O.AB

解析：本题中两个弹簧的拉力与一个弹簧的拉力产生了相同的形变效果，故F是&与F2的

合力，Fi与F2是F的分力，故选项A、B正确；保持甲中的橡皮条在图示位置，即保证几、

尸2的合力不变，改变其中一个分力的大小而方向不变，则另一个分力大小一定变化，故选项

C、D错误.

11.AD

解析：汽车上桥时重力沿斜面向下的分力为娱in乐当引桥长时J角小，重力向下

的分力小时车行驶方便、安全，A正确；B中滑梯陡与小孩重力互不相干，B错误；C中双臂

产生的合力大小均等于人的重力，C错误；风吹船帆使之向前航行一定是风力可以分解为沿

船前进方向的分力，D正确.

12.BC

解析：合力与分力具有等效替代的关系.所谓等效是指力广的作用效果与其分力R、R

共同作用产生的效果相同.月和用的合力的作用效果是把行李提起来，而G的作用效果是使

行李下落，另外产生的原因（即性质）也不相同，故A错误；E和K的作用效果和尸的作用效

果相同，故B正确；行李对绳力的拉力与拉行李的力人是相互作用力，等大反向，不是一

个力，故C项正确；合力厂是为研究问题方便而假想出来的力，实际上不存在，应与实际受

力区别开来，故D项错误.

13.答案：模型图见解析。为=400N；7^=500N。

解析：模型图如图所示，

将重力按实际作用效果分解如图，则有佚=[,得F.=500N；舞=*得FAB=400N。

(J□CJ3

22

14.答案：5073N50N

解析：如图所示，以月、K为邻边作平行四边形，使合力尸沿正东方向，则

QEcos30。=100X晋N=5咪N.

K=£sin30°=100x1N=50N.

15.答案：0.2m0.25m

解析：应用整体法受力分析，根据胡克定律求上面弹簧的长度，然后应用隔离法对。受力分

析，根据胡克定律求下面弹簧的长度；同理，将木板绕其下端沿顺时针方向缓慢旋转60°

后，分别对整体和0进行受力分析即可.

木板竖直时对物体户有：k\x\=2mg

代入数据解得：荀=0.4m

对物体0有：kixi=mg

代入数据解得：^2=0.1m

木板旋转后对物体户有：Aix'1=2峻in30°

代入数据解得：/i=0.2m

同理对物体0有：左/2=Rgsin30°

代入数据解得：X，2=0.05m

所