专题03 力、力的合成与分解【考题猜想】（解析版）

第页专题03力、力的合成与分解力的定义和特点1．下列关于力的说法中，正确的是（）①力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的②力可以离开物体而独立存在③受力物体同时也是施力物体，施力物体同时也是受力物体④马拉车前进，马对车有拉力，但车对马没有拉力．A．①③ B．①④ C．②③ D．②④【答案】A【解答】解：根据牛顿第三定律，力不能离开物体而单独存在，故①正确，②错误又相互作用的两个物体，将其中一个称为施力物体，则另一个就成受力物体，反过来也行，即施力物体和受力物体的角色是可以互换的，故③正确。马拉车前进，它们之间的作用是相互的，故马对车有拉力，车对马也有拉力。故④错误故正确的为①③，故A正确。故选：A。2．关于力的说法，正确的是（）A．踢出去的足球向前飞行的过程中，受到踢力和重力的作用 B．力有时能脱离物体而独立存在 C．力既有大小又有方向，是矢量 D．只有相互接触的物体间才能产生作用力【答案】C【解答】解：A、踢出去的足球向前飞行的过程中，由于已经和脚分离，此时不再受踢力的作用，只受到重力作用，故A错误；B、力具有物质性，不会脱离物体而独立存在，故B错误；C、力是矢量，既有大小又有方向，故C正确；D、两物体不接触也可能有力的作用，如两磁铁不接触时也会有相互作用，故D错误。故选：C。重心的概念和物理意义3．在研究重力时，科学家引入“重心”的概念，运用的方法为（）A．建立模型 B．等效替代 C．理想实验 D．控制变量【答案】B【解答】解：一个物体的各部分都要受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力作用集中于一点，这一点叫做物体的重心，科学家运用等效替代的方法引入了“重心”的概念。故ACD错误，B正确。故选：B。4．下列关于物体重心的说法正确的是（）A．形状规则的物体的重心，一定在物体的几何中心上 B．物体的重心一定在物体上 C．物体只有重心处才受到重力作用 D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，其重心位置可能在横杆之下【答案】D【解答】解：A．形状规则且质量分布均匀的物体的重心一定在物体的几何中心上，故A错误；B．物体的重心可能不在物体上，例如质量分布均匀圆环的重心不在环上，故B错误；C．重心是重力的等效作用点，物体的任何部分都受到重力作用，故C错误；D．采用背越式跳高的运动员在越过横杆时，运动员身体弯曲，其重心位置可能在横杆之下，故D正确。故选：D。弹性形变和塑性形变5．在立起一根木棍的过程中要经过如图所示的位置，此时地面对木棍的弹力方向是图中的（）A．F1的方向 B．F2的方向 C．F3的方向 D．F4的方向【答案】B【解答】解：本题属于点面接触，弹力方向垂直于接触面指向被支持的物体，所以地面施予木棍的弹力方向正确的是F2。故选：B。弹力的概念及其产生条件6．在一次乒乓比赛中，樊振东将乒乓球斜打到台面上时，乒乓球受到的弹力方向（）A．斜左上 B．斜右上 C．竖直向上 D．竖直向下【答案】C【解答】解：弹力的方向是垂直于接触面指向受力物体的，所以乒乓球受到台面的弹力方向是竖直向上的，故C正确，ABD错误。故选：C。7．如图所示，下列四种情景中，物体（球或杆）均处于静止状态，它与外界的接触面（接触点）均光滑，物体所受弹力示意图正确的是（）A． B． C． D．【答案】C【解答】解：A、图中的小球受到重力与水平面的支持力即可保持静止，若受到左侧顶点处的弹力，则小球将向右运动，所以图中小球只受到水平地面的弹力F2，不能存在弹力F1，故A错误；B、处在杆顶的小球处于静止状态时受到重力与杆对小球的弹力，二者是一对平衡力，所以杆对小球的弹力的方向与重力的方向相反，为竖直向上，不是沿杆的方向向上，故B错误；C、图中小球竖直悬挂，绳上的拉力一定沿绳竖直向上，若斜面给求一个支持力，支持力的方向垂直于斜面斜向左上，小球将不能保持静止状态，即小球与斜面间图弹力作用，故C正确；D、杆与半球容器有两个接触点，左侧处为点与球面接触，所以弹力的方向过接触点，沿半径指向圆心处；右侧是点与直杆接触，方向垂直于杆的方向指向杆，图中F2方向错误，故D错误；故选：C。胡克定律及其应用8．某品牌拉力器的弹簧的劲度系数k＝4000N/m，小明左手和右手分别向相反方向各用200N的水平力拉拉力器，这时拉力器弹簧的伸长量是（）A．5cm B．10cm C．0 D．20cm【答案】A【解答】解：由胡克定律可知拉力器弹簧的伸长量为故A正确，BCD错误；故选：A。静摩擦力的概念及其产生条件9．关于摩擦力，下列说法正确的是（）A．两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用 B．受静摩擦力作用的物体一定是静止的 C．静摩擦力一定是阻力 D．在压力一定的条件下，静摩擦力大小是可以变化的，但有一个限度【答案】D【解答】解：A、静摩擦力产生条件：相互挤压，粗糙接触面且有相对运动趋势，故A错误；B、受静摩擦力的物体不一定静止，比如：正在与传送带一起沿斜向上运动的物体。故B错误；C、静摩擦力不一定是阻力，比如：正在与传送带一起沿斜向上运动的物体，所受到的力却是动力。故C错误；D、在压力一定的条件下，最大静摩擦力通常不变，但静摩擦力却由引起运动趋势的外力变化而变化，故D正确；故选：D。最大静摩擦力的性质和应用10．如图所示，在水平面上有一个质量为2.0kg的物体A，正在向右运动，运动过程中还受到一个水平向左、大小为10N的外力的作用，则物体所受的滑动摩擦力为（接触面间动摩擦因数为0.5，g取10N/kg）（）A．10N，向右 B．10N，向左 C．20N，向右 D．20N，向左【答案】B【解答】解：根据滑动摩擦力公式，f＝μFN＝0.5×20N＝10N，方向与相对运动方向相反，所以为水平向左，故B正确，ACD错误。故选：B。11．用手握着一个竖直的圆柱形玻璃瓶使玻璃瓶随手一起竖直向下匀速运动，则玻璃瓶受到的摩擦力方向为；如果用更大的力握住玻璃瓶保持静止状态，则玻璃瓶受到的摩擦力与向下匀速运动时相比（选填“变大”“不变”或“变小”）。【答案】竖直向上；不变。【解答】解：手竖直握着一个圆柱形玻璃瓶使其保持静止，则重力和手对瓶子的摩擦力平衡，重力方向竖直向下，那么摩擦力的方向就是竖直向上；如果用更大的力握住玻璃瓶，则玻璃瓶受到的摩擦力大小不变，仍为mg；若使玻璃瓶随手一起竖直向下匀速运动，则玻璃瓶受力仍平衡，即摩擦力的大小还是mg。故答案为：竖直向上；不变。判断是否存在摩擦力12．为研究木板与物块之间的摩擦力，某同学在粗糙的长木板上放置一物块，物块通过细线连接固定在试验台上的力传感器，如图（a）。水平向左拉木板，传感器记录的F﹣t图像如图（b）。下列说法中不正确的是（）A．物块受到的摩擦力方向始终水平向左 B．1.0～1.3s时间内，木板与物块间的摩擦力大小与物块对木板的正压力成正比 C．1.0～1.3s时间内，物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力 D．2.4～3.0s时间内，木板可能做变速直线运动【答案】B【解答】解：C、物块始终静止，受力平衡，力传感器的示数始终等于物块所受的摩擦力，由图像得，1.0～1.3s时间内，摩擦力随时间增大而增大，则此时的摩擦力为静摩擦力，1.3s时，静摩擦力达到最大值，摩擦力发生突变，由静摩擦力突变为滑动摩擦力，木板与物块发生相对运动，故C正确；B、1.0～1.3s时间内，物块所受摩擦力为静摩擦力，大小与外力有关，与物块对木板的正压力不成正比，故B错误；D、由题意可知，2.4～3.0s时间内，木板与物块间的摩擦力为滑动摩擦力，只能判断木板与物块间发生相对滑动，不能判断木板的运动情况，木板可能做变速直线运动，也可能做匀速直线运动，故D正确；A、1.0～1.3s时间内，木板相对物块有向左运动的趋势，物块相对木板有向右运动的趋势，受到向左的静摩擦力，木板运动后，木板相对物块向左运动，物块相对木板向右运动，受到向左的滑动摩擦力，故物块受到的摩擦力方向始终水平向左，故A正确；本题要求选不正确的，故选：B。13．关于摩擦力的方向，下列叙述中不正确的是（）A．静摩擦力的方向，可能与物体运动的方向相同 B．静摩擦力的方向总是跟物体相对运动趋势的方向相反 C．滑动摩擦力的方向，可能与物体的运动方向相同 D．滑动摩擦力的方向，总是与物体的相对运动方向相同【答案】D【解答】解：摩擦力方向和相对运动或者相对运动趋势方向相反，和运动方向的关系是不确定的，可能相同，可能垂直，也可能相反；因此ABC正确，D不正确；本题选不正确的。故选：D。14．如图，是我校同学研发的赛车，该赛车采用的是前轮驱动的方式，该车在平直路面上匀速行驶时，前轮和后轮所受摩擦力的方向分别为（）A．向前、向前 B．向前、向后 C．向后、向前 D．向后、向后【答案】B【解答】解：匀速行驶时，因为赛车驱动轮在前，前轮相对地面有向后运动的趋势，则地面给前轮一个水平向前的摩擦力，后轮是从动轮，后轮受到向后的摩擦力是阻力，故B正确，ACD错误。故选：B。力的平行四边形定则15．把已知力F分解为两个分力，使其中的一个分力大小也为F，则（）A．这是办不到的 B．另一分力一定等于零 C．另一分力一定也等于F D．另一分力的值可能大于F【答案】D【解答】解：由力的平行四边形定则，可知，一个力F分解为两个分力，使其中一分力的数值等于F，即为三角形中的等腰三角形，则另一边的长度没有限制，可能大于F，也可能小于F，也可能等于F，故ABC错误，D正确；故选：D。16．作用在同一物体上的两个大小不等的力F1和F2，其合力为F，保持两个力的方向不变，则可以肯定（）A．F1、F2同时增大为原来的2倍，F也增大为原来的2倍 B．F1、F2同时减小为，F减小为原来的 C．F1、F2同时增加10N，F增加20N D．F1增加10N，F2减少10N，F就不变【答案】A【解答】解：A、两个大小不等的力F1和F2，其合力为F，保持两个力的方向不变，当两个力同时增加为原来的2倍，F也增大为原来的2倍；若两个力同时减小为原来的倍，F也减小为原来为倍，故A正确，B错误；C、同理，当F1、F2同时增加10N，F不会增加20N，也不会增加10N，因为两个力的原来大小以及大小关系不知，故C错误；D、F1增加10N，F2减少10N，F就可能不变，也可能改变，故D错误；故选：A。合力的取值范围17．如图所示，如果力F是力F1和力F2的合力，则正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【解答】解：根据力的合成的平行四边形定则，以分力F1、F2为邻边作平行四边形，这两个邻边之间所夹的对角线代表F1、F2的合力AB、合力为F1、F2之间的对角线，故A错误，B正确；C、合力的箭头方向画反了，故C错误；D、合力的大小画不正确，故D错误；故选：B。18．作用在同一物体上的两个共点力，一个力的大小是2N，另一个力的大小是4N，它们的合力的大小可能是（）A．0 B．1N C．3N D．7N【答案】C【解答】解：两力合成时，合力范围为：|F1﹣F2|≤F≤F1+F2，所以2N≤F≤6N，故C正确，ABD错误；故选：C。19．下面关于合力和它的两个分力的叙述中，正确的是（）A．两个力的合力，一定大于其中任意的一个分力 B．两个共点力的夹角在0～180°之间，夹角越大，其合力越小 C．合力的作用效果与其每一个分力的作用效果都是相同的 D．合力的大小不可能与分力的大小相等【答案】B【解答】解：A．根据平行四边形定则可知，两个力的合力，不一定大于其中任意的一个分力。故A错误；B．由平行四边形定则可知两个共点力的夹角在0～180°之间，其合力随两力夹角的增大而减小，夹角越大，其合力越小。故B正确；C．合力的作用效果与所有分力共同的作用效果是相同的，故C错误；D．合力的大小可能与分力的大小相等，如夹角为120°的两个等大的力的合力就等于分力大小，故D错误。故选：B。20．如图，在“研究共点力的合成”的实验中，橡皮筋的一端固定在A点，另一端被两个弹簧测力计拉至O点，此时F1、F2间的夹角为锐角。若保持结点O的位置及F1的方向不变，绕点O逆时针旋转F2，使两分力的夹角逐渐增大，这一过程中（）A．F2一定增大，F1、F2的合力也随之增大 B．F2一定增大，但F1、F2的合力保持不变 C．F2不一定增大，F1、F2的合力也不一定增大D．F2不一定增大，但F1、F2的合力保持不变【答案】D【解答】解：若保持结点O的位置不变，则F1与F2的合力不变，当F1的方向不变，绕点O逆时针旋转F2，使两分力的夹角逐渐增大时，做出平行四边形如图：可知，当F1方向不变，而绕点O逆时针旋转F2，使两分力的夹角逐渐增大时，F1一直变大，F2先变小后变大．故D正确，ABC错误．故选：D。21．已知F1不变、F2大小不变，F为它们的合力，θ为合力和分力F1之间的夹角。如图为F﹣θ图，则这两个分力的大小分别是（）A．F1＝1N、F2＝4N B．F1＝2N、F2＝3N C．F1＝3N、F2＝2N D．F1＝4N、F2＝4N【答案】B【解答】解：因合力和分力F1之间的夹角θ的变化范围为0°～360°，故F2较大，F1较小。当F与F1的夹角为180度时，合力为1N，则有：F2﹣F1＝1N当F与F1的夹角为0度时，合力为5N，则有：F1+F2＝5N解得：F1＝2N，F2＝3N。故ACD错误，B正确；故选：B。22．作用在物体上的三个共点力，其大小分别为7N、8N、9N，其合力最小是（）A．0 B．6N C．8N D．1N【答案】A【解答】解：作用在物体上的三个共点力，F1＝7N、F2＝8N、F3＝9N，三个力中F1、F2两个力的合力最大为15N，最小为1N，而F3＝9N，所以当F3与F1、F2两个力的合力大小相等，方向相反时，三个力最小值是0N，故A正确，BCD错误。故选：A。23．关于力的合成和分解，以下说法中不正确的是（）A．合力必大于其中一个分力 B．合力可比任一个分力都小 C．物体受三个共点力作用而平衡，其中任意两个力的合力必与第三个力等值反向 D．合力产生的效果与各分力共同产生的效果相同【答案】A【解答】解：AB、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，由此可见：合力可能大于分力也有可能小于分力，故A不正确，B正确；C、合力与分力的关系时等效替代的关系，等效说的就是相同的作用效果，故C正确；D、分力和合力关系是等效替代，但不是实际存在，故D正确；本题选择不正确的，故选：A。力的合成与分解的应用24．三个大小都为F的力作用于一质点，其中两力始终相互垂直，另一个力方向可变，该质点（）A．不能平衡 B．能否平衡取决于θ的大小 C．能否平衡取决于F的大小 D．能否平衡取决于F和θ的大小【答案】A【解答】解：根据平行四边形法则可知，相互垂直的两个力的合力大小为：F合＝＝F＞F，所以无论第三个力F的方向如何，这三个力的合力都不可能为零，物体不可能处于平衡状态，故A正确、BCD错误。故选：A。25．吊车是工程上常用的一种机械，如图所示为一吊车吊起一批木材，吊车大臂支架顶端固定一定滑轮，一根缆绳绕过定滑轮，一端固定于吊车车身的控制器上，另一端连接一吊钩，吊钩下挂着木材，保持缆绳的长度不变，控制吊车大臂支架绕固定轴转动使木材缓慢升高，在木材缓慢升高的过程中吊钩不会碰到定滑轮，木材也不会接触到大臂。为了研究问题的方便，不计缆绳和定滑轮的质量及一切摩擦力，则在此过程中下列说法正确的是（）A．缆绳上的弹力一直增大 B．吊车大臂支架对定滑轮的弹力一直增大 C．吊车大臂支架对定滑轮的弹力方向始终沿吊车大臂支架方向 D．两缆绳对定滑轮的作用力与竖直方向的夹角不变【答案】B【解答】解：A．以木材和吊钩整体为研究对象，设总质量为m，由平衡条件可得缆绳对木材和吊钩整体的弹力F＝mg，在木材缓慢升高的过程中整体处于平衡状态，则缆绳上的弹力大小不变。故A错误；BC．研究定滑轮，设绕过定滑轮的缆绳的夹角为α，由三力平衡条件可知，大臂支架对定滑轮的弹力方向在缆绳夹角α角平分线的反向延长线上，但不一定沿吊车大臂支架方向，大小为：在木材缓慢升高的过程中，与吊钩连接的缆绳一直处于竖直方向，与控制器连接的缆绳与竖直方向的夹角逐渐减小，即缆绳的夹角α逐渐减小，可知吊车大臂支架对定滑轮的弹力FN一直增大。故B正确；C错误；D．缆绳对木材和吊钩整体的弹力：F＝mg即大小不变，两缆绳对定滑轮的作用力为两个弹力的合力，其方向一定在两缆绳夹角α的角平分线方向上，挂木材的缆绳与竖直方向夹角不变，两缆绳夹角α减小，则两缆绳对定滑轮的作用力与竖直方向的夹角逐渐减小。故D错误。故选：B。共点力的平衡问题及求解26．如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ．若此人所受重力为G，则椅子各部分对他的作用力的合力大小为（）A．G B．Gsinθ C．Gcosθ D．Gtanθ【答案】A【解答】解：人受多个力处于平衡状态，人受力可以看成两部分，一部分是重力，另一部分是椅子各部分对他的作用力的合力。根据平衡条件得椅子各部分对他的作用力的合力与重力等值，反向，即大小是G，故A正确BCD错误。故选：A。27．一轻绳一端系在竖直墙M上，另一端系一质量为m的物体A，用一轻质光滑圆环O穿过轻绳，并用力F拉住轻环上一点，如图所示。现使物体A从图中实线位置缓慢下降到虚线位置。则在这一过程中，力F、绳中张力FT及力F与水平方向夹角θ的变化情况是（）A．F保持不变，FT逐渐增大，夹角θ逐渐减小 B．F逐渐减小，FT保持不变，夹角θ逐渐减小 C．F逐渐减小，FT保持不变，夹角θ逐渐增大 D．F逐渐增大，FT逐渐减小，夹角θ逐渐增大【答案】B【解答】解：圆环受到三个力，拉力F以及两个绳子的拉力FT，三力平衡，故两个绳子拉力的合力与拉力F始终等值、反向、共线，而绳子的拉力FT始终等于mg，即FT保持不变，由于两个绳子的拉力等于mg，夹角越大，合力越小，且合力在角平分线上，故使物体A从图中实线位置缓慢上升到虚线位置的过程中，拉力F逐渐减小，由于始终与两细线拉力的合力反向，故拉力F逐渐水平，θ逐渐减小，故B正确，ACD错误。故选：B。28．质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上。用水平向左的力F缓慢拉动绳的中点O，如图所示，用T表示绳OA段拉力的大小，在O点向左移动的过程中（）A．F逐渐变大，T逐渐变大 B．F逐渐变大，T逐渐变小 C．F逐渐变小，T逐渐变大 D．F逐渐变小，T逐渐变小【答案】A【解答】解：以结点O为研究对象受力分析，由题意知点O缓慢移动，即在移动过程中始终处于平衡状态，则可知：绳OB的张力TB＝mg，根据平衡条件可知：Tcosθ﹣TB＝0，Tsinθ﹣F＝0由此两式可得：F＝TBtanθ＝mgtanθT＝，在结点为O被缓慢拉动过程中，夹角θ增大，由三角函数可知：F和T均变大，故A正确，BCD错误。故选：A。29．物体处于平衡状态的条件是（）A．物体只有受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的两个力作用时，才处于平衡状态 B．物体只受一个力的作用，也可能处于平衡状态 C．物体所受的摩擦力为零，一定处于平衡状态 D．在共点力作用下的物体，如果所受合力为零，一定处于平衡状态【答案】D【解答】解：A．物体处于平衡状态时，可以受到两个或两个以上的共点力作用，不一定是二力平衡下的状态，故A错误；B．物体只受到一个力作用时，合力一定不为0，一定不能处于平衡状态，故B错误；C．物体所受的摩擦力为零，不一定合外力为零，例如在光滑水平面上对物体施加一外力，此时物体不是处于平衡状态，故C错误；D．根据平衡条件知：在共点力作用下的物体，如果所受合力为零，一定处于平衡状态，故D正确。故选：D。30．如图，物体在粗糙水平地面上受斜向上的恒定拉力F作用而做匀速直线运动，则物体受到力的个数（）A．可能是两个 B．一定是三个 C．可能是四个 D．一定是四个【答案】D【解答】解：物体一定受重力和拉力F，拉力F产生两个作用效果，水平向右拉木块，竖直向上拉木块，由于木块匀速直线运动，受力平衡，水平方向必有摩擦力与拉力的水平分量平衡，即一定有摩擦力，结合摩擦力的产生条件可知，地面对必有支持力，则物体一定受到四个力。故ABC错误，D正确。故选：D。31．作用在一个物体上的两个力，F1＝30NF2＝40N，它们的夹角是90度，要使物体沿F1的方向做匀速直线运动，必须再施加一个力F3，它的大小是（）A．30N B．40N C．50N D．70N【答案】C【解答】解：物体做匀速直线运动，加速度为零，合力为零；F1＝30NF2＝40N，它们的夹角是90°，根据平行四边形定则可以知道其合力等于F＝；故第三个力一定与前两个力的合力F等值、反向、共线，故力F3＝50N；故选：C。32．如图，用两根绳子OA及OB把一重物悬挂起来，OA＜OB，则（）A．绳OA承担的力大 B．绳OB承担的力大 C．两根绳承担的力一样大 D．条件不足，无法确定【答案】A【解答】解：设OA与水平方向的夹角为θ，OB与水平方向的夹角为α，选O点为研究对象，受OA绳的拉力TA，OB绳的拉力TB，下面绳的拉力T＝mg，三力平衡。正交分解由平衡条件得：TAcosθ＝TBcosα，因OB＞OA所以θ＞α得：TA＞TB，故A正确BCD错误；故选：A。33．如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法正确的是（）A．容器受到的摩擦力不断增大 B．容器受到的摩擦力不变 C．水平力F必须逐渐增大 D．容器受到的合力逐渐增大【答案】A【解答】解：A、B、由题知物体处于静止状态，受力平衡，摩擦力等于容器和水的总重力，所以容器受到的摩擦力逐渐增大，故A正确，B错误；C、水平方向受力平衡，力F可能不变，也可能要增大。故C错误；D、容器处于平衡状态，受到的合力始终为零，不变，故D错误。故选：A。34．如图所示，一水桶上系有三条绳子a、b、c，分别用它们提起相同的水时，下列说法中正确的是（）A．a绳受力最大 B．b绳受力最大 C．c绳受力最大 D．三条绳子受力一样大【答案】C【解答】解：对水桶研究：受到重力和绳子的两个拉力