第04讲 力的合成和分解（分层练习）2024-2025学年高一物理同步课堂（人教版2019必修第一册）解析版

第第页第04讲力的合成和分解1．下列四组共点力分别作用在同一个物体上，不可能使物体保持静止状态的是（）A． B． C． D．【答案】A【详解】A．3N、5N的合力范围为，1N的力不在这个合力范围之内，三力不可以平衡，不可能使物体保持静止状态，故A符合题意；B．4N、6N的合力范围为，2N的力在这个合力范围内，三力可以平衡，故B不符合题意；C．4N、5N的合力范围为，3N的力在这个合力范围内，三力可以平衡，故C不符合题意；D．4N、4N的合力范围为，4N的力在这个合力范围内，三力可以平衡，故D不符合题意。故选A。2．分力和合力大小关系为（）A．合力总是大于每一个分力B．合力至少比一个分力大C．两分力大小不变，夹角（在0°～180°范围内）增大时，合力一定增大D．两分力和的夹角不变，大小不变，增大，合力的大小可能不变【答案】D【详解】AB．随两分力夹角的不同，合力的大小也不同，合力可能大于每一个分力，也可能小于每一个分力，故AB错误；C．根据平行四边形定则，如果两分力大小不变，当夹角（在0°～180°范围内）增大时，合力一定减小，故C错误；D．当分力之间的夹角不变，如果夹角为180°，当分力增大时，合力的大小可能不变，但方向变化了，故D正确。故选D。3．如图所示，作用在一个物体上的六个共点力的大小分别为F、2F、3F、4F、5F、6F，相邻两力间的夹角均为60°，其合力大小为（）A．F B．2FC．6F D．0【答案】D【详解】竖直方向两力的合力为3F，竖直向上；3F与6F两力的合力为3F，沿6F的方向；2F与5F两力的合力为3F，沿5F的方向。将同一直线上的力合成后，物体受力如图所示由几何关系可知，三力大小相等，夹角为120°，合力为零。故选D。4．弩是一种装有臂的弓，主要由弩臂、弩弓、弩箭和弩机等部分组成。当弩发射时先张开弦，将其持于弩机的“牙”上，将箭矢装于“臂”上的箭槽内，通过“望山”进行瞄准后，扳动“悬刀”使“牙”下缩，弦脱钩，利用张开的弓弦急速回弹形成的动能，高速将箭射出。如图所示，某次发射弩箭的瞬间（“牙”已经下缩），两端弓弦的夹角为120°，弓弦上的张力大小为，则此时弩箭收到的弓弦的作用力大小为（）

A． B． C． D．【答案】C【详解】根据力合成的平行四边形定则，可有如图所示，由图可得

，ABD错误，C正确。故选C。5．如图所示，小物块静止在光滑水平冰面上，要使小物块沿方向运动，在施加水平向左拉力的同时还需要再施加一个力，的最小值为（

）A． B． C． D．【答案】A【详解】已知的方向，要使小物块沿方向运动，即和的合力沿方向，根据力的三角形定则，如图可知的最小值为故选A。6．如图所示，将光滑斜面上的物体的重力分解为、两个力，下列结论正确的是（）A．就是物体受到的下滑力B．物体受、、三个力作用C．物体受、两个力作用D．、二个分力共同作用的效果跟支持力N的作用效果相同【答案】C【详解】A．、是重力的分力，不是物体实际受到的力，故A错误；BC．物体受、两个力作用，故B错误，C正确；D．、二个分力共同作用的效果跟重力的作用效果相同，故D错误。故选C。7．某质点在同一平面内同时受三个共点力作用的四种情况分别如图甲、乙、丙、丁所示，已知图中每个正方形方格的边长表示大小为1N的力，则关于该质点所受合外力大小的说法错误的是（）A．图甲中质点所受的合外力大小等于4NB．图乙中质点所受的合外力大小等于5NC．图丙中质点所受的合外力等于0D．图丁中质点所受的合外力等于3N【答案】ACD【详解】A．对甲，先将与合成，合力为向左的3N，然后再用勾股定理，求得、、的合力等于5N，故A错误；B．对乙，先将与沿水平和竖直方向正交分解，水平分量相等，竖直分量分别为1N和2N，再与合成，求得合力等于5N，故B正确；C．对丙，和的合力与等大同向，则三力的合力为，即合力等于6N，故C错误；D．根据三角形法则，丁图中合力等于0，故D错误。本题选错误的，故选ACD。8．传统手工榨油利用“油锤”撞击“进桩”挤压油饼出油，如图甲所示。假设“进桩”为等腰三角形木楔，简化模型如图乙所示，木楔的顶角为，现在木楔右端施加力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力N，则（

）A．若F一定，越小N越大 B．若F一定，越大N越大C．若一定，F越大N越大 D．若一定，F越小N越大【答案】AC【详解】选木楔为研究对象，木楔受到的力有水平向左的F和两侧给它的与木楔斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以两侧给它的与木楔斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的分力是大小相等的，力F的分解如图所示根据题意有，所以所以由公式可知，当F一定时，越小越大；当一定时，F越大N越大。故选AC。9．如图，将力（大小、方向已知）分解为两个分力和，已知和F的夹角，，。关于分力以下说法正确的是（）A．当时，有唯一解 B．当时，有两个解C．当时，有两个解 D．当时，有唯一解【答案】CD【详解】力的示意图如图所示：当时，分力和合力不能构成三角形，无解；当时，两分力和合力恰好构成直角三角形，有唯一解；当时，根据平行四边形定则，有两组解；若时，只有一组解。故选CD。10．家里的书桌离墙太近，某同学想将书桌向外移动一点，但她力气太小，推不动。于是，她找来两块相同的木块，搭成一个人字形架，然后往中央一站，书桌真的移动了。下列说法中正确的是（）A．这是因为在人字形架的夹角很大的情况下，该同学的重力沿木块方向的分力很大B．这是因为在人字形架的夹角很大的情况下，该同学的重力沿木块方向的分力很小C．人字形架的夹角越大，越容易推动书桌D．人字形架的夹角越大，越难推动书桌【答案】AC【详解】重力的大小和方向始终不变，分解到两木板方向时，设人字形架的夹角为，由平衡条件可得该同学的重力沿木块方向的分力为可知，人字形架的夹角越大，该同学的重力沿两木板方向的作用力越大，越容易推动书桌。。故选AC。11．千厮门嘉陵江大桥是中国重庆市境内连接渝中区与江北区的过江通道，位于嘉陵江水道之上，为重庆市区北部城市次干道路的组成部分。其索塔两侧钢索均处在同一竖直面内，其索塔与钢索如图所示，假设此时桥上没有人、车和轻轨通过，下列说法正确的是（）A．为了减小钢索承受的拉力，可以适当升高索塔的高度B．增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力C．只有塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力才竖直向下D．为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索可以不对称分布【答案】AD【详解】A．钢索对大桥拉力的合力一定，适当升高索塔的高度，可以使钢索之间的夹角减小，从而减小钢索承受的拉力，故A正确；B．增加钢索的数量可减小每条钢索的拉力，但索塔受到的向下的压力大小始终等于桥和钢索的总重力大小，增加钢索数量后压力会增大，故B错误；CD．索塔受到钢索的合力方向与两侧钢索拉力的大小以及钢索与竖直方向的夹角所共同决定，所以为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索不一定要对称分布，故C错误，D正确。故选AD。12．将一个质量为m的铅球放在倾角为的光滑斜面上，并用光滑的竖直挡板挡住，铅球处于静止状态。重力加速度为g，关于铅球对挡板的压力和对斜面的压力的下列说法中正确的是（）

A．铅球对挡板的压力和对斜面的压力相等B．铅球对斜面的压力大小为C．若逆时针缓慢转动竖直挡板直至水平，过程中铅球对挡板压力的最小值为D．若逆时针缓慢转动竖直挡板直至水平，过程中铅球对斜面的压力先减小后增大【答案】BC【详解】AB．将铅球的重力按作用效果分解为压挡板的压力和压斜面的压力，如下图所示

根据几何知识可得，故A错误，B正确；CD．若逆时针缓慢转动竖直挡板直至水平，则力的分解过程如下图所示

由几何知识可知，当与垂直时，此时铅球对挡板压力的最小值为由图可知，逆时针缓慢转动竖直挡板直至水平，过程中铅球对斜面的压力逐渐减小，故C正确，D错误。故选BC。13．在做“研究共点力的合成”实验中(1)实验的目的是：。(2)实验中如图甲所示，橡皮筋绳的一端固定在A点，另一端被两个弹簧秤拉到O点，两弹簧秤读数分别为F1和F2，拉力方向分别与AO线夹角为1和2，以下说法正确的是__________。A．合力F必大于F1或F2B．若用两只弹簧秤拉时作出的合力与用一只弹簧秤拉时的拉力不完全重合，说明力的合成的平行四边形定则不一定是普遍成立的C．若F1和F2方向不变，而大小各增加1N，则合力F的方向不变，大小也增加1ND．O点位置不变，合力不变(3)实验中如图乙所示，是在白纸上根据实验结果画出的图示。图乙中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是。(4)本实验采用的科学方法是（）A．理想实验法 B．等效替代法C．控制变量法 D．建立物理模型法(5)实验中不是用来减小误差的措施是（）A．两个分力F1、F2的大小要尽量大些B．如果手头只有一个弹簧秤，通过改变方法也可以完成实验C．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行D．AO间距离要适当，使得产生的拉力值要稍大些【答案】(1)研究合力与两个分力的关系(2)D(3)F/(4)B(5)B【详解】（1）实验的目的是研究合力与两个分力的关系。（2）A．合力F的大小与两分力大小关系取决于两分力的夹角，所以合力的大小不一定大于F1或F2。故A错误；B．若用两只弹簧秤拉时作出的合力与用一只弹簧秤拉时的拉力不完全重合，在误差允许范围内，说明力的合成的平行四边形定则是普遍成立的。故B错误；C．若F1和F2方向不变，而大小各增加1N，则合力的方向不一定不变，大小也不一定增加1N。故C错误；D．O点位置不变，则橡皮绳的拉力不变，即合力不变。故D正确。故选D。（3）图乙中的F与F′两力中，F是两个分力合力的理论值，F′是合力的实际值，则F′方向一定沿AO方向。（4）合力与分力的关系是等效替代的关系，本实验采用的主要科学方法是等效替代法。故选B。（5）A．为了减小实验的误差，分力的大小不要太大，也不要太小。故A正确，与题意不符；B．如果手头只有一个弹簧秤，通过改变方法也可以完成实验，但是这种做法与减小实验误差没有帮助。故B错误，与题意相符；C．拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行，可以减小误差。故C正确，与题意不符；D．AO间距离要适当，使得产生的拉力值要稍大些，减小误差。故D正确，与题意不符。本题选错误的故选B。14．某同学如图甲，用量程为的弹簧测力计，测量一个超出其量程的物体的重力：（1）将表面印有等距圆环的白纸固定在竖直放置的木板上；（2）三根细线分别与弹簧测力计一端、一个图钉、待测重物相连，弹簧测力计的另一端固定，通过改变图钉在木板的位置调节细线，使细线的结点与圆环的圆心位置重合；（3）标出、、的拉力方向，记录弹簧测力计的读数N；（4）①根据共点力平衡条件和平行四边形定则，用“力的图示”在图乙中作出、拉力的合力；②由作图结果可得重物的重力为N（结果保留一位小数）。（5）保持结点和图钉的位置不变，将弹簧测力计从图甲所示位置逆时针旋转到水平位置的过程中，弹簧测力计的示数将。A．逐渐增大

B．先增大后减小

C．逐