高中物理-3-4-力的合成与分解规范训练-粤教版必修.doc

【创新设计】2013-2014学年高中物理（粤教版）必修一：3-4 力的合成与分解
(时间：60分钟)　　　　　　　　　　　　　　　　　　

知识点一　合力与分力的关系
1．(单选)两个大小和方向都确定的共点力，其合力 (　　)．
A．大小和方向都确定
B．大小确定，方向不确定
C．大小不确定，方向确定[
D．大小和方向都不确定
解析　确定的分力，就有确定的合力，是唯一解．
答案　A

图3－4－16
2．(单选)如图3－4－16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
(　　)．
A．从最小逐渐增加到最大
B．从最大逐渐减小到
C．从最大逐渐减小到最小
D．先增大后减小
解析　在两分力大小一定的情况下，合力随着分力间夹角减小而增大，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，所以选项C正确．
答案　C
3．(单选)F1、F2是力F的两个分力．若F＝10 N，则下列不可能是F的两个分力的是 (　　)．
A．F1＝10 N　F2＝10 N B．F1＝20 N　F2＝20 N
C．F1＝2 N　F2＝6 N D．F1＝20 N　F2＝30 N
解析　本题考查合力和分力之间的关系．合力F和两个分力F1、F2之间的关系为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，四组分力的合力范围依次是：[0,20 N]，[0,40 N]，[4 N,8 N]，[10 N，50 N]，故符合题意的是C.
答案　C

知识点二　合力的求法
4．(单选)大小分别为5 N、7 N和9 N的三个力合成，其合力F大小的范围为
(　　)．
A．2 N≤F≤20 N B．3 N≤F≤21 N
C．0≤F≤20 N D．0≤F≤21 N
解析　三个力合力的最大值为Fmax＝(5＋7＋9) N＝21 N．以5、7、9为边能组成一个封闭的三角形，故三个力的合力最小值为0，所以合力的范围为0≤F≤21 N.
答案　D

图3－4－17
5．(双选)小娟、小明两人共提一桶水匀速前行，如图3－4－17所示，已知两人手臂上的拉力大小相等且为F，两人手臂间的夹角为θ，水和水桶的总重力为G，则下列说法中正确的是 (　　)．
A．当θ为120°时，F＝G
B．不管θ为何值，F＝
C．当θ＝0°时，F＝
D．θ越大时F越小
解析　由力的合成可知，两分力相等时，θ＝120°，F合＝F分＝G，θ＝0°，F分＝F合＝，故A、C对，B错．θ越大，在合力一定时，分力越大，故D错．
答案　AC

图3－4－18

6．(单选)如图3－4－18所示，物体M放在水平面上受到两个水平力的作用，F1＝4 N，F2＝8 N，物体处于静止．如果将水平力F1增加5 N，则(　　)．
A．物体M仍处于静止
B．物体M受到的合力方向向左
C．物体M受到的合力方向向右
D．物体M受到的摩擦力等于5 N
解析　据题意可知，F1＝4 N，F2＝8 N时，物体处于静止状态，即物体所受的最大静摩擦力最小值应为F2－F1＝(8－4) N＝4 N．如果将F1增加5 N，则F1＝(4＋5) N＝9 N．显然F1－F2＝(9－8) N＝1 N，小于最大静摩擦力，故物体仍处于静止状态，所受静摩擦力为1 N，方向与F1的方向相反，物体所受合力为零，故A选项正确．
答案　A

图3－4－19
7．如图3－4－19所示，两个人共同用力将一块牌匾拉上墙头．其中一人用了450 N的拉力，另一人用了600 N的拉力．如果这两个人所用拉力的夹角是90°，求它们的合力．[

解析　如图所示：
F＝
＝ N
＝750 N
与F1的夹角：tan φ＝＝＝，φ＝53°.
答案　750 N，方向与450 N的拉力的夹角为53°且向上
知识点三　力的分解
8．(单选)将物体所受重力按力的效果进行分解，下图中错误的是(　　)．

解析　A项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力G1和沿斜面向下使物体向下滑的分力G2；B项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力G1和G2，A、B项图画得正确．C项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体紧压两接触面的分力G1和G2，故C项图画错．D项中物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分力G2，故D项图画得正确．
答案　C

图3－4－20
9．(单选)已知力F的一个分力F1跟F成30°角，F1大小未知，如图3－4－20所示，则另一个分力F2的最小值为 (　　)．

A. B.
C．F D．无法判断
解析　由力的三角形知识可知，当F2与力F1垂直时，F2为最小值，故F2＝Fsin 30°＝.
答案　A
10．(单选)如图3－4－21所示，用绳子一端系在汽车上，另一端系在等高的树干上，两端点间绳长10 m．用300 N的拉力在水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m，不考虑绳子的重力和绳子的伸长量，则绳子作用在汽车上的力的大小为 (　　)．
[
图3－4－21[
A．1 500 N B．6 000 N
C．3 000 N D．1 500 N
解析　

对作用点作受力分析，受到作用力F和两个绳子等大的拉力．由题目可知绳子与水平方向的夹角正弦值为sin α＝＝0.1，如图所示，则F＝2F绳sin α.所以绳子的作用力为F绳＝＝1 500 N，A项正确，B、C、D项错误．
答案　A

图3－4－22
11．(单选)置于水平地面上的物体受到水平作用力F处于静止状态，如图3－4－22所示．保持作用力F大小不变，将其沿逆时针方向缓缓转过180°，物体始终保持静止，则在此过程中物体对地面的正压力FN和地面给物体的摩擦力f的变化是 (　　)．
A．FN先变小后变大，f不变
B．FN不变，f先变小后变大
C．FN、f都是先变大后变小
D．FN、f都是先变小后变大
解析　力F与水平方向的夹角θ先增大后减小．水平方向上，Fcos θ－f＝0，f＝Fcos θ；竖直方向上，FN＋Fsin θ－mg＝0，FN＝mg－Fsin θ.故随θ变化，f、FN都是先减小后增加．
答案　D

12．如图3－4－23所示为剪式千斤顶，是用来顶起汽车的装置．当摇动把手时，螺纹轴就迫使千斤顶的左右两臂靠拢，同时抬起重物．设汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N.[
(1)当千斤顶两臂间的夹角为120°时，其两臂受到的压力各是多大？
(2)若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将怎样变化？

图3－4－23
解析　(1)将汽车对千斤顶的压力分解到两臂上，如右图所示．由图可以看出，当两个分力互成β＝120°角时，分力大小与合力大小相等，即F1＝F2＝F＝1.0×105 N.

(2)若继续摇把手，两臂与竖直方向的夹角始终相等，且夹角β减小，由F1＝F2＝知，两臂所受压力将减小．
答案　(1)均为1.0×105 N
(2)减小

图3－4－24
13．如图3－4－24所示，ABC为一直角劈形物体，将其卡于孔中，劈的斜面AB＝10 cm，直角边AC＝2 cm.当用F＝100 N的力沿水平方向推劈时，求劈的上侧面和下侧面产生的推力．
解析　加在劈面上的力F产生两个效果，即使劈形物体的两个侧面产生垂直向外的推力．由此可断定两个分力F1、F2的方向分别是垂直水平面向下和垂直斜面斜向上．受力分析如图所示．
[
由劈截面三角形ABC和表示力的三角形相似，对应边成比例得
F2＝·F＝×100 N＝500 N
F1＝·F＝×100 N≈490 N
故劈的对上侧面和下侧面产生的推力分别为500 N和490 N.
答案　500 N　490 N