2024-2025學(xué)年新教材高中物理分層集訓(xùn)13共點(diǎn)力的平衡含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE5-分層集訓(xùn)13力的合成和分解[合格達(dá)標(biāo)練]題組一對(duì)合力與分力的理解1．[2024·濟(jì)寧曲師大附中高一期中]下面關(guān)于合力和它的兩個(gè)分力的關(guān)系的敘述中，正確的是()A．合力肯定大于其中隨意的一個(gè)分力B．合力有可能小于其中隨意的一個(gè)分力C．兩個(gè)分力的大小不變夾角在0～180°之間變更，夾角越大，其合力也越大D．兩個(gè)力F1和F2的夾角θ不變，F(xiàn)1大小不變，只要F2增大，合力F就肯定增大解析：不在同一條直線上的兩個(gè)力合成時(shí)，遵循平行四邊形定則，故合力可能大于、小于或等于隨意一個(gè)分力，故A錯(cuò)誤，B正確；兩個(gè)共點(diǎn)力的夾角在0～180°之間，其合力隨兩力夾角的增大而減小，故C錯(cuò)誤；若夾角θ不變，F(xiàn)1大小不變，F(xiàn)2增大，若F2與F1反向，F(xiàn)1>F2，則合力F減小，故D錯(cuò)誤．故選B.答案：B2．光滑水平面上的一個(gè)物體，同時(shí)受到兩個(gè)力的作用，其中F1＝8N，方向水平向左；F2＝16N，方向水平向右．當(dāng)F2從16N漸漸減小至0時(shí)，二力的合力大小變更是()A．漸漸增大B．漸漸減小C．先減小后增大D．先增大后減小解析：F2減至8N的過(guò)程中合力減小至0，當(dāng)F2接著減小時(shí)，合力起先增大，但方向與原來(lái)合力的方向相反，故選項(xiàng)C正確．答案：C3．[2024·濟(jì)南長(zhǎng)清一中高一月考]兩個(gè)大小分別為F1和F2(F2<F1)的力作用在同一點(diǎn)上，它們的合力的大小F滿(mǎn)意()A．F2≤F≤F1B.eq\f(F1－F2,2)≤F≤eq\f(F1＋F2,2)C．|F1－F2|≤F≤F1＋F2D．Feq\o\al(2,1)－Feq\o\al(2,2)≤F2≤Feq\o\al(2,1)＋Feq\o\al(2,2)解析：兩個(gè)共點(diǎn)力合成，遵循平行四邊形定則，當(dāng)兩個(gè)力同向時(shí)合力最大，等于F1＋F2，反向時(shí)合力最小，等于|F1－F2|，故|F1－F2|≤F≤F1＋F2.故選C.答案：C題組二力的合成4.如右圖所示，AB是半圓的直徑，O為圓心，P點(diǎn)是圓上的一點(diǎn)，在P點(diǎn)作用了三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2、F3.若F2的大小已知，則這三個(gè)力的合力為()A．F2B．2FC．3F2D．4解析：由幾何學(xué)問(wèn)知，力F1與F3垂直，以F1、F3為鄰邊作平行四邊形，如右圖所示，則F1、F3的合力為PC代表的線段，由于eq\x\to(PC)＝2eq\x\to(PO)，即PC代表的力等于2F2，故三個(gè)力的合力為3F2，C正確．答案：C5.如圖所示，三個(gè)共點(diǎn)力F1、F2與F3作用在同一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上，其中，F(xiàn)1與F2共線且反向，F(xiàn)3與F1垂直，F(xiàn)1＝10N、F2＝4N、F3＝8N．則質(zhì)點(diǎn)所受的合力大小為()A．22NB．10NC．6ND．14N解析：先看F1與F2的合力，由于二者方向相反，所以其合力大小為10N－4N＝6N，再與F3運(yùn)用平行四邊形法則合成，則其合力的大小為eq\r(82＋62)N＝10N，故選B.答案：B6.水平橫梁的一端A插在墻壁內(nèi)，另一端裝有一個(gè)小滑輪B，一輕繩的一端C固定于墻壁上，另一端跨過(guò)滑輪后懸掛一質(zhì)量m＝10kg的重物，CB與水平方向夾角為30°，如圖所示，則滑輪受到繩子的作用力大小為(g取10m/s2)()A．50NB．50eq\r(3)NC．100ND．100eq\r(3)N解析：以滑輪為探討對(duì)象，懸掛重物的繩的拉力F＝mg＝100N，故小滑輪受到繩的作用力沿BC、BD方向，大小都是100N．以CB、BD為鄰邊作平行四邊形如右圖所示，由∠CBD＝120°，∠CBE＝∠DBE，得∠CBE＝∠DBE＝60°，即△CBE是等邊三角形，故F合＝100N.答案：C7．圖甲為“探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律”的試驗(yàn)裝置．(1)(多選)下列說(shuō)法中正確的是________．A．在測(cè)量同一組數(shù)據(jù)F1、F2和合力F的過(guò)程中，橡皮條結(jié)點(diǎn)O的位置不能變更B．彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，拉力方向必需豎直向下C．F1、F2和合力F的大小都不能超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的量程D．為減小測(cè)量誤差，F(xiàn)1、F2方向間夾角應(yīng)為90°(2)彈簧測(cè)力計(jì)的指針如圖乙所示，由圖可知拉力的大小為_(kāi)_______N.解析：(1)在同一組數(shù)據(jù)中，只有當(dāng)橡皮條節(jié)點(diǎn)O的位置不發(fā)生變更時(shí)，兩個(gè)力的作用效果和一個(gè)力的作用效果才相同，才可以驗(yàn)證平行四邊形定則，故A正確；彈簧測(cè)力計(jì)拉細(xì)線時(shí)，方向不肯定向下，只要把O點(diǎn)拉到同一位置即可，故B錯(cuò)誤；依據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的運(yùn)用原則可知，在測(cè)力時(shí)不能超過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的量程，故C正確；F1、F2方向間夾角為90°，并不能減小誤差，故D錯(cuò)誤．(2)彈簧測(cè)力計(jì)的指針指示要估讀到下一位，故拉力F的大小為4.00N.答案：(1)AC(2)4.00題組三力的分解8．[2024·南寧月考]關(guān)于合力與其兩個(gè)分力的關(guān)系，下列說(shuō)法中正確的是()A．合力的作用效果與兩個(gè)分力共同作用的效果相同B．兩個(gè)分力的作用效果與它們合力的作用效果不肯定相同C．兩個(gè)分力的大小之和就是合力的大小D．一個(gè)力可以分解為隨意大小的兩個(gè)分力解析：兩個(gè)分力的作用效果與其合力的作用效果肯定是相同的，合力可以等效替代兩個(gè)分力，A正確、B錯(cuò)誤；分力與合力的關(guān)系遵從平行四邊形定則，不符合平行四邊形定則的分解都是不正確的，C、D錯(cuò)誤．答案：A9．[2024·商丘九校聯(lián)考]將一個(gè)力F分解為兩個(gè)力F1、F2，下列狀況不行能的是()A．F1或F2垂直于FB．F1、F2都與F在同始終線上C．F1或F2的大小等于FD．F1、F2的大小和方向都與F相同答案：D10.如圖，傾角為15°的斜面上放著一個(gè)木箱，100N的拉力F斜向上拉著木箱，F(xiàn)與水平方向成45°角．分別以平行于斜面和垂直于斜面的方向?yàn)閤軸和y軸建立坐標(biāo)系，把F分解為沿著兩個(gè)坐標(biāo)軸的分力．試在圖中作出分力Fx和Fy，并計(jì)算它們的大?。馕觯悍至x和Fy如圖所示．由幾何關(guān)系可得F與x軸的夾角為30°.則Fx＝Fcos30°＝100×eq\f(\r(3),2)N＝50eq\r(3)N，F(xiàn)y＝Fsin30°＝100×eq\f(1,2)N＝50N.答案：50eq\r(3)N50N[素養(yǎng)提升練]11．有三個(gè)力：F1＝3N，F(xiàn)2＝5N，F(xiàn)3＝9N，則()A．F1可能是F2和F3的合力B．F2可能是F1和F3的合力C．F3可能是F1和F2的合力D．上述結(jié)論均不正確解析：F1＝3N、F2＝5N，兩個(gè)力的合力范圍為2～8N，F(xiàn)3＝9N不在兩個(gè)力的合力范圍內(nèi)，所以三個(gè)力的合力不為零．故三個(gè)力中任何一個(gè)力都不行能是另外兩個(gè)力的合力，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確．故選D.答案：D12．(多選)如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)物體質(zhì)量相同，與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，受到三個(gè)大小相同的作用力F，當(dāng)它們滑動(dòng)時(shí)，受到的摩擦力大小是()A．甲、乙、丙所受摩擦力相同B．甲受到的摩擦力最小C．乙受到的摩擦力最大D．丙受到的摩擦力最大解析：圖中三個(gè)物體對(duì)地面的壓力分別為FN甲＝mg－Fsinθ，F(xiàn)N乙＝mg＋Fsinθ，F(xiàn)N丙＝mg，因它們均相對(duì)地面滑動(dòng)，由摩擦力Ff＝μFN知，F(xiàn)f乙>Ff丙>Ff甲，B、C正確．答案：BC13．[2024·福建四地六校學(xué)年高一上學(xué)期其次次聯(lián)考]如圖所示，兩個(gè)體重相同的人靜止坐在秋千上，兩秋千繩子能承受的最大張力是一樣的．往兩人身上同時(shí)漸漸加相同重量的物體，直到繩子斷開(kāi)，則下面的敘述正確的是()A．甲中繩子先斷B．甲、乙中繩子同時(shí)斷C．乙中繩子先斷D．不確定解析：小孩的重力和兩根繩子拉力的合力等值反向，合力肯定，兩分力夾角越大，分力越大，所以?shī)A角越大，繩子拉力越大，則乙中繩子簡(jiǎn)單斷，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．故選C.答案：C14．[2024·昆明檢測(cè)]某學(xué)生試驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了一個(gè)“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”的試驗(yàn)，裝置如圖1所示，在豎直放置的木板上部旁邊兩側(cè)，固定兩個(gè)力傳感器，同一高度放置兩個(gè)可以移動(dòng)的定滑輪，兩根細(xì)繩跨過(guò)定滑輪分別與兩力傳感器連接，在兩細(xì)繩連接的結(jié)點(diǎn)O處下方懸掛鉤碼，力傳感器1、2的示數(shù)分別為F1、F2，調(diào)整兩個(gè)定滑輪的位置可以變更兩細(xì)繩間的夾角，試驗(yàn)中運(yùn)用若干相同的鉤碼，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量均為100克，取g＝9.8m/s2.(1)(多選)關(guān)于試驗(yàn)，下列說(shuō)法正確的是________．A．試驗(yàn)起先前，須要調(diào)整木板使其位于豎直平面內(nèi)B．每次試驗(yàn)都必需保證結(jié)點(diǎn)位于O點(diǎn)C．試驗(yàn)時(shí)須要記錄鉤碼數(shù)量、兩力傳感器的示數(shù)和三細(xì)繩的方向D．試驗(yàn)時(shí)還須要一個(gè)力傳感器單獨(dú)測(cè)量懸掛于O點(diǎn)鉤碼的總重力(2)依據(jù)每次試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，該同學(xué)已經(jīng)依據(jù)力的圖示的要求畫(huà)出了F1、F2(如圖2所示)，請(qǐng)你作圖得到F1、F2的合力F(只作圖，不求大小)，并寫(xiě)出該合力不完全豎直的一種可能緣由________________．解析：(1)本試驗(yàn)重力在豎直方向上，要在豎直方向作平行四邊形，則試驗(yàn)起先前，須要調(diào)整木板使其位于豎直平面內(nèi)，故A正確；因?yàn)橐?huà)平行四