3.4力的合成与分解-2023-2024学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册（提升卷）
一、单选题
1．作用在同一物体上的两个力，大小分别为和，则合力大小可能是（ ）
A． B． C． D．
2．滑索是深受年轻人喜爱的娱乐项目。在下滑途中一小段距离内，可将钢索简化一直杆，滑轮简化为套在杆上的环，环与杆接触而粗糙。两根虚线分别表示竖直方向和与钢索垂直的方向。游客所受空气阻力和悬挂绳重力忽略不计。当游客与滑轮相对静止一起加速下滑时，绳子的方向可能是图中的（ ）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
3．两共点力的大小分别为3N、8N，其合力大小可能是（ ）
A．4 N B．7 N C．12 N D．16 N
4．在某次救援中消防员利用三脚架向井底的被困人员提供物资，三脚架简化图如图所示。支架质量不计，每根支架与竖直方向均成30°夹角。已知绳索及所挂载物资总质量为m，则在物资平稳匀速下降过程中，每根支架的弹力大小为（ ）
A．mg B． C． D．
5．某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验的情况如下图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。其中F是平行四边形对角线，F′是一个弹簧测力计拉动橡皮筋得到的，关于此实验下列说法中正确的是（ ）
A．同一次实验中，撤掉F1、F2改用一个力F′单独拉动时，位置O不允许变动
B．实验中，只需记录弹簧测力计的读数和O点的位置
C．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角必须取90°
D．力F方向一定沿AO方向
6．在教室门与地面间缝隙处塞紧一个木楔（侧面如图所示），能把门卡住不易被风吹动。下列分析正确的是（ ）
A．门不易被风吹动的原因是因为风力太小
B．门被卡住时，将门对木楔的力正交分解，其水平分力大小小于地面给木楔的摩擦力大小
C．门被卡住时，将门对木楔的力正交分解，其水平分力大小等于地面给木楔的摩擦力大小
D．塞在门下缝隙处的木楔，其顶角无论多大都能将门卡住
7．在物理学的发展过程中，科学家们创造出了许多物理学研究方法，下列关于物理学研究方法的叙述正确的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫等效替代法
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了理想化模型法。
C．在“探究两个互成角度的力的合成规律”时用到了放大的思想
D．速度和加速度都是采取比值法定义的物理量
8．下列各组共点力作用在一个物体上，不能使物体保持平衡的是（ ）
A．2 N、3 N、4 N B．2 N、3 N、5 N
C．10 N、10 N、10 N D．3 N、4 N、10 N
二、多选题
9．作用在同一点的两个力，大小分别为5N和2N，则它们的合力不可能是（ ）
A．5N B．4N C．2N D．9N
10．三个共点力、、，它们的合力最大值和最小值是（ ）
A．26N B．24N C．2N D．0N
11．下列说法正确的是（ ）
A．对于形状不规则的物体寻找其重心时，可以利用悬挂法
B．质点是为了研究问题的方便提出的一个理想化的物理模型
C．研究微小形变时，利用了放大法
D．研究分力和合力的关系时，利用了控制变量法
12．做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验时，某同学在实验中，需要将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，细绳的另一端都有细绳套，实验中需用两个弹簧测力计分别勾住绳套，并互成角度地拉橡皮条。该同学下列做法正确的是（ ）
A．在使用弹簧测力计时要使弹簧测力计与木板平面平行
B．拉两个细绳套时，两拉力夹角尽量小一些
C．改变拉力，进行多次实验，每次都要记录拉力的方向与大小
D．弹簧测力计在使用前必须调零
E．本实验所用的科学方法是控制变量法
三、解答题
13．两个力互相垂直，大小分别是6N和8N，求其合力大小？
14．两个大小相等的共点力F1和F2，当它们之间的夹角为90°时，合力为10 N，则：
（1） 求力F1的大小；
（2） 若只将F1逆时针旋转30°，求此时合力的大小；
15．如图所示是压榨机的原理示意图，B为固定支架，A为活动铰链。在A处作用一水平力F，物块C就以比水平力F大得多的力压物块D。已知，，，物块C的质量不计，且与左壁接触的面光滑，求物块D受到的压力。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】和的两个力，当两个力的方向相反时，其合力最小
Fmin=F2﹣F1=8N﹣6N=2N
当两个力的方向相同时，其合力最大
Fmax=F1+F2=8N+6N=14N
因为两个力的方向不确定，所以其合力的大小可能等于2N，也可能等于14N，或者在这两力大小之间。
故选C。
2．C
【详解】当游客与滑轮相对静止一起加速下滑时，分别以游客和滑轮为研究对象进行受力分析，如图所示
由游客的受力分析可知，若游客匀速下滑，则绳子的拉力沿竖直方向；若滑轮与钢索间无摩擦力，则整体下滑的加速度为gsinθ，绳子方向将垂直钢索；因环与杆之间有摩擦力，游客加速下滑，则绳子的拉力方向不沿竖直方向，也不会沿垂直钢索的方向，而是介于两者之间；故图中丙正确。
故选C。
3．B
【详解】两力合成时，合力范围为：
|F1﹣F2|≤F≤F1+F2
故
5N≤F≤11N
7N在此范围之内，故B正确ACD错误。
故选B。
4．D
【详解】一根支架在竖直方向上的分力为
根据平衡条件，在竖直方向上
解得
故选D。
5．A
【详解】A．为了保证两次产生的作用效果相同，故应将橡皮条和细线的结点拉到相同的位置，故A正确；
B．实验中，需要记录弹簧测力计的读数和拉力方向以及O点的位置，故B错误；
C．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧测力计之间的夹角不一定是取90°，故C错误；
D．F是平行四边形对角线，是两个分力合力的理论值，F′是两个分力合力的实验值，则方向一定沿AO方向的是F′，故D错误。
故选A。
6．C
【详解】ABC．对木楔受力分析，受重力、支持力、压力和摩擦力，如图所示
竖直方向
N=Fcosθ+mg
水平方向
f=Fsinθ
则门被卡住时，不是因为风太小，将门对木楔的力正交分解，其水平分力大小等于地面给木楔的摩擦力大小，故AB错误，C正确。
D．最大静摩擦力约等于滑动摩擦力，为
fmax=μN=μ（Fcosθ+mg）
考虑摩擦自锁情况，不管多大的力F均满足满足
fmax≥f
即
μ（Fcosθ+mg）≥Fsinθ
由于m很小，故只要μ≥tanθ即可，题中由于θ很小，故很容易满足自锁条件；即顶角满足μ≥tanθ才能将门卡住，故D错误。
故选C。
7．D
【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫理想模型法，A错误；
B．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法，B错误；
C．合力和分力是等效关系，在“探究两个互成角度的力的合成规律”时用到了等效替代的思想，C错误；
D．根据速度和加速度的定义可知，速度和加速度都是采取比值法定义的物理量，D正确；
故选D。
8．D
【详解】根据先求出前两个力的合力范围，如果第三个力在这两个力的范围内，则三力平衡，合力为零。若不在两个力的合力范围内，则合力不能为零，不能保持平衡；
A．和的合力范围为[，]，在合力范围之内，则三个力合力能为零，物体能平衡；故A不符合题意；
B．和的合力范围为[，]，在合力范围之内，则三个力合力能为零，物体能平衡；故B不符合题意；
C．和的合力范围为[，]，在合力范围之内，则三个力合力能为零，物体能平衡；故C不符合题意；
D．和的合力范围为[，]，不在合力范围之内，则三个力合力不可能为零，物体能平衡；故D符合题意。
故选D。
9．CD
【详解】两力合成时，合力范围为：|F1 F2| F F1+F2；故2N和5N的两力的合力范围为：3N F 7N，故不可能是2N 和9N。
故选CD。
10．AD
【详解】当三个共点力在同一直线上且方向相同时，三者合力最大为
当、的合力大小为12N，且方向与反向时，合力最小为0。
故选AD。
11．ABC
【详解】A．悬挂法寻找物体的重心，当物体静止时，物体受到的重力与细线的拉力是一对平衡力，细线的方向一定通过重心，所以在寻找形状不规则的物体其重心时，可以利用悬挂法，故A正确；
B．质点是不存在的，是实际物体在一定条件的科学抽象，是一种理想化的物理模型，故B正确；
C．演示微小形变时，为了便于观察，运用了放大法，故C正确；
D．合力与分力的关系是等效的，在探究求合力方法的实验中使用了等效替代的方法，故D错误。
故选ABC。
12．ACD
【详解】A．弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行，可以减少由于摩擦带来的误差，故A正确；
B．拉两个细绳套时，两拉力夹角不宜过大，也不宜过小，故B错误；
C．实验需要记录拉力的大小与方向，为得出普遍结论，应改变拉力进行多次实验，故C正确；
D．弹簧测力计在使用前必须调零，故D正确；
E．合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故E错误。
故选ACD。
13．10N
【详解】由平行四边形定则可作出合力如图所示，则由几何知识可知合力为
14．（1）10 N；（2）10 N
【详解】(1)当两个力之间的夹角为90°时，如图甲所示，
根据平行四边形定则可知
解得
(2)当这两个力的夹角为120°时，如图乙所示
根据平行四边形定则可知
F合＝=10 N.
15．500 N，方向竖直向下
【详解】根据水平力产生的效果，它可分解为沿杆的两个分力、，如图所示
则有：
而沿杆的分力又产生了两个效果：使物块压紧左壁和使物块压紧物块，因此可将分解，如图所示
则有：
由可得：
方向竖直向下
答案第1页，共2页
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