力合成与分解朱老师的高中物理组卷.docx

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力合成与分解朱老师的高中物理组卷

力合成与分解朱老师的高中物理组卷2018年07月14日

一．选择题（共11小题）

1．关于重力、弹力和摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A．物体受到摩擦力时，一定受到弹力

B．两物体之间有弹力时，一定受到摩擦力

C．两物体相互接触时一定能产生弹力

D．滑动摩擦力的大小与物体所受的重力大小成正比

2．小物块P沿着光滑半圆曲面下滑，从A点下滑到最低点B的过程中，其重力G的切向分量G1，如图所示．G1的大小变化情况正确的是（　　）

A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大

3．一个物体受到三个共点力的作用，如果这三个力的大小如下各组情况，那么不可能使物体处于平衡状态的一组是（　　）

A．4N，8N，7NB．8N，8N，1NC．4N，6N，1ND．4N，5N，1N

4．运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑，它所受的摩擦力分别为F1和F2，那么（　　）

A．F1向下，F2向上，且F1=F2B．F1向下，F2向上，且F1＞F2

C．F1向上，F2向上，且F1=F2D．F1向上，F2向下，且F1=F2

5．如图所示，质量m=0.5kg的小块放在倾角θ=30°的斜面上，受平行于斜面二个拉力F1和F2作用处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N．若撤去F1，则术块沿斜面方向受到的合力大小为（　　）

A．10NB．4.5NC．5.5ND．0

6．如图所示，AB、AC两光滑斜面相互垂直．AC与水平面成30°角．如把球O的重力按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为（　　）

A．

B．

C．

D．

7．如图所示，被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球．若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G，则G的两个分力的方向分别是图中的（　　）

A．1和4B．3和4C．2和4D．3和2

8．如图所示，将光滑斜面上物体的重力mg分解为F1、F2两个力，下列结论正确的是（　　）

A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的正压力

B．物体受mg、FN、F1、F2四个力作用

C．物体只受重力mg和弹力FN的作用

D．力F1、F2两个力的作用效果跟mg、FN两个力的作用效果相同

9．作用在同一物体上的两个共点力，大小均为60N，夹角为120°，如图所示．则这两个力的合力大小是（　　）

A．0B．30NC．60ND．120N

10．手握轻杆，杆的另一端安放有一个小滑轮C，支持着悬挂重物的绳子，如图所示．现保持滑轮C的位置不变，使杆向下转动一个角度，则杆对滑轮C的作用力将（　　）

A．变大B．不变C．变小D．无法确定

11．如图，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，mA=1kg，mB=2kg，mC=3kg，物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计，若要用力将C物拉动，则作用在C物上水平向左的拉力最小为（取g=10m/s2）（　　）

A．11NB．10NC．9ND．8N

二．填空题（共11小题）

12．有两个共点力，一个力的大小Fl=3N，另一个力的大小F2=4N，则它们合力的最大值为　　N，最小值为　　N，当这两个力的夹角为90°时，它们的合力大小为　　N．

13．如图所示，斜面的倾角为θ，圆柱体质量为m．若把重力沿垂直于墙面和垂直于斜面两个方向分解，则重力垂直于斜面的分力大小为　　；垂直于墙面的分力大小为　　．已知重力加速度为g．

14．物体受几个共点力作用而保持静止状态，现将其中的一个力F1=3N转过270°，其他的力保持不变，则物体受到的合力为　　N，方向与原F1之间的夹角为　　．

15．通过两个定滑轮，用两根细线去拉伸一根一端固定在墙上的橡皮筋OP．过滑轮A的线上挂上三个钩码，过滑轮B的线上挂上四个钩码，两根细线都接在橡筋的P端，在两个拉力的共同作用下，使橡筋从P点水平地拉伸到P′点，此时两根细线间夹角为90°．如图所示．如果改用一根细线，绕过一只滑轮，要取得同样的效果，滑轮必须安装在　　，挂上　　个钩码．

16．如图所示，小车受到绳子的拉力F，它产生两个作用效果：

其中F1使车克服水平地面的摩擦阻力前进；F2把车竖直向上提．若F与θ为已知，则F1和F2的大小分别为，则F1=　　，F2=　　．

17．作用于同一质点的三个力，大小分别为3N、4N、8N，它们的合力的最小值为　　．

18．作用在同一物体上的三个共点力，大小分别为6N、3N和8N，它们合力最大值为　　N，最小值为　　N．

19．如图所示，甲、乙两同学同时推一辆小车，甲用40N的力水平向右推，乙用50N的力水平向左拉，两力沿同一直线，则小车受到推力的合力大小为　　N，方向　　．

20．如图所示，把一重G=100N的木块放置在斜面上，斜面的倾角为37°．木块受到的重力可分解为沿斜面向下的F1和垂直于斜面向下的F2，则F1=　　N，F2=　　N．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

21．质量是0.25kg的茶杯静止在桌面上，分析物体的受力情况。

分析：

茶杯受　　力和支持力，这两个力的施力物体分别是　　和　　。

茶杯处于　　状态，所以这两个力一定满足二力平衡的条件，即大小　　，方向　　，且在　　上。

根据茶杯的质量，计算出茶杯的重力。

利用重力公式，G=　　N，重力的方向　　。

则支持力F=　　N，方向　　。

（g取10m/s2）

22．已知两个力F1和F2，F1＞F2，它们的合力的最大值是28N，最小值是4N，当二力互相垂直时，它们的合力大小为　　，方向是　　．

三．计算题（共15小题）

23．如图所示，一个重为100N的小球被夹在竖直墙壁和A点之间，已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角，且θ=60°，所有接触点和面均不计摩擦。

试求：

（1）小球对墙面的压力F1的大小

（2）小球对A点的压力F2的大小。

24．在同一水平面上共点的四个力F1、F2、F3、F4的大小依次是19N、40N、30N、15N，方向如图所示．已知：

sin37°=0.6，sin53°=0.8，cos37°=0.8cos53°=0.6，求这四个力的合力的大小和方向．

25．如图所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风作用，风力大小为100N，方向为东偏南30°，为了使船受到的合力恰能沿正东方向，岸上一人用一根绳子拉船，绳子取向与河岸垂直，求风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力的大小．

26．五个力F1、F2、F3、F4、F5作用于物体上的同一点P，这五个力的矢量末端分别位于圆内接正六边形的顶点A、B、C、D、E，如图所示．若力F1=F，则这五个力的合力大小是多少，合力的方向怎样．

27．两个大小相等的共点力T1、T2，当它们之间的夹角为90°时，合力F1的大小为100

N．求当它们之间夹角为60°时的合力F2的大小．

28．请用作图法求大小都为4N的两个力在以下情况中合力的大小．

（1）两力间的夹角成60°角

（2）两力间的夹角成90°角

（3）两力间的夹角成120°角．

29．如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O．轻绳OB水平且B端与放置在水平面上的质量为m2的物体乙相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°，物体甲、乙均处于静止状态．（已知：

sin37°=0.6，cos37°=0.8，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：

（1）轻绳OA、OB受到的拉力是多大；

（2）若物体乙的质量m3=5kg，物体乙与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3，则欲使物体乙在水平面上不滑动，物体甲的质量m1最大不能超过多少？

30．如图所示，重力为300N的物体在细绳AC和BC的作用下处于静止状态，细绳AC和BC于竖直方向的夹角分别为30°和60°，求AC绳的弹力FA和BC绳的弹力FB的大小．

31．如图所示，质量为1.2kg的物块G1在三根细绳悬吊下处于静止状态，细绳BP在水平方向，细绳AP偏离竖直方向37°角，且连在重为5kg的物块G2上，物块G2静止于倾角为37°的斜面上（sin37°=0.6，cos37°=0.8），取g=10m/s2．

求：

（1）绳PB对物块G2的拉力

（2）斜面对物块G2的摩擦力和支持力．

32．如图所示，小球在轻弹簧和水平轻绳的拉力作用下处于静止状态，弹簧与竖直方向的夹角θ=37°，弹簧的拉力F=10N，伸长量为x=0.01m，sin37°=0.6．

（1）画出小球的受力示意图；

（2）求出弹簧的劲度系数；

（3）求绳上的拉力和小球的重力大小．

33．如图所示，物体A、B叠放在倾角θ=37°的斜面上（斜面保持不动，质量为M=10kg），并通过跨过光滑滑轮的细线相连，细线与斜面平行．两物体的质量分别mA=2kg，mB=1kg，B与斜面间的动摩擦因数μ2=0.2，已知g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：

（1）如果A、B间动摩擦因数μ1=0.1，为使A能平行于斜面向下做匀速运动，应对A施加一平行于斜面向下的多大F的拉力？

此时斜面对地面的压力N多大？

（2）如果AB间摩擦因数不知，为使AB两个物体一起静止在斜面上，AB间的摩擦因数μ1应满足什么条件．（认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力）

34．如图所示，质量为M的半球面静止在水平地面上，质量为m的小物块在半球面上处于平衡状态，小物块与一轻弹簧连接，弹簧的上端固定于墙上的O点．已知小物块与球心O'的连线与竖直方向成θ=45°角，弹簧的劲度系数为k，其与竖直方向的夹角也为θ．若小物块与球面之间刚好没有相对运动的趋势，求：

（1）弹簧的伸长量；

（2）球面所受地面的支持．

35．如图所示，位于粗糙斜面上的物体P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连．已知物体P和Q以及P与斜面之间的动摩擦因数都是μ，斜面的倾角为θ，物体P的质量为m，物体Q的质量为2m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一沿斜面向下的力F拉P，使其匀速下滑，试求：

（1）连接两物体的轻绳的拉力FT的大小；

（2）拉力F的大小．

36．一轻绳跨过两个等高的轻定滑轮（不计大小和摩擦），两端分别挂上质量为m1=4kg和m2=2kg的物体，如图所示，在滑轮之间的一段绳上悬挂物体m，为使三个物体能保持平衡，求m的取值范围．

37．如图所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时，恰能沿斜面匀速下滑，对物体施加一大小为F的水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，试求：

（1）物体与斜面间的动摩擦因数；

（2）这一临界角θ0的大小．

力合成与分解朱老师的高中物理组卷2018年07月14日

参考答案与试题解析

一．选择题（共11小题）

1．关于重力、弹力和摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A．物体受到摩擦力时，一定受到弹力

B．两物体之间有弹力时，一定受到摩擦力

C．两物体相互接触时一定能产生弹力

D．滑动摩擦力的大小与物体所受的重力大小成正比

【解答】解：

A、摩擦力产生的条件是：

弹力、相对运动或相对运动趋势、表面粗糙，故A正确；

B、由A选项分析，可知，两物体之间有弹力时，不一定受到摩擦力，故B错误；

C、物体相互接触时且挤压，才一定产生弹力，故C错误；

D、滑动摩擦力的大小与物体的压力大小成正比，并不是重力，故D错误；

故选：

A。

2．小物块P沿着光滑半圆曲面下滑，从A点下滑到最低点B的过程中，其重力G的切向分量G1，如图所示．G1的大小变化情况正确的是（　　）

A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大

【解答】解：

以物块为研究对象，作出重力的分解图如图：

设切向分量G1与G的夹角为α，根据几何知识得：

G1=Gcosα，当夹角α缓慢增大时，cosα减小，则G1变小，故B正确；

故选：

B。

3．一个物体受到三个共点力的作用，如果这三个力的大小如下各组情况，那么不可能使物体处于平衡状态的一组是（　　）

A．4N，8N，7NB．8N，8N，1NC．4N，6N，1ND．4N，5N，1N

【解答】解：

A、8N的力最大，小于另外两个力之和，而大于另外两个力之差，故三个力的合力的最小值为零，故A错误；

B、8N的力最大，小于另外两个力之和，而大于另外两个力之差，故三个力的合力的最小值为零，故B错误；

C、6N的力最大，大于另外两个力之和，故三个力的合力的最小值等于最大的力减去其他两个较小力的和为1N，故C正确；

D、5N的力最大，且等于另外两个力的代数和，故三个力的合力的最小值为零，故D错误；

故选：

C。

4．运动员用双手握住竖直的竹杆匀速攀上和匀速下滑，它所受的摩擦力分别为F1和F2，那么（　　）

A．F1向下，F2向上，且F1=F2B．F1向下，F2向上，且F1＞F2

C．F1向上，F2向上，且F1=F2D．F1向上，F2向下，且F1=F2

【解答】解：

运动员匀速攀上过程受力平衡，竖直方向受到重力和静摩擦力，由于重力向下，根据二力平衡，静摩擦力一定向上，大小等于重力；

运动员匀速下滑过程受力平衡，竖直方向受到重力和滑动摩擦力，由于重力向下，根据二力平衡，滑动摩擦力一定向上，大小等于重力；

故选：

C。

5．如图所示，质量m=0.5kg的小块放在倾角θ=30°的斜面上，受平行于斜面二个拉力F1和F2作用处于静止状态，其中F1=10N，F2=2N．若撤去F1，则术块沿斜面方向受到的合力大小为（　　）

A．10NB．4.5NC．5.5ND．0

【解答】解：

对滑块受力分析，受重力、支持力、两个拉力和静摩擦力，如图

根据共点力平衡条件，得到

mgsinθ+F2﹣F1﹣f1=0

解得

f1=﹣5.5N

负号表示静摩擦力与假定的方向相反，同时最大静摩擦力大于5.5N；

撤去拉力F1后，再次对滑块受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力（设为沿斜面向上），根据共点力平衡条件，有

mgsinθ+F2﹣f2=0

解得

f2=4.5N＞0

假设成立，静摩擦力小于5.5N，故物体静止不动，合力为零；

故选：

D。

6．如图所示，AB、AC两光滑斜面相互垂直．AC与水平面成30°角．如把球O的重力按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为（　　）

A．

B．

C．

D．

【解答】解：

已知重力和两个分力的方向，根据平行四边形定则作力图，如图所示

由图得到：

故选：

A。

7．如图所示，被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球．若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G，则G的两个分力的方向分别是图中的（　　）

A．1和4B．3和4C．2和4D．3和2

【解答】解：

小球重力产生两个效果，一是使绳子拉伸，二是使斜面受压，故应按此两个方向分解，分别是3和4，故B正确，ACD错误。

故选：

B。

8．如图所示，将光滑斜面上物体的重力mg分解为F1、F2两个力，下列结论正确的是（　　）

A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的正压力

B．物体受mg、FN、F1、F2四个力作用

C．物体只受重力mg和弹力FN的作用

D．力F1、F2两个力的作用效果跟mg、FN两个力的作用效果相同

【解答】解：

A、F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2不是物体对斜面的压力。

故A错误。

B、物体受重力和支持力两个力。

故B错误，C正确。

D、力FN、F1和F2的三个力的作用效果跟mg、FN两个力的效果相同。

故D错误。

故选：

C。

9．作用在同一物体上的两个共点力，大小均为60N，夹角为120°，如图所示．则这两个力的合力大小是（　　）

A．0B．30NC．60ND．120N

【解答】解：

由题意，已知两个分力均为F=60N，这两个力的夹角是120°，如图，合力和两个分力构成一个等边三角形，

根据平行四边形定则可知，合力F合=60N，故ABD错误，C正确，

故选：

C。

10．手握轻杆，杆的另一端安放有一个小滑轮C，支持着悬挂重物的绳子，如图所示．现保持滑轮C的位置不变，使杆向下转动一个角度，则杆对滑轮C的作用力将（　　）

A．变大B．不变C．变小D．无法确定

【解答】解：

以小滑轮为研究对象，进行受力分析可知，小滑轮受到三个力的作用：

即两绳的拉力和杆对小滑轮的作用力。

小滑轮处于平衡状态。

杆对滑轮C的作用力大小等于两绳的合力，由于两绳的合力不变，故杆对滑轮C的作用力不变。

选项B正确，ACD错误

故选：

B。

11．如图，轻绳两端分别与A、C两物体相连接，mA=1kg，mB=2kg，mC=3kg，物体A、B、C及C与地面间的动摩擦因数均为μ=0.1，轻绳与滑轮间的摩擦可忽略不计，若要用力将C物拉动，则作用在C物上水平向左的拉力最小为（取g=10m/s2）（　　）

A．11NB．10NC．9ND．8N

【解答】解：

首先由于A和C用轻绳相连，时刻有相同的速度；

而B分别受到A和C的摩擦力，而由于C能提供的摩擦力要比A能提供的摩擦力要大，所以物体B一定随C一起运动；

由此，我们发现B和C之间是相对静止的，可以看做一个物体，BC整体受到向左的拉力，向右绳子的拉力和A给摩擦力，根据受力平衡，有：

F=fA对BC+f地面对BC+T绳子拉力=1N+6N+1N=8N

故选：

D。

二．填空题（共11小题）

12．有两个共点力，一个力的大小Fl=3N，另一个力的大小F2=4N，则它们合力的最大值为　7　N，最小值为　1　N，当这两个力的夹角为90°时，它们的合力大小为　5　N．

【解答】解：

当夹角为零时合力最大，最大值为3N+4N=7N；

当夹角为180°时，合力最小，即为4﹣3=1N；

当夹角为90°时，合力的大小为

=5N；

故答案为：

7；1；5．

13．如图所示，斜面的倾角为θ，圆柱体质量为m．若把重力沿垂直于墙面和垂直于斜面两个方向分解，则重力垂直于斜面的分力大小为　

，　；垂直于墙面的分力大小为　mgtanθ　．已知重力加速度为g．

【解答】解：

物体与斜面和挡板接触，物体对斜面有垂直斜面向下的压力，对于挡板物体有垂直于挡板即水平的压力，所以按照重力产生的作用效果重力可分解为垂直于斜面的分力和水平方向的分力，以重力为对角线作出平行四边形可知，

根据，几何关系可知，垂直与墙面的分力大小是N1=mgtanθ，垂直于斜面的分力大小是N2=

．

故答案为：

；mgtanθ．

14．物体受几个共点力作用而保持静止状态，现将其中的一个力F1=3N转过270°，其他的力保持不变，则物体受到的合力为　3

　N，方向与原F1之间的夹角为　135°　．

【解答】解：

由题意知，其他各力的合力大小为3N，与力F1大小相等，方向相反；将F1=3N的力旋转270°后，变成了两个相互垂直的3N的力的合成，

由勾股定理可得，合力大小为3

N；

方向与除原F1之外的其他的合力的方向夹角为45°，方向与原F1方向夹角为135°．

故答案为：

3

，135°．

15．通过两个定滑轮，用两根细线去拉伸一根一端固定在墙上的橡皮筋OP．过滑轮A的线上挂上三个钩码，过滑轮B的线上挂上四个钩码，两根细线都接在橡筋的P端，在两个拉力的共同作用下，使橡筋从P点水平地拉伸到P′点，此时两根细线间夹角为90°．如图所示．如果改用一根细线，绕过一只滑轮，要取得同样的效果，滑轮必须安装在　OP的延长线上　，挂上　5　个钩码．

【解答】解：

用一个力拉时，也必须使橡筋从P点水平地拉伸到P′点，这样作用效果才根两个力拉时相同，所以如果改用一根细线，绕过一只滑轮，要取得同样的效果，滑轮必须安装在OP的延长线上，

设钩码的质量为m，A端挂3个钩码，则相当于拉力为F1=3mg，B端挂4个钩码，相当于拉力为F2=4mg，由于二力垂直，因此其合力为：

F=

因此应该根据力的等效性，应该在该线的末端挂上5个钩码．

故答案为：

OP的延长线上；5．

16．如图所示，小车受到绳子的拉力F，它产生两个作用效果：

其中F1使车克服水平地面的摩擦阻力前进；F2把车竖直向上提．若F与θ为已知，则F1和F2的大小分别为，则F1=　Fcosθ　，F2=　Fsinθ　．

【解答】解：

根据平行四边形定则，在水平方向上的分力F1=Fcosθ，竖直方向上的分力F2=Fsinθ．

故答案为：

Fcosθ，Fsinθ．

17．作用于同一质点的三个力，大小分别为3N、4N、8N，它们的合力的最小值为　1N　．

【解答】解：

3N和4N和合力的范围是1N≤F≤7N，8N不在这个范围内，

所以合力的大小可以不为零，所以合力的最小值为1N．

故答案为：

1N．

18．作用在同一物体上的三个共点力，大小分别为6N、3N和8N，它们合力最大值为　17　N，最小值为　0　N．

【解答】解：

当三个力方向相同时，合力最大，最大值等于三力之和，即：

Fmax=6N+3N++8N=17N．

由于任意一个力在另外两个力的合力之差与合力之和之间，所以三力可以平衡，合力的最小值为零．

故答案为：

17，0．

19．如图所示，甲、乙两同学同时推一辆小车，甲用40N的力水平向右推，乙用50N的力水平向左拉，两力沿同一直线，则小车受到推力的合力大小为　90　N，方向　水平向右　．

【解答】解：

从题目中图上可以看出二力方向相同，水平向右．合力等于二力之和即F=F1+F2=40N+50N=90N；

故答案为：

90，水平向右．

20．如图所示，把一重G=100N的木块放置在斜面上，斜面的倾角为37°．木块受到的重力可分解为沿斜面向下的F1和垂直于斜面向下的F2，则F1=　60　N，F2=　80　N．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

【解答】解：

如图所示，

根据几何关系可知，沿斜面向下的大小F1=Gsin37°=100×0.6=60N；

垂直于斜面向下的大小F2=Gcos37°=100×0.8=80N；

故答案为：

60，80．

21．质量是0.25kg的茶杯静止在桌面上，分析物体的受力情况。

分析：

茶杯受　重力　力和支持力，这两个力的施力物体分别是　地球　和　桌子　。

茶杯处于　静止　状态，所以这两个力一定满足二力平衡的条件，即大小　相等　，方向　相反　，且在　同一条直线　上。

根据茶杯的质量，计算出茶杯的重力。

利用重力公式，G=　2.5　N，重力的方向　竖直向下　。

则支持力F=　2.5　N，方向　竖直向上　。

（g取10m/s2）

【解答】解：

茶杯静止在桌面上，茶杯受重力力和支持力两个力的作用，这两个力的施力物体分别是地球和桌子。

由题，茶杯处于静止状态，所以这两个力一定满足二力平衡的条件，即大小相等，方向相反，且在同一条直线上。

根据茶杯的质量，计算出茶杯的重力。

利用重力公式，G=mg=0.25×10=2.5N，重力的方向竖直向下。

则支持力F=G=2.5N，方向竖直向上。

故答案为：

重力，地球，桌子，静止，相等，相反，同一直线，2.5，竖直向下，2.5，竖直向上

22．已知两个力F1和F2，F1＞F2，它们的合力的最大值是28N，最小值是4N，当二力互相垂直时，它们的合力大小为　20N　，方向是　与F1的夹角为37°　．

【解答】解：

两个共点力