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- 2021-05-22 发布
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1
高中物理必修一 同步练习及解析
1.关于合力与分力,下列说法正确的是( )
A.合力的大小一定大于每一个分力的大小
B.合力的大小至少大于其中一个分力
C.合力的大小可以比两个分力都大,也可以比两个分力都小
D.合力不能与其中一个分力相等
解析:选 C.合力既可以比每一个分力都大,也可以比每个分力都小,还可以与其中一个
分力相等,C 项正确.
2.两个力 F1 和 F2 间的夹角为θ,两个力的合力为 F.以下说法正确的是( )
A.若 F1 和 F2 大小不变,θ角越小,合力 F 就越大
B.合力 F 总比分力中的任何一个力都大
C.如果夹角不变,F1 大小不变,只要 F2 增大,合力 F 就必然增大
D.合力 F 可能比分力中的任何一个力都小
解析:选 AD.力的合成是矢量合成,不仅要考虑大小还要考虑方向,由平行四边形定则可
知 A、D 正确.
3.两个共点力的大小均为 8 N,如果要使这两个力的合力大小也是 8 N,则这两个共点力
间的夹角应为( )
A.30° B.60°
C.90° D.120°
答案:D
4.两个共点力 F1 与 F2 的合力大小为 6 N,则 F1 与 F2 的大小可能是( )
A.F1=2 N,F2=9 N B.F1=4 N,F2=8 N
C.F1=1 N,F2=8 N D.F1=2 N,F2=1 N
解析:选 B.由于合力大小为:|F1-F2|≤F≤F1+F2,通过对各项合力范围分析可知 B 正确.
5.如图 3-4-11 所示,两根相同的橡皮绳 OA、OB,开始时夹角为 0°,在 O 点处打结
吊一重 50 N 的物体后,结点 O 刚好位于圆心.今将 A、B 分别沿圆周向两边移至 A′、B′,
使∠AOA′=∠BOB′=60°,欲使结点仍在圆心处,则此时结点处应挂多重的物体?
图 3-4-11
解析:由于结点 O 的位置不变,两根橡皮绳的另一端分别沿圆周移动,
所以橡皮绳的长度不变,其拉力大小不变.设 AO、BO 并排吊起重物时,
橡皮绳的弹力均为 F,其合力大小为 2F,该合力与重物的重力平衡,所
以 F=G
2
=50
2 N=25 N.当橡皮绳移到 A′、B′时,由于 A′O、B′O
的夹角为 120°,作出力的平行四边形如图所示,由图可知:F′=F=25
N,所以此时结点处应挂重 25 N 的物体.
答案:25 N
一、单项选择题
1.某同学在单杠上做引体向上,在下列选项中双臂用力最小的是( )
2
图 3-4-12
答案:B
图 3-4-13
2.如图 3-4-13 所示,是两个共点力的合力 F 跟它的两个分力之间的夹角θ的关系图
象,则这两个力的大小分别是( )
A.1 N 和 4 N
B.2 N 和 3 N
C.1 N 和 5 N
D.2 N 和 4 N
解析:选 B.由图象可知:当两分力的夹角为 0°时,合力为 5 N,即 F1+F2=5 N,当两
分力的夹角为 180°时,合力为 1 N,即|F1-F2|=1 N,由二式解得 F1=3 N,F2=2 N 或 F1
=2 N,F2=3 N,故选 B.
3.一根细绳能承受的最大拉力是 G,现把一重为 G 的物体系在绳的中点,分别握住绳
的两端,先并拢,然后缓慢地左右对称地分开,若要求绳不断,则两绳间的夹角不能超过
( )
A.45° B.60°
C.120° D.135°
解析:选 C.由于细绳是对称分开的,因而两绳的拉力相等,为保证物体静止不动,两
绳拉力的合力大小等于 G,随着两绳夹角的增大,两绳中的拉力增大,当两绳的夹角为 120°
时,绳中拉力刚好等于 G.故 C 正确,A、B、D 错误.
图 3-4-14
4.如图 3-4-14 所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到 F1、F2 和摩擦力
作用,木块处于静止状态,其中 F1=10 N,F2=2 N.若撤去 F1,则木块在水平方向受到的
合力为( )
A.10 N,方向向右 B.6 N,方向向右
C.2 N,方向向左 D.零
解析:选 D.F1、F2 同时作用时,F1、F2 的合力为 8 N,此时静摩擦力为 8 N,撤去 F1
后,木块在 F2 作用下一定处于静止,此时静摩擦力为 2 N,则木块受到的合力为零,故 D
对.
二、双项选择题
5.有三个力作用在同一个物体上,它们的大小分别为 F1=30 N,F2=40 N,F3=50 N,
且 F1 的方向与 F2 的方向垂直,F3 的方向可以任意改变,则这三个力的合力( )
A.最大值为 120 N B.最大值为 100 N
C.最小值为 0 D.最小值为 20 N
解析:选 BC.F1 与 F2 的合力大小是确定的,为 302+402 N=50 N.它与 F3 的合力情
况,最大值为 100 N,最小值为 0.
6.
3
图 3-4-15
如图 3-4-15 所示,在动摩擦因数为 0.1 的水平面上向右运动的物体,质量为 20 kg,
在运动过程中,还受到一个水平向左大小为 10 N 的拉力作用,则物体受到的合力为(g=10
N/kg)( )
A.10 N B.30 N
C.向右 D.向左
解析:选 BD.物体的受力如图所示,则合力 F 合=F+Ff=F+μFN=F+μmg=30 N,方
向向左,故 BD 对,A、C 错.
图 3-4-16
7.小娟、小明两人共提一桶水匀速前行,如图 3-4-16 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=G
2
C.当θ=0°时,F=G
2
D.θ越大时 F 越小
解析:选 AC.由力的合成可知,两分力相等时,θ=120°,F 合=F 分=G,θ=0°,F 分=1
2F
合=G
2
,故 A、C 对,B 错.θ越大,在合力一定时,分力越大,故 D 错.
图 3-4-17
8.如图 3-4-17 所示,6 个力的合力为 F1,若去掉 1 N 的那个分力,则其余 5 个力的
合力为 F2.则关于 F1、F2 的大小及方向表述正确的是( )
A.F1=0
B.F1=1 N,方向与 1 N 的力反向
C.F2=1 N,方向与 4 N 的力同向
D.F2=7 N,方向与 4 N 的力同向
解析:选 AC.由题图看出,任意两个相反的力的合力都为 3 N,并且互成 120°角,所以
这 6 个力的合力为零.
去掉 1 N 的力后物体的受力等效如图.成 120°夹角的两个 3 N 的力,其合力大小为 3 N,
方向与 4 N 的力方向相反,所以物体所受所有力的合力为 1 N,方向与原 1 N 的力方向相反
4
(或与原 4 N 的力同向).故 A、C 对,B、D 错.
9.如图 3-4-18 所示,放在水平面上的物体 A 用轻绳通过光滑定滑轮连接另一物体 B,
并处于静止,这时 A 受地面的支持力为 FN,摩擦力为 Ff,若把 A 向右移动一些后,A 仍静
止,则( )
图 3-4-18
A.FN 将增大 B.Ff 将增大
C.轻绳拉力将减小 D.物体受合力将增大
解析:选 AB.物体 A 受力如图,系统处于静止状态,绳子的拉力不变,始终等于 B 的
重力,即 F=mBg,合力为零,故 C、D 均错;当 A 向右移动时,θ角减小,FN=mAg-Fsinθ,
Ff=Fcosθ,由此可得,FN、Ff 均增大,所以 A、B 正确.
三、非选择题
图 3-4-19
10.在电线杆的两侧用钢丝绳把它固定在地上,如图 3-4-19 所示.如果钢丝绳与地
面的夹角∠A=∠B=60°,每根钢丝绳的拉力都是 300 N,求两根钢丝绳作用在电线杆上的
合力.
解析:先画出力的平行四边形,如图所示,由于 OC=OD,得到的是菱形.连结 CD,
两对角线垂直且平分,
OC 表示
300 N,∠COO′=30°.在三角形 OCO′中,OO′=OC·cos30°.在力的平行四边形中,
各线段的长表示力的大小,则有F
2
=F1·cos30°,所以合力 F=2F1cos30°=2×300× 3
2 N=
519.6 N.
答案:519.6 N 方向竖直向下
11.如图 3-4-20 所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,如果演员和独
轮车的总质量为 80 kg,两侧的钢索互成 150°夹角,求钢索所受拉力有多大?(cos75°=0.259,
g 取 10 N/kg)
5
图 3-4-20
解析:
设钢索的拉力大小为 F,则演员两侧的钢索的合力与演员和独轮车的总重力等大反向.作
出拉力与其合力的平行四边形为一菱形,如图所示,据几何知识可知
G
2
=Fcos75°
所以拉力 F= G
2cos75°
= 80×10
2×0.259
N=1544 N.
答案:1544 N
图 3-4-21
12.如图 3-4-21 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 F1 为 100 N,方向为东偏南 30°,为了使船受到的合力能恰沿正东方向,
岸上一人用一根绳子拉船,绳子取向与河岸垂直,求出风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉
力 F2 的大小.
解析:如图所示,以 F1、F2 为邻边作平行四边形,使合力 F 沿正东方向,则 F=F1cos30°
=100× 3
2 N=50 3 N.
F2=F1sin30°=100×1
2 N=50 N.
答案:50 3 N 50 N
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