中职物理第五节 力的合成与分解优秀随堂练习题

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一、力的合成与分解
1．如图所示，将光滑斜面上的物体的重力mg分解为、两个力，下列结论正确的是（ ）
A．是斜面作用在物体上使物体下滑的力，是物体对斜面的正压力
B．物体受mg、、、四个力作用
C．物体受重力mg、弹力和摩擦力作用
D．、、三个力的作用效果跟mg、两个力的作用效果相同
【答案】D
【详解】斜面光滑，则物体受重力mg、和弹力作用，、只是重力的两个分力，其作用效果与mg相同，即、、三个力的作用效果跟mg、两个力的作用效果相同，的作用效果是使物体下滑，作用效果是物体对斜面产生正压力，故选项ABC错误，D正确。
故选D。
2．如图所示，光滑斜面的倾角为，有两个相同的小球分别被光滑挡板挡住。挡板A沿竖直方向，挡板B垂直于斜面，斜面受到a、b两小球的压力大小之比是多少（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】如图1所示，球的重力作用效果，是同时挤压斜面和挡板，则重力的两个分力方向分别垂直斜面和挡板。
由图1可得斜面受到的压力大小为
如图2所示，斜面受到的压力大小为
故
即两挡板受到小球的压力大小之比为。
故选A。
3．用轻质细绳系住一小球，小球静止在光滑斜面上，如图所示，1为水平方向、2为沿斜面方向、3为沿绳方向、4为竖直方向、5为垂直斜面方向。若要按照力的实际作用效果来分解小球的重力，下列叙述中正确的是（ ）
A．将小球的重力沿1和5方向分解
B．将小球的重力沿2和5方向分解
C．将小球的重力沿3和5方向分解
D．将小球的重力沿3和2方向分解
【答案】C
【详解】小球的重力有两个效果：一个效果是拉细线、一个效果是压斜面。
故选C。
4．如图，用M、N两个弹簧秤在O点作用两个力，此时α+β=90°，然后保持M的示数不变，而使α角减小，为保持两力合力不变且始终沿虚线方向，可采用的办法是（ ）
A．减小N的示数同时减小β角
B．减小N的示数同时增大β角
C．增大N的示数同时增大β角
D．增大N的示数同时减小β角
【答案】A
【详解】然后保持M的示数不变，而使α角减小，为保持两力合力不变且始终沿虚线方向，如图所示
由图可知，可采用的办法是减小N的示数同时减小β角。
故选A。
5．将一重为G的铅球放在倾角为50°的斜面上，并用竖直挡板挡住，铅球处于静止状态。不考虑铅球受到的摩擦力，铅球对挡板的压力为、对斜面的压力为，则（ ）
A．B．C．D．
【答案】C
【详解】根据重力的作用效果，分解为垂直于挡板和垂直于斜面两个方向的分力，有
故ABD错误；C正确。
故选C。
6．如图所示，质量为的物体放在水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数，g取。当物体做匀速直线运动时，下列说法正确的是（ ）
A．牵引力F的最小值为B．牵引力F的最小值为
C．最小牵引力F与水平面的夹角为D．最小牵引力F与水平面的夹角为
【答案】D
【详解】分析物体受力情况，受到重力、支持力、拉力、摩擦力，建立直角坐标系进行力的分解，如图所示
根据平衡条件得
根据摩擦力的计算公式可得
联立解得
其中
则
所以F的最小值为
此时
故选D。
7．梅州的非物质文化遗产有不少，兴宁花灯就是其中一种，它与北京宫灯是一脉相承，始于宋代，流行于明清，是传承了上千年的客家传统习俗，花灯用四条长度相同、承受能力相同的绳子高高吊起，如图所示，绳子与竖直方向夹角为，花灯质量为m，则下列说法正确的是（ ）
A．每条绳子的拉力均相同B．增大绳子与竖直方向的夹角，花灯受的合外力增大
C．绳子拉力的合力方向为竖直方向D．绳子长一些更易断
【答案】C
【详解】A．每条绳子的拉力的大小相等，但力的方向不一样，A错误；
B．由于花灯处于静止状态，所以合外力始终为零，所以增大绳子与竖直方向的夹角，花灯受的合外力不变，B错误；
C．合外力始终为零，子拉力与重力等大反向，故绳子拉力的合力方向为竖直方向，C正确；
D．设绳子拉力为，则
解得
绳子长一些，夹角减小，则拉力变小，不容易断，D错误。
故选C。
8．如图所示，甲、乙两位同学用同样大小的力提着一个水桶，水桶在空中处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．大小都等于水桶重力的一半
B．与竖直方向的夹角相等
C．减小与的夹角，大小不变
D．减小与的夹角，的合力变大
【答案】B
【详解】A．根据平衡条件可知，只有当都是沿竖直向上的方向时，两力大小才等于水桶重力的一半，故A错误；
B．由平衡条件可知，与竖直方向的夹角相等，故B正确；
CD．两人的合力确定，大小等于桶和水的重力，根据力的合成结论可知，两分力夹角越小，分力越小，故CD错误。
故选B。
9．如图所示，五个共点力的合力为0，现在保持其他力不变，进行如下操作，其中正确的是（ ）
A．如果撤去，物体所受合力大小为，方向和方向相反
B．如果将减半，合力大小为
C．如果将逆时针旋转90°，合力大小将变为
D．如果将逆时针旋转180°，合力大小将变为
【答案】B
【详解】A．五个共点力的合力为0，F2、F3、F4、F5的合力与大小相等方向相反，如果撤去，物体所受合力大小为，方向和方向相反，故A错误；
B．五个共点力的合力为0，F1、F3、F4、F5的合力与大小相等方向相反，如果将减半，合力大小为
故B正确；
C．五个共点力的合力为0，F1、F2、F4、F5的合力与大小相等方向相反，如果将逆时针旋转90°，合力大小将变为
故C错误；
D．五个共点力的合力为0，F1、F2、F3、F4、的合力与大小相等方向相反，如果将逆时针旋转180°，合力大小将变为
故D错误。
故选B。
10．如图所示，用一根轻质细绳将一幅画框对称悬挂在墙壁上，下列哪种方案一定能减小细绳上拉力（ ）
A．只增大挂钉间距离B．只缩短轻绳长度
C．增大挂钉间距离，同时增加轻绳长度D．减小挂钉间距离，同时增加轻绳长度
【答案】D
【详解】对画框进行受力分析，受重力，两个拉力，如图所示
由平衡条件可知，两绳拉力的合力与画框重力大小相等，方向相反，所以两个拉力的合力F不变。若只增大挂钉间的距离，则相当于增加了两分力间的夹角，根据力的合成规律可知，两分力变大，即细绳上的拉力变大；若只缩短轻绳长度，相当于两分力的夹角变大，即细绳上的拉力变大；若增大挂钉间距离，同时增加轻绳长度，则两分力的夹角可能变大，可能不变，可能变小，即细绳上的拉力不一定变小；若减小挂钉间距离，同时增加轻绳长度，则两分力的夹角变小，即细绳上的拉力减小。
故选D。
11．如图，耕地过程中，耕索与竖直方向成角，牛通过耕索拉犁的力为F，犁对耕索的拉力为T，忽略耕索质量，则（ ）
A．耕索对犁拉力的水平分力为B．耕索对犁拉力的竖直分力为
C．犁匀速前进时，F和T的合力为零D．犁加速前进时，有
【答案】A
【详解】AB．如图，将力F进行正交分解
可得
即耕索对犁拉力的水平分力为，竖直分力为。故A正确，B错误；
C．耕索拉犁的力F和犁对耕索的拉力T为一对相互作用力，作用在两个物体上，不能够进行合成。故C错误；
D．相互作用力永远是等大的，故D错误。
故选A。
12．两个共点力的大小分别为5N和10N，则这两个力的合力大小可能为（ ）
A．50NB．20NC．5ND．0
【答案】C
【详解】两力合成时，合力范围为
即
故选C。
13．一物体同时受到同一平面内三个力的作用，下列几组力的合力可能为零的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】ABD
【详解】A．5N与7N合成最大12N，最小2N，当取8N时与第三个力合成，最终合力为0N，故A正确；
B．5N和2N合成最大7N，最小3N，当取3N时与第三个力合成，最终合力为0N，故B正确；
C．1N和5N合成最大6N，最小4N，不可能为10N，故与第三个力不可能平衡，故C错误；
D．10N和1N合成最大11N，最小9N，当取10N时，与第三个力平衡，最终合力为0N，故D正确。
故选ABD。
14．如图所示，物体在恒力F=20N的作用下，在水平面上运动，恒力F与水平面的夹角，，，恒力F沿水平方向的分力大小F，沿竖直方向的分力大小Fy，关于这两个分力的大小，正确的是（ ）
A．F=12NB．F=16NC．F=12ND．F=16N
【答案】BC
【详解】水平分力大小为
竖直分力大小为
故选BC。
15．下列关于合力和分力的说法正确的是（ ）
A．将一个已知力分解，若已知一个分力的大小和方向，有唯一解
B．合力大小可能小于分力大小
C．两个分力大小一定，其夹角越大，合力越大
D．3N、4N、5N的三个力合成的最小值为
【答案】AB
【详解】A．由平行四边形定则可知，将一个已知力分解，若已知一个分力的大小和方向，有唯一解，故A正确；
B．合力与分力的大小关系满足
可知合力大小可能小于分力大小，故B正确；
C．两个分力大小一定，其夹角越大，合力越小，故C错误；
D．3N、4N、5N的三个力合成的最小值为0，故D错误。
故选AB。