2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修一第三章 相互作用—力 第3-4节 同步练习

相互作用—力同步练习

牛顿第三定律  力的合成和分解同步练习

（答题时间：30分钟）

1. 如下图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为（    ）

A. mg和mg

B. mg和mg

C. mg和μmg

D. mg和μmg

2. 水平地面上有一木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为μ（0＜μ＜1）。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设F的方向与水平地面的夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则（    ）

A. F先减小后增大

B. F一直增大

C. F一直减小

D. F先增大后减小

3. 如图所示，一光滑斜面体固定在地面上，重力为G的物体在一水平推力F的作用下处于静止状态。若斜面的倾角为θ，则（    ）

A. F＝Gcosθ

B. F＝Gsinθ

C. 物体对斜面的压力FN＝Gcosθ

D. 物体对斜面的压力FN＝

4. 同一物体在下列几组共点力作用下可能处于静止状态的是（    ）

A. 3 N、4 N、5 N

B. 3 N、5 N、9 N

C. 4 N、6 N、11 N

D. 5 N、6 N、12 N

5. 如图所示，质量为m的木块，被水平力F紧压在倾角为θ＝60°的墙面上处于静止状态。则关于木块的受力情况、墙面对木块的作用力（压力与摩擦力的合力），下列说法正确的是（    ）

A. 墙面对木块一定有压力

B. 墙面对木块一定有摩擦力

C. 墙面对木块的作用力大小为F

D. 墙面对木块的作用力大小为

6. 大小不变的F1、F2两个共点力的合力为F，则有（    ）

A. 合力F一定大于任一个分力

B. 合力F的大小既可能等于F1，也可能等于F2

C. 合力有可能小于任一个分力

D. 在0°至180°的范围内，合力F的大小随F1、F2间夹角的增大而减小

7. 如下图所示，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sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）求：

（1）轻绳OA、OB受到的拉力是多大；

（2）物体乙受到的摩擦力是多大，方向如何。

牛顿第三定律  力的合成和分解同步练习参考答案

1.【答案】A

【解析】三棱柱受重力、斜面的支持力和摩擦力三力平衡，故FN＝mgcosθ＝mg，Ff＝mgsinθ＝mg，A选项正确。

2.【答案】A

【解析】将拉力F沿水平方向和竖直方向正交分解，由平衡条件可得：Fcosθ＝Ff、Fsinθ＋FN＝mg、Ff＝μFN，解得：F＝（其中tan＝），当θ由0逐渐增大到90°的过程中，sin （α＋θ）先增大后减小，所以拉力F先减小后增大，A正确。

3.【答案】D

【解析】物体受重力、推力和垂直斜面向上的支持力，由数学知识可得，F＝Gtanθ，

FN＝，所以A、B、C错，D对。

4.【答案】A

【解析】处于静止状态的物体所受到的合力为零，根据三个共点力的合力范围可知：3 N、4 N、5 N的合力范围是0≤F合≤12 N，故A可能；3 N、5 N、9 N的合力范围是1 N≤F合≤17 N，故B不可能；4 N、6 N、11 N的合力范围是1 N≤F合≤21 N，故C不可能；5 N、6 N、12 N的合力范围是1 N≤F合≤23 N，故D不可能。

5.【答案】ABD

【解析】对木块受力分析，受推力、重力，若没有支持力就没有摩擦力，木块不可能平衡，故一定有支持力，同理有静摩擦力，如图所示，选项A、B正确；根据共点力平衡条件，墙面对木块的作用力（压力与摩擦力的合力）与重力mg、水平推力F的合力是平衡关系，重力和推力的合力大小为，故墙面对木块的作用力大小为，选项C错误，D正确。

6.【答案】BCD

【解析】本题可采用特殊值法分析。若F1＝2 N，F2＝3 N，则其合力的大小范围是1 N≤F≤5 N，A项错误，B、C项正确；当θ＝0°时，F最大为5 N，当θ＝180°时，F最小为1 N，这说明随着夹角θ的增大，合力F减小，D项正确．

7.【答案】（1）m1g  m1g  （2）m1g  水平向左

【解析】（1）结点O受三段轻绳的拉力而平衡，力的矢量三角形如下图所示，

则有FTOC＝m1g

FTOA＝＝m1g

所以轻绳OA受到的拉力为m1g；

FTOB＝m1gtanθ＝m1g

所以轻绳OB受到的拉力为m1g。

（2）物体乙水平方向受向左的静摩擦力和向右的拉力而平衡，则有Ff＝FTOB＝m1g，方向水平向左。

力的分解深入探讨同步练习

（答题时间：20分钟）

1. 某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于墙壁的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆的重力及滑块C的重力不计，图中a＝0.5 m，b＝0.05 m，则物体D所受压力的大小与力F的比值为（    ）

A. 4    B. 5    C. 10    D. 1

2. 置于水平地面上的物体受到水平作用力F处于静止状态，如图所示。保持作用力F大小不变，将其沿逆时针方向缓缓转过180°，物体始终保持静止，则在此过程中物体对地面的正压力FN和地面给物体的摩擦力Ff的变化情况是（    ）

A．FN先变小后变大，Ff不变

B．FN不变，Ff先变小后变大

C．FN、Ff都是先变大后变小

D．FN、Ff都是先变小后变大

3. 一个力的大小为30 N，将此力分解为两个分力，这两个分力的大小不可能是（    ）

A. 10 N、10 N

B. 20 N、40 N

C. 200 N、200 N

D. 700 N、720 N

4. 一质量为m的物块静止在倾角为θ的斜面上，现对物块施加一个垂直于斜面向下的恒力F，如图所示，物体仍保持静止。则物块（    ）

A. 受到的支持力不变

B. 受到的支持力减小

C. 受到的摩擦力不变 

D. 受到的摩擦力减小

5. 如图所示，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受到水平面的支持力为FN，摩擦力为Ff，若把A向右移动一些后，A仍静止，则（    ）

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

6. 如图所示，一个重为100 N的小球被夹在竖直的墙壁和平台上的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。试求小球对墙面的压力F1和对A点的压力F2。

力的分解深入探讨同步练习参考答案

1.【答案】B

【解析】设力F与杆的夹角为θ，将力F按作用效果沿AB和AC两个方向进行分解，作出力的分解图如图甲所示。则有：

2. F1cosθ＝F

则得  F1＝F2＝

再将F2按作用效果分解为FN和FN′，作出力的分解图如图乙所示。

则有：

FN＝F2sinθ

联立得到：FN＝

根据几何知识得可知tanθ＝＝10

得到：FN＝5F

故选B。

2.【答案】D

【解析】力F与水平方向的夹角θ先增大后减小。水平方向上，Fcosθ－Ff＝0，Ff＝Fcosθ；竖直方向上，FN＋Fsinθ－mg＝0，FN＝mg－Fsinθ。故随θ变化，Ff、FN都是先减小后增大。

3.【答案】A

【解析】合力的大小小于两分力大小之和，大于两分力大小之差的绝对值，只有A不可能。

4.【答案】C

【解析】以物块为研究对象，在未施加F之前，处于静止状态，根据力的正交分解可得物块受到的支持力FN＝mgcosθ，物块受到的摩擦力Ff＝mgsinθ在施加F之后，处于静止状态，根据共点力平衡以及力的正交分解可得：物块受到的支持力FN′＝mgcosθ＋F，受到的摩擦力Ff′＝mgsinθ，故物块受到的支持力增大，受到的摩擦力不变，C正确。

5.【答案】AB

【解析】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。

6.【答案】100N，方向垂直墙壁向右  200 N，方向沿O→A方向

【解析】球的重力产生两个作用效果：压紧墙壁和A点，作出重力及它的两个分力F1′和F2′构成的平行四边形如图所示。

球对墙面的压力F1＝F1′＝mgtan  60°＝100N，方向垂直墙壁向右。

球对A点的压力F2＝F2′＝＝200 N，方向沿O→A方向