人教版高中物理必修1《第5单元力的合成和分解共点力的平衡》单元测试卷(A卷)

1、人教版高中物理必修1第5单元力的合成和分解共点力的平衡单元测试卷（A卷）一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）1.某质点在巧、F2和F3三个共点力作用下处于平衡状态，各力的方向所在直 线如图所示，各力的矢量起点均在O点，终点未画出.若sn37o = 0.6,S汛53。= 0.8,则各力的大小关系是（）A. Fl: F2: F3 =3： 4： 5B. Fl: F2: F3 = 4： 3： 5C.巧：F2: f =5： 3： 4D. Fl: F2: F3 = 5： 4： 32.漫画中的大力士用绳子拉动汽车，绳中的拉力为F，绳与水平方向的夹角为&若将F沿水平和竖直方向分解，则其竖直方向的

2、分力为（）3. 一物体在三个共点力的作用下处于平衡状态.则这三个共点力的大小不可能是（）A. 4M 3N、6N B. ION、30N、50N C 8N、6N、SN D 30N、40N. 50N4. 下列说法正确的是（）A. 木块放在桌而上受到一个向上的惮力，这是由于木块发生微小形变而产生的B. 速率、速度的变化量、重力加速度都是属于标量C. 两个分力的合力可以比两个分力都大，也可以比两个分力都小D. 三个共点力大小分别为6 N, 7N, 12N,其合力的最小值为IN5. 物块在轻绳的拉动下沿粗糙水平地而匀速运动，己知物块与地而之间的动摩擦因数为空，重力2加速度取10ms2o若轻绳能承受的最大张

3、力为IoOoM则物块的质量最大为（）6.A. 150仪B. IGGyJ3kgC. 200心D. 200y3kg如图所示，质量为加的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上.已知三棱柱与斜而之间的动摩擦因数为“，斜而的倾角为30。，则斜面对三棱柱的支持 力与摩擦力的大小分别为（）斜面的倾角为B.如g和学mgD. mg mgA. Mmg和扌mgC.mg二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）7. 把一个力分解为两个力时，下列说法中正确的是（）A. 一个分力变大时，另一个分力一泄会变小B. 两个分力可以同时变大C. 不论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的一半D. 不论如何分解，两个分力不能同时大于这个

4、力的两倍8. 如图所示，四种情境中物体A均处于静止状态，它与外界的接触面（点）均光滑（其中D图中O点为球心，C点为重心L下而选项中物体A所受弹力示意图正确的是（）如图所示,F2D A.WXXAXK9.一个固泄的斜而，一个小物块在水平推力作用下处于静止状态，关于小物块的受力，下列说法正确的是（）A. 立受到重力、弹力、摩擦力和水平推力四个力B. 水平推力和重力的合力一泄垂直斜面方向C. 不一上受到摩擦力，摩擦力也不一泄沿斜而向上D. 斜而的支持力和水平推力的合力方向可能竖直向上10.明朝谢肇海的 伍杂组中记载：“明姑苏虎丘寺塔倾侧，议欲正之,非万缗不可。一游僧见之曰：无烦也，我能正之。”游僧每天

5、将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了 塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为比现在木楔背上加一力F,方向如图所示，木楔两侧产生推力fz,贝J()A. 若F定，&大时FN大B.若F迄，&小时FN大C.若0定，F大时FN大D.若&一定，F小时FN大三、填空题(本大题共1小题，共9.0分)11. 某同学在糾佥证力的平行四边形泄则的实验中，(1) 完成其中两个实验步骤时的操作如下： 在水平放置的木板上垫一张白纸并固泄好，把橡皮条的一端固立在木板上，另一端拴两根细 线，通过细线同时用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条，使它与细线的结点达到某一位置O点， 在白纸上记下

6、O点和两个弹簧秤的读数Fl和F?,并记下两细线的方向. 只用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条，使它的伸长量与用两个弹簧秤拉时伸长量一样，记下此时弹簧秤的读数F和细线的方向.请指出该同学操作中，有疏漏的步骤是：_疏漏的是(2) 在上述实验中，操作正确情况下，用Fl和甩表示两个互成角度的力，F表示由平行四边形立 则作岀的Fl与F?的合力：尸表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力，则下图中符合实验事实的是四、实验题(本大题共1小题，共6.0分)12. (1)某实验小组在值成角度的两个共点力的合成实验中，做好实验准备后，先用两个弹簧秤 把橡皮条的结点拉到某一位置O,此时他们需要记录的是、两弹簧秤的 和两细绳套的，接

7、着用一个弹簧秤拉橡皮条，要特别注意的是 .(2)图甲为"探究求合力的方法”的实验装巻下列说法中正确的是 .A在测量同一组数据什、為和合力F的过程中，橡皮条结点O的位不能变化B. 弹簧测力计拉细线时，拉力方向必须竖直向下C. F1. F?和合力F的大小都不能超过弹簧测力计的量程D为减小测量误差，F1. F?方向间夹角应为90。弹簧测力计的指示如图乙所示，由图可知拉力的大小为N.（3）在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其他步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化?答：（选填“变”或“不变”）五、简答题（本大题共1小题，共3.0分）13. 如图所示，一根轻绳上端固左在O点，下端拴一个重为G

8、的钢球A,球处于静 止状态.现对球施加一个方向水平向右的外力F,使球缓慢地偏移，在移动过 程中的每一时刻，都可以认为球处于平衡状态，外力F方向始终水平向右，最大值为2G.试分析:（1）在直角坐标系中画岀描述上述物理过程的张力T与偏角&的（±）的关系图象.由图示位苣撒去外力F（轻绳与竖直方向夹角为8）无初速释放小球，求当小球通过最低点时的 速度大小及轻绳对小球的拉力.不计空气阻力，轻绳长设为厶六、计算题（本大题共3小题，共45.0分）14. 如图，钉子A、B相距5/,处于同一髙度。细线的一端系有质量为M 的物块，另一端绕过A固立于小球固定在细线上C点，B、C间的 线长为3仁小球

9、和物块都静止时，与水平方向的夹角为53。忽略一切摩擦，重力加速度为 g,取SmS30 = 0.8, cos53° = 06, cos26.5o = 0.89f 求:(1) 小球的质量：(2) 钉子A所受压力FN的大小和方向。15. 如图所示，A. B两球完全相同，质量均为阳 用两根等长的细线悬挂在O点, 两球之间固连着一根劲度系数为k的轻弹簧，静止不动时，弹簧位于水平方向， 两根细线之间的夹角为2已 已知下列各情况中.弹簧与AB两球心连线始终共线.求:(1) 系统静止时，弹簧的长度被压缩了多少？(2) 现在B上施加一水平向右的恒力，其大小为F,使得OA线竖直绷紧，求系统静I匕时弹簧的

10、形变昼(3)求上述(2)中OB线中张力的大小.16. 如图，水平细杆上套有一质量为M的小环A用轻绳将质WhTn =1.0切的小球B与A相连，B受到始终与水平成53。角的风力作用，与A起向右匀速运动，此时轻绳与水平方向的夹角为37。，运动过程中B球始终在水平细杆的正下方，且与A的相对位置不变。已知细杆与环A间的动摩擦因数为“=扌，(g = lQms2fsin37Q = 06CoS37。= 0.8)求:S(1) B对绳子的拉力大小(2) 力环的质量。答案与解析1倍案：D解析：解：将三个力沿FI方向和垂直于FI方向分解，在垂直FI方向上有：F2sin370 = F3sn530t所以 唇=警£

11、; = ?在沿FI方向上有：Fl = F2Cos370 + F3CosS30,解得食=営所以巧：F2: F3 =5： 4： 3.故 D正确，A、B、C错误。故选:DO将三个力沿Fl方向和垂直于Fl方向分解，通过正交分解法求出三个力之比.解决本题的关键抓住合力为零，运用正交分解进行求解.知道分解的方向上合力为零.2. 答案：A解析：将F分解为水平方向和竖直方向，根据平行四边形泄则求出竖直分力的大小。解决本题的关键知道分力与合力遵循平行四边形左则，并掌握三角知识的运用。将F分解为水平方向和竖直方向，根据平行四边形定则，竖直方向上分力FX = Fsin.故A正确，BCD 错误。故选A。3. 答案：B

12、解析：解：A、3N, 4N的合力范围为1N<F7N, 6N的力在这个合力范用内，三力可能平衡.故 A错误：B、WN, 30N的合力范囤为20N<F<40N, 50N的力不在这个合力范围内，三力不平衡.故B 正确：C、6N, 5N的合力范围为INSF,今 IINt 8N的力在这个合力范用内，三力可能平衡.故C错误；D、30N, 40N的合力范用为10NF70N, 50N的力在这个合力范围内，三力可以平衡.故D 错误.故选：B.4. 答案：C解析：略5. 答案：C解析：以物体为研究对象，沿斜而方向根据平衡条件列方程求解物块的最大质量。本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题

13、的一般步骤是：确左研究对象、进行受力分析、 利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程 进行解答。以物体为研究对象，沿斜面方向根据平衡条件可得：F = mgsin300 + mgcos30°当拉力最大时质量最大，解得：m = 200kg,故Q正确，ABD错误。故选CO6答案：A解析：解：对三棱柱受力分析如图所示:对重力进行分解，根据共点力平衡条件得出三棱柱合力为0,那么沿斜而方向的合力为0,垂直斜而方向合力为0。利用三角函数关系得出：FN = mgcos300 =歩mg，Ff = mgsin3OQ =故选:Ao对小球进行受力分析，运用力的合

14、成或分解结合共点力平衡条件解决问题.注意几何关系的应用 7答案：BC解析: 合力的作用效果与分力的共同作用效果相同。根据平行四边形泄则可以知道介力与分力的大小关系。 解决本题的关键知道分力和合力遵循平行四边形左则，以及知道合力的作用效果与两分力的作用效 果是等效的。A设把一个力F分解为耳、F?两个分力，当马、F?在一条直线上且方向相反时，且FI较大时候，则 有F = FI-F2t当Fl变大时，F?也变大，故A错误：B由力的平行四边形立则可知，两个分力可以同时变大，也可以同时变小，故B正确；C.根据力的平行四边形眾则，结合三角形知识，无论如何分解，两个分力不可能同时小于这个力的 一半，故C正确；

15、D合力与分力符合三角形泄则，在三角形中，两个边的长度能同时大于第三个边长度的两倍，故D 错误：故选BCa8. 答案：AD解析：弹力产生在接触而上，常见的支持力或压力是弹力，它们的方向是垂直接触而指向受力物体。对于A项，可运用假设法判断两球之间有无弹力。解决本题的关键是掌握支持力或压力的方向特点，知逍它们都垂直接触面指向受力物体。解：弹力的点与而接触，弹力方向垂直于接触而，点与球而接触，弹力方向为垂直切面的方向，沿 半径方向过球心，故BC错误，AD)E确。故选AZ9. 答案：CD解析：解：人、对川分析可知，如果力F沿斜而向上的分力等于重力沿斜而向下的分力，则物体不 受摩擦力，此时物体受到重力、支

16、持力和推力3个力，故A错误：B、如果摩擦力不为零，水平推力和重力的合力与支持力、摩擦力的合力平衡，不垂直于斜而方向, 故B错误；C、是否受到摩擦力，关键看F沿斜而向上的分力与重力沿斜面向下的分力大小，所以物体不一泄 受到摩擦力，摩擦力也不一泄沿斜面向上，故C正确：D. 如果摩擦力为零，则斜面的支持力和水平推力的合力与重力平衡，英方向可能竖直向上，故D正确C故选：CDQ物体是否受到摩擦力，关键看F沿斜而向上的分力与重力沿斜面向下的分力大小，根据有无摩擦力 结合平衡条件进行解答。本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确左研究对象、进行受力分析、 利用平行四边形法则进行力的介成

17、或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程 进行解答。10答案：BC解析：由于木楔处在静止状态，故可将力F沿与木楔的斜面垂直且向上的方向进行分解，根据平行四边形左则，画出力F按效果分解的图示。并且可据此求出木楔对两边产生的压力。对力进行分解时，一立要分淸力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形左则或三角形左则 进行分解即可。选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向左的F、和两侧给它的与木楔的斜而垂直的弹力，由 于木楔处于平衡状态，所以两侧给它的与木楔的斜而垂直的弹力与F沿两侧分解的分力是相等的， 力F的分解如图:贝Ih F = FICOS(90° - ) + F2s

18、(90o -= 2F1cos(900 - ¾ = 2flsin 所以:FI = 由公式可知，当F込&小时FN大：当&一芯F大时FN大，故AD错误，BC正确。故选BCC11倍案：还应将结点达到同一位过。点BC 解析：解：(1)在两个操作步骤中，有疏漏的是步骤，疏漏的步骤是还应将结点达到同一位置O 点(2) 该实验中F是由平行四边形法则得岀的合力，而F是通过实际实验得出的，故尸应与OA在同一 直线上，而F与耳、F?组成平行四边形，故B、C正确，A、D错误.故答案为：(1)，还应将结点达到同一位置0点.(2) EC.该实验采用等效法，两次拉橡皮条都要将橡皮筋拉到同一结点0,

19、并记录拉力的大小和方向.根据 实验的原理和数据的处理方法可知各图是否符合实验事实.这个实验的原理是：记录的是两个分力的大小和方向，以及实际合力的大小和方向，利用平行四边 形画出合力的理论值再和实际的合力进行比较.因此明确实验原理是解答问题的关键.12. 答案：同一结点0：大小：方向;拉到同一结点0： (2MC： 4.00； (3)不变.解析：解：(1)在本实验中为了得出平行四边形，我们需要知道两分力的大小和方向，故应记下两个 弹簧秤的读数及两个细绳套的方向，同时为了能准确的得出合力的大小，应让两次拉时的效果相同， 应记下橡皮条结点的位置以保证下次能拉至同一位置，得出相同的效果：应特别注意应将橡

20、皮条的结点拉到同一位宜，以保证一个力拉与两个力拉时的效果相同：(2) A.在测呈:同一组数据耳、F?和合力F的过程中，橡皮条结点O的位置不能变化，故A错误：B、弹簧测力计拉细线时，拉力方向不一泄竖直向下，故B错误；C、F1.甩和合力尸的大小都不能超过弹簧测力计的量程，故C正确；D、本实验只要使两次效果相同就行，两个弹簧称拉力的方向没有限制.故D错误：故选：AC.(3) 弹簧测力计的指示如图乙所示，由图读岀弹簧测力计的最小分度是0.1N,读数时估计到0.0IM由 图可知拉力的大小为4.00N.(4) 在实验中细线是否伸缩对实验结果没有影响，故换成橡皮筋可以同样完成实验，故实验结果不变; 故答案为

21、：(1)同一结点O：大小：方向：拉到同一结点0： (2)AC: 4.00； (3)不变.本实验的目的是要验证平行四边形泄则，故应通过平行四边形得出合力再与真实的合力进行比较； 理解实验的原理即可解答本题.先读出弹簧测力计的最小分度，再读出整数，再估读岀小数部分.实验的核心是实验原理，根据原理选择器材，安排实验步骤，分析实验误差，明确注意两项，进行 数据处理等等.本题属于对实验原理的直接考查，应准确掌握实验的目的及实验原理分析需要记录 的内容，在学习绝不能死记硬背.13. 答案：解：当水平拉力F=O时，轻绳处于竖直位巻时，绳子张力最小Tl = G当水平拉力F = 2G时，绳子张力最大T2 = G

22、2+ (2G)2 = 5G因此轻绳的张力范围是：G <T < 5G设在某位球处于平衡位苣，受力如图所示：由平衡条件得Tcos = G所以心朽(2)小球从释放到最低点的过程中，根据动能定理得：2 = mgL(l cos) 9解得：V = yj2gL(l cosy)在最低点，根据牛顿第二左律得：T mg = m L解得：T = mg + 2(1 COSB)mg = (3 2cos)mg答：(1)在直角坐标系中画出描述上述物理过程的张力T与偏角8的(±)的关系图象，如图所示.(2)当小球通过最低点时的速度大小为j2gLQ - CoS0)，轻绳对小球的拉力为(3 - 2cos)m

23、g解析：(1)当水平拉力F=O时，轻绳处于竖直位置时，绳子张力最小，当水平拉力F = 2G时，绳子 张力最大，根据平衡条件列方程求解T的范囤，钢球始终处于平衡状态，对钢球进行受力分析，钢 球受重力G、绳子拉力T和外力F三力作用下平衡，依据平衡条件列方程找出T与&的函数关系，进 而画出图象：(2)小球从释放到最低点的过程中，根据动能定理求解速度，在最低点，根据牛顿第二立律求解绳子 拉力.此题不仅对平衡条件能熟练的应用，还要能根拯平衡条件能找岀力随角度变化的关系属于中档题， 有一泄的难度.14倍案：解：CL)由图知,cos53。=普=0.6所以乙C = 90°设小球质疑为加，AC、BC的拉力分别为F- F2,有FlSIn530 = F2cosS3°mg = FlCoS530 + F2sin530FI = Mg解得m = -M3(2)钉子所受压力等于两细线合力，根据几何关系可知合力方向沿与竖直方向成26.5。向右下方故 FN= 2 MgCOS26.S0解得 FN = 1.78Mg答：小球的质量为舟M：钉子A所受压力FN的大小为