2019-2020新教材高中物理 课时素养评价十三 力的合成和分解（含解析）新人教版必修1

课时素养评价十三力的合成和分解(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题5分,共30分)1.关于共点力,下列说法中错误的是()A.作用在一个物体上的两个力,如果大小相同,方向相反,这两个力是共点力B.作用在一个物体上的两个力,如果是一对平衡力,则这两个力是共点力C.作用在一个物体上的几个力,如果它们的作用点在同一点上,则这几个力是共点力D.作用在一个物体上的几个力,如果它们的作用线可以相交于一点,则这几个力是共点力【解析】选A。如果作用在物体上的力,作用点在同一点,或作用线的延长线交于同一点,则这几个力是共点力。作用在同一物体上的两个力,不一定作用在同一点,作用线的延长线不一定交于同一点,这两个力不一定是共点力,故A错误;一对平衡力一定是共点力,故B正确;如果作用在物体上的力,作用点在同一点,或作用线的延长线交于同一点,则这几个力是共点力,故C、D正确。2.用两条长度相等的细绳把一个镜框挂在墙上,如图所示的四种挂法中,细绳对镜框拉力最大的是()【解析】选D。由题意知,两绳子的拉力的合力相等,根据力的平行四边形定则,可知当两绳子的夹角越大时,其拉力也越大,因此,D图的拉力最大,故D正确,A、B、C错误。3.草原上三只狼在争抢食物,三只狼沿水平方向作用力大小为800N、1000N和1200N,狼的方位不确定,三只狼合力的最大值和最小值分别为()A.3000N,0B.3000N,400NC.2200N,400ND.2200N,0【解析】选A。三力方向一致时,合力最大为3000N;800N和1000N二力合力的最大值为1800N,最小值为200N,1200N大于最小值,小于最大值,所以三力合力的最小值为0,故A正确,B、C、D错误。4.为了行车的方便与安全,上山的公路都是很长的“之”字形盘山公路,这样做的主要目的是()A.减小上山车辆受到的摩擦力B.减小上山车辆的重力C.减小上山车辆对路面的压力D.减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力【解析】选D。如图所示,重力G产生的效果是使物体下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分力F2,则F1=Gsinθ,F2=Gcosθ,倾角θ减小,F1减小,F2增大,同一座山,高度一定,把公路修成盘山公路时,长度增加,则路面的倾角减小,即减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力,可使行车安全,故D正确,A、B、C错误。5.如图所示吊床用绳子拴在两棵树上等高位置。某人先坐在吊床上,后躺在吊床上,均处于静止状态。设吊床两端系绳中的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2,则()A.坐着比躺着时F1大B.躺着比坐着时F1大C.坐着比躺着时F2大D.躺着比坐着时F2大【解析】选A。设绳与竖直方向间的夹角为θ,对吊床受力分析并根据平衡条件可得,F1=,因为坐着比躺着时θ大,所以坐着比躺着时F1大,A正确,B错误;对人受力分析,无论他是坐着还是躺着,均可以认为他只受到重力G和吊床对他的作用力F2的作用,二力平衡,所以F2的大小等于重力,即坐着与躺着时F2一样大,C、D错误。6.如图所示,起重机将重为G的重物匀速吊起,此时四条钢索与竖直方向的夹角均为60°,则每根钢索中弹力大小为()A.B.C.D.【解析】选D。设每根钢索中的弹力大小为F,如图所示,将弹力分解,则4Fcos60°=G,得F=,故选项D正确。二、计算题(本题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(14分)一个物体受到大小相等的两个拉力作用,每个拉力都是100N,若两个力的夹角为60°,求合力的大小及方向。【解析】由于两个力大小相等,夹角为60°,所以作出的平行四边形是菱形,可用计算法求得合力F,如图所示,F=2F1cos30°=F1=100N=173.2N,方向沿F1与F2夹角的平分线。答案:173.2N,方向沿F1与F2夹角的平分线。8.(16分)如图所示,在水平地面放一质量m=1.0kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数μ=0.6,在水平方向上对木块同时施加相互垂直的两个拉力F1、F2。已知F1=3.0N,F2=4.0N。(可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)则木块受到的摩擦力为多大?(2)若将F2顺时针旋转90°,此时木块在水平方向上受到的合力大小为多大?【解析】(1)由平行四边形定则作出平行四边形是矩形,由几何关系可得F1与F2的合力F==5.0N木块受到的滑动摩擦力大小为Ff=μFN=μmg=0.6×1.0×10N=6.0N,由于FFf,故木块处于静止状态,木块与地面的摩擦力为静摩擦力,大小与F1、F2的合力相等,摩擦力为5.0N。(2)当F2顺时针旋转90°时,F1与F2方向相同,它们的合力为F1+F2=7.0N6.0N,所以此时木块在水平方向受到的合力大小等于两拉力的合力与滑动摩擦力之差,即F合=7N-6N=1N。答案:(1)5.0N(2)1N(15分钟40分)9.(6分)两个大小相等的共点力F1、F2,当它们之间的夹角为90°时,合力的大小为20N,则当它们之间的夹角为120°时,合力的大小为()A.40NB.10NC.20ND.10N【解析】选B。设F1=F2=F,当它们之间的夹角α=90°时,如图甲所示,由画出的平行四边形(为正方形)得合力为F合===F。所以F=F合=×20N=10N。当两分力F1和F2之间夹角变为β=120°时,同理画出平行四边形如图乙所示。其合力F′=F1=F2=10N。10.(6分)乐轩想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也没推动,于是他便想了个妙招,如图所示,用A、B两块木板搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法正确的是()A.这是不可能的,因为乐轩根本没有用力去推衣橱B.这是不可能的,因为无论如何乐轩的力气也没那么大C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于乐轩的重力D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于乐轩的重力【解析】选C。开始乐轩是推不动衣橱的,说明乐轩的推力小于最大静摩擦力;站在人字形架上时,重力产生两个效果,分别向左右两侧推墙壁和衣橱,如图:乐轩的重力可以分解成沿A、B两个方向的力,因为底角较小,所以A、B方向的力会很大。A对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力,而水平方向的力会远大于乐轩的重力,可能大于最大静摩擦力,故C正确。11.(6分)甲、乙两人用绳子拉船,使船沿OO′方向航行,甲用1000N的力拉绳子,方向如图所示,则乙的拉力最小值为()A.500NB.500NC.1000ND.400N【解析】选B。要使船沿OO′方向航行,甲和乙的拉力的合力方向必须沿OO′方向。如图所示,作平行四边形可知,当乙拉船的力的方向垂直于OO′时,乙的拉力F乙最小,其最小值为F乙min=F甲sin30°=1000×N=500N,故B正确。12.(22分)有一直角V形槽固定在水平面上,其截面如图所示,BC面与水平面间夹角为60°。有一质量为m的正方体均匀木块放在槽内,木块与AB面、BC面间的动摩擦因数为μ,现用垂直于纸面向里的力推木块使之沿槽运动,求木块受到摩擦力的大小和方向。【解析】将重力按照实际作用效果正交分解,如图,故有:F1=mgsin60°=mg;F2=mgsin30°=mg;滑动摩擦力为:f1=μF1=μmg;f2=μF2=μmg所以木块受到摩擦力的大小:f=f1+f2=μmg,方向垂直纸面向外。答案:μmg方向垂直纸面向外