2 力的合成与分解
选择题（1～10题为单项选择题，11～14题为多项选择题）
1．下列说法中错误的是（ ）
A．力的合成遵循平行四边形定则
B．一切矢量的合成都遵循平行四边形定则
C．以两个分力为邻边的平行四边形的两条对角线都是它们的合力
D．与两个分力共点的那一条对角线所表示的力是它们的合力
解析 平行四边形定则是矢量的合成法则，比如力、速度、加速度的合成均遵循平行四边形定则，故A、B的说法正确；需要注意的是合力用与两分力共点的对角线表示，故C的说法错误，D的说法正确。
答案 C
2．如图1所示，舰载机保持牵引力F大小不变在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止，此时阻拦索夹角θ＝120°，空气阻力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为（ ）
图1
A. B．F C.F D．2F
答案 B
3．如图所示，F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形，这三个力的合力最大的是（ ）
解析 由矢量合成法则可知A图的合力为2F3，B图的合力为0，C图的合力
为2F2，D图的合力为2F1，因F2为直角三角形的斜边，故这三个力的合力最大的为C图。
答案 C
4．两个大小相等的共点力F1、F2，当它们的夹角为90°时，合力大小为20 N，那么当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为（ ）
A．40 N B．10 N C．20 N D．10 N
解析 设F1＝F2＝F，当它们的夹角为90°时，其合力为F＝20 N，F＝10 N。当夹角为120°时，其合力的大小与F的大小相等。故选B。
答案 B
5．如图2所示，作用于O点的三个力F1、F2、F3合力为零。F1沿－y方向，大小已知。F2与＋x方向夹角为θ（θ＜90°），大小未知。下列说法正确的是（ ）
图2
A．F3一定指向第二象限
B．F3一定指向第三象限
C．F3与F2的夹角越小，则F3与F2的合力越小
D．F3的最小可能值为F1cos θ
解析 因F1、F2、F3的合力为零，故F3应与F2、F1的合力等大反向，故F3可能在第二象限，也可能在第三象限，A、B错误；F3、F2的合力与F1等大反向，而F1大小、方向均已知，故F3与F2的合力与其夹角大小无关，C错误；当F3与F2垂直时，F3最小，其最小值为F1cos θ，D正确。
答案 D
6．（2016·宝鸡质检）在如图3所示的甲、乙、丙、丁四幅图中，滑轮本身所受的重力忽略不计，滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上，一根轻绳ab绕过滑轮，a端固定在墙上，b端下面挂一个质量都是m的重物，当滑轮和重物都静止不动时，甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹角均为θ，乙图中木杆P竖直。假
设甲、乙、丙、丁四幅图中滑轮受到木杆P的弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD，则以下判断中正确的是（ ）
图3
A．FA＝FB＝FC＝FD B．FD＞FA＝FB＞FC
C．FA＝FC＝FD＞FB D．FC＞FA＝FB＞FD
解析 绳上拉力等于重物所受的重力mg，设滑轮两侧细绳之间的夹角为φ，滑轮受到木杆P的弹力F等于滑轮两侧细绳拉力的合力，即F＝2mgcos ，由夹角关系可得FD＞FA＝FB＞FC，选项B正确。
答案 B
7．如图4所示，一条小船在河中向正东方向行驶，船上挂起一风帆，帆受侧向风力作用，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，侧向风力和绳子拉力的合力大小及绳子拉力F2的大小为（ ）
图4
A．50 N 50 N B．50 N 50 N
C．50 N 25 N D．50 N 50 N
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＝F1cos 30°＝100× N＝50 N。
F2＝F1sin30 °＝100×N＝50 N。
故选项B正确。
答案 B
8．如图5所示，用相同的弹簧测力计将同一个重物m分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，读数分别是F1、F2、F3、F4，已知θ＝30°，则有（ ）
图5
A．F4最大 B．F3＝F2
C．F2最大 D．F1比其他各读数都小
解析 由平衡条件可知：F2cos θ＝mg，2F3cos θ＝mg，F4＝mg，F1＝mgtan θ，因此可知F1＝mg，F2＝mg，F3＝mg，故选项A、B、D错误，C正确。
答案 C
9．（2016·徐州三模）如图6所示，在粗糙水平面上放置A、B、C三个物块，物块之间由两根完全相同的轻弹簧相连接，两弹簧的伸长量相同，且它们之间的夹角∠ABC＝120°，整个系统处于静止状态。已知A物块所受的摩擦力大小为f，则B物块所受的摩擦力大小为（ ）
图6
A.f B．f C.f D．2f
解析 A水平方向上受弹簧的拉力T和水平面的静摩擦力f作用，根据共点力平衡条件可知T＝f，由于两根弹簧相同，且伸长量相同，因此，两弹簧上的弹力大小相等。对B分析，水平方向受两弹簧的拉力和水平面的静摩擦力f′作用，
根据共点力平衡条件可知f′＝2Tcos 60°＝f，故B正确。
答案 B
10．（2017·山西大同联考）一铁球悬挂在OB绳的下端，轻绳OA、OB、OC的结点为O，轻绳OA悬挂在天花板上的A点，轻绳OC拴接在轻质弹簧测力计上。第一次，保持结点O位置不变，某人拉着轻质弹簧测力计从竖直位置缓慢转动到水平位置，如图7中的甲所示，弹簧测力计的示数记为F1。第二次，保持轻绳OC垂直于OA，缓慢释放轻绳，使轻绳OA转动到竖直位置，如图中的乙所示，弹簧测力计的示数记为F2。则（ ）
图7
A．F1恒定不变，F2逐渐增大
B．F1、F2均逐渐增大
C．F1先减小后增大，F2逐渐减小
D．F1逐渐增大，F2先减小后增大
解析 题图甲中，OA与OC的合力与重力等大反向，且保持不变，OA的方向不变，通过画平行四边形可知，当OC顺时针转动到水平位置时，F1先减小后增大。题图乙中，设OA绳与竖直方向的夹角为θ，因为OA与OC垂直，且合力与重力等大反向，故F2＝mgsin θ，根据题意，随着θ的减小，F2逐渐减小，故选项C正确。
答案 C
11．三个力作用在同一物体上，其大小分别为6 N、8 N、12 N，其合力大小可能是（ ）
A．4 N B．0 N C．15 N D．28 N
解析 对于三个力的合成，应该是先求任意两个力的合力大小的取值范围，再去与第三个力合成即可。由于6 N、8 N这两个力的合力的大小介于2 N与14 N之间，再与12 N的力去合成，则其最小值是0 N，而最大值为（6＋8＋12） N
＝26 N。所以正确的选项是A、B、C。
答案 ABC
12．（2016·盐城期末）如图8所示，吊车用两根等长的绳子OA和OB将质量分布均匀的铁板匀速吊离地面。下列说法中正确的是（ ）
图8
A．绳越长，每根绳对铁板拉力越小
B．绳越长，两根绳对铁板拉力的合力越小
C．两根绳子对铁板拉力的合力竖直向上
D．两根绳子对铁板的拉力和铁板的重力是共点力
解析 对铁板进行受力分析，铁板受重力mg、和两根绳的拉力T作用，且绳的拉力沿绳方向，设∠AOB＝θ，由于铁板被匀速吊起，因此根据共点力平衡条件，铁板所受合力为零，故B错误，D正确；在竖直方向上有2Tcos ＝mg，在水平方向上合力为零，即两根绳子对铁板拉力的合力与重力等大反向，故C正确；当绳变长时，θ变小，因此T变小，故A正确。
答案 ACD
13．如图9所示，将力F分解为F1和F2两个分力，已知F1的大小和F2与F之间的夹角α，且α为锐角，则（ ）
图9
A．当F1＞Fsin α时，一定有两解
B．当F1＝Fsin α时，有唯一解
C．当F1＜Fsin α时，无解
D．当Fsin α＜F1＜F时，一定有两解
解析 将一个力分解为两个分力，由三角形定则知分力与合力可构成封闭三角形。当F1＜Fsin α时，三个力不能构成封闭三角形，故不可能分解为这样的一
对分力F1和F2，选项C正确；当F1＝Fsin α时，可构成唯一一个直角三角形，选项B正确；当Fsin α＜F1＜F时，F1、F2与F可构成两个矢量三角形，即有两解，选项D正确；对于选项A，由于不能确定F1是否小于F，由前面的分析知，选项A错误。
答案 BCD
14．如图10所示是剪式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°，则下列判断正确的是（ ）
图10
A．此时两臂受到的压力大小均为5.0×104 N
B．此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×105 N
C．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大
D．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将减小
解析 将汽车对千斤顶的压力F分解为沿两臂的两个分力F1、F2，如图所示，根据对称性可知，两臂受到的压力大小相等，即F1＝F2。由2F1cos θ＝F得F1＝F2＝＝1.0×105 N，选项A错误；根据牛顿第三定律可知在，千斤顶对汽车的支持力等于汽车对千斤顶的压力，为1.0×105 N。选项B正确；由F1＝F2＝可知，当F不变、θ减小时，cos θ增大，F1、F2减小。选项C错误，D正确。
答案 BD
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