高中物理人教版第三章相互作用學業(yè)分層測評15

學業(yè)分層測評(十五)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．(多選)下列說法正確的是()A．力的分解是力的合成的逆運算B．把一個力分解為兩個分力，這兩個分力共同作用的效果應當與該力作用的效果相同C．力的合成和力的分解都遵循平行四邊形定則D．部分小于全體，分力一定小于合力【解析】力的合成是求幾個力的合力，而力的分解是求一個力的分力，且都滿足平行四邊形定則，因此，A、C均正確；合力與分力有等效替代關系，所以合力的作用效果與分力的共同作用效果一定相同，B正確；分力可以大于合力，如兩力大小相等方向相反時，合力為零，所以D錯誤．【答案】ABC2．如圖3-5-15所示，將光滑斜面上物體的重力mg分解為F1、F2兩個力，下列結論正確的是()【導學號：16190142】圖3-5-15A．F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力，F(xiàn)2是物體對斜面的正壓力B．物體受mg、FN、F1、F2四個力作用C．物體只受重力mg和支持力FN的作用D．力FN、F1、F2三個力的作用效果跟mg的作用效果相同【解析】物體受到重力的施力物體是地球；支持力的施力物體是斜面；F1、F2是將重力按效果分解所得的兩個分力，實際不存在，綜上可知，C正確，A、B、D錯誤．【答案】C3．下圖中的四幅圖展示了某同學做引體向上運動前的四種抓杠姿勢，其中手臂受力最小的是()ABCD【解析】人體的重力可沿兩手臂向下分解為使手臂張緊的兩分力．由平行四邊形定則可知，兩分力的夾角越大，分力就越大，要省力的話，兩臂需平行，故B正確．【答案】B4．將物體所受重力按力的效果進行分解，下列選項中錯誤的是()【解析】A項中物體重力分解為垂直于斜面使物體壓緊斜面的分力G1和沿斜面向下使物體向下滑的分力G2；B項中物體的重力分解為沿兩條細繩使細繩張緊的分力G1和G2，A、B項畫得正確．C項中物體的重力應分解為垂直于兩接觸面使物體緊壓兩接觸面的分力G1和G2，故C項畫錯．D項中物體的重力分解為水平向左壓緊墻的分力G1和沿繩向下使繩張緊的分力G2，故D項畫得正確．【答案】C5．如圖3-5-16所示，用拇指、食指捏住圓規(guī)的一個針腳，另一個有鉛筆芯的腳支撐在手掌位置，使OA水平，然后在外端掛上一些不太重的物品，這時針腳A、B分別對手指和手掌有作用力，對這兩個作用力方向的判斷，下列圖中大致正確的是()【導學號：16190143】圖3-5-16【解析】以圓規(guī)上的O點為研究對象，O點所掛重物的兩個作用效果是沿AO方向向左拉OA和沿OB方向斜向下壓OB，通過圓規(guī)兩針腳作用在手上的力如選項C所示．【答案】C6．(多選)如圖3-5-17所示，甲、乙、丙三個物體質(zhì)量相同，與地面的動摩擦因數(shù)相同，受到三個大小相同的作用力F，當它們滑動時，受到的摩擦力大小是()甲乙丙圖3-5-17A．甲、乙、丙所受摩擦力相同B．甲受到的摩擦力最小C．乙受到的摩擦力最大D．丙受到的摩擦力最大【解析】圖中三個物體對地面的壓力分別為FN甲＝mg－Fsinθ，F(xiàn)N乙＝mg＋Fsinθ，F(xiàn)N丙＝mg，因它們均相對地面滑動，由摩擦力Ff＝μFN知，F(xiàn)f乙>Ff丙>Ff甲，C正確．【答案】BC7．如圖3-5-18所示，物體靜止在光滑水平面上，力F作用于物體上的O點，現(xiàn)要使物體受到由O指向O′方向的合力(F與OO′都在同一平面內(nèi)，與OO′間夾角為θ)．那么，必須同時再加一個力，這個力的最小值是()圖3-5-18A．Fcosθ B．FsinθC．Ftanθ D．Fcotθ【解析】已知合力F合的方向由O指向O′，但大小不確定，又已知一個分力F的大小和方向，確定另一個分力(設為Fx)的最小值．根據(jù)三角形定則可畫出一個任意情況，如圖甲所示．從圖中可看出，F(xiàn)x的大小就是過F的箭頭向直線OO′上所引直線的長度，在不考慮合力大小的情況下，欲使Fx最小，應使Fx與直線OO′垂直，如圖乙所示，此時Fx＝Fsinθ.甲乙【答案】B8．如圖3-5-19所示，光滑斜面的傾角為θ，有兩個相同的小球1、2，分別用光滑擋板A、B擋住．擋板A沿豎直方向，擋板B垂直斜面．試求：【導學號：16190144】圖3-5-19(1)分別將小球所受的重力按效果進行分解；(2)球1對擋板和斜面的壓力大??；(3)球2對擋板和斜面的壓力大?。窘馕觥壳?所受重力按效果分解如圖甲所示，甲乙F1＝Gtanθ，F(xiàn)2＝eq\f(G,cosθ)，球2所受重力按效果分解如圖乙所示，F(xiàn)3＝Gsinθ，F(xiàn)4＝Gcosθ.【答案】(1)見解析圖(2)Gtanθeq\f(G,cosθ)(3)GsinθGcosθ[能力提升]9．(2023·嘉興高一檢測)暑期中，一位同學在廚房幫媽媽做菜，對菜刀產(chǎn)生了興趣．他發(fā)現(xiàn)菜刀刀刃前端和后端的厚薄及形狀都不一樣，如圖3-5-20所示，菜刀橫截面為等腰三角形，刀刃前端的橫截面頂角較小，后端的頂角較大．對此他做出如下猜想，較合理的是()圖3-5-20A．前端和后端厚薄不勻，僅是為了外形美觀，跟使用功能無關B．在刀背上施加壓力時，前端分開其他物體的力較大C．在刀背上施加壓力時，后端分開其他物體的力較大D．在刀背上施加壓力時，前端和后端分開其他物體的力一樣大【解析】把刀刃部分抽象后，可簡化成一個等腰三角劈，設頂角為2θ，背寬為d，側面長為l，如圖乙所示．當在劈背施加壓力F后，產(chǎn)生垂直側面的兩個分力F1、F2，使用中依靠著這兩個分力分開被加工的其他物體，由對稱性知，這兩個分力大小相等(F1＝F2)，因此畫出力分解的平行四邊形，實為菱形，如圖丙所示．在這個力的平行四邊形中，取其四分之一考慮(圖中陰影部分)，根據(jù)它跟半個劈的直角三角形的相似關系，得F1＝F2＝eq\f(F,2sinθ).由此可見，刀背上加上一定的壓力F時，側面分開其他物體的力跟頂角的大小有關，頂角越小，sinθ的值越小，F(xiàn)1和F2越大．但是，刀刃的頂角越小時，刀刃的強度會減小，碰到較硬的物體刀刃會卷口甚至碎裂，實際制造過程中為了適應加工不同物體的需要，所以做成前部較薄，后部較厚．使用時，用前部切一些軟的物品(如魚、肉、蔬菜、水果等)，用后部斬劈堅硬的骨頭之類的物品，俗話說：“前切后劈”，指的就是這個意思，故B正確，A、C、D錯誤．甲乙丙【答案】B10．(多選)把一個已知力F分解，要求其中一個分力F1跟F成30°角，而大小未知；另一個分力F2＝eq\f(\r(3),3)F，但方向未知，則F1的大小可能是()\f(\r(3),3)F \f(\r(3),2)F\r(3)F \f(2\r(3),3)F【解析】因Fsin30°<F2<F，所以F1的大小有兩種情況，如圖所示．FOA＝Fcos30°＝eq\f(\r(3),2)FFAB＝FAC＝eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3)F))2－Fsin30°2)＝eq\f(\r(3),6)FF11＝FOA－FAB＝eq\f(\r(3),3)F，F(xiàn)12＝FOA＋FAC＝eq\f(2\r(3),3)F，A、D正確．【答案】AD11．如圖3-5-21所示，工人在推一臺割草機，其推力F＝100N，方向與水平面夾角為30°.圖3-5-21(1)畫出100N的推力的水平和豎直分力．(2)若割草機重300N，則割草機對地面向下的作用力是多少？【解析】(1)如圖所示(2)推力向下的分力F1＝Fsin30°＝50N對地面作用力為F1與割草機重力的合力：F合＝F1＋mg＝350N.【答案】(1)見解析圖(2)350N12．如圖3-5-22所示，用繩AC和BC吊起一重物，繩與豎直方向的夾角分別為30°和60°，AC繩能承受的最大拉力為150N，而BC繩能承受的最大拉力為100N，求物體最大重力不能超過多少？【導學號：16190145】圖3-5-22【解析】重物靜止，建立沿水平方向