教科版高中物理必修第一冊第3章相互作用第5節(jié)力的分解練習含答案

第5節(jié)力的分解課后訓(xùn)練鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.(多選)一個力F分解為兩個力F1和F2,下列說法正確的是()A.F是物體實際受到的力B.物體同時受到F1、F2和F三個力的作用C.F1和F2的共同作用效果與F相同D.F1、F2和F滿足平行四邊形定則答案:ACD解析:在力的分解中,合力是實際存在的力,選項A正確;F1和F2是力F的兩個分力,不是物體實際受到的力,選項B錯誤;F1和F2是力F的分力,共同作用效果與F相同,其關(guān)系滿足平行四邊形定則,選項C、D正確。2.物體放置在水平面上,用大小相等的力F,按如圖所示的四種方式分別作用在同一物體上,則物體對水平面壓力最大的是()答案:C解析:A圖將拉力沿著水平和豎直方向正交分解,設(shè)拉力與水平方向夾角為θ,則壓力為N=mg-FsinθB圖壓力等于重力,即N=mgC圖壓力為N=mg+FsinθD圖為N=mg-F故C圖壓力最大。3.如圖所示,將光滑斜面上的物體的重力mg分解為F1和F2兩個力,下列結(jié)論正確的是()A.F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力,F2是物體對斜面的正壓力B.物體受mg、N、F1、F2四個力作用C.物體只受重力mg和彈力N的作用D.N、F1、F2三個力的作用效果跟mg、N兩個力的作用效果不相同答案:C解析:F1、F2是重力G的分力,都作用在物體上,施力物體都是地球,A錯誤;斜面光滑,所以物體只受重力mg和彈力N的作用,故C正確;F1、F2是重力的兩個分力,它們是等效替代的關(guān)系,效果相同,不能說物體受4個力的作用,所以B、D錯誤。4.將物體所受重力按力的效果進行分解,下圖中錯誤的是()答案:C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,A項正確;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,B項正確;C項中物體的重力應(yīng)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項錯誤。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項正確。5.(多選)如圖所示,重力為G的小球靜止在斜面上,下列關(guān)于重力的兩個分力說法正確的是()A.F1的大小等于小球?qū)醢宓膲毫Υ笮.F2是小球?qū)π泵娴恼龎毫?大小為GC.F1是小球所受重力的一個分力,大小為GtanθD.由于重力的存在,小球同時受G、F1、F2的作用答案:AC解析:小球的重力G分解為壓緊擋板的分力F1和壓緊斜面的分力F2,故F1的大小等于小球?qū)醢宓膲毫Υ笮?由幾何關(guān)系可知,其大小為Gtanθ,故A、C正確;F2是小球重力的一個分力,不是小球?qū)π泵娴恼龎毫?只是大小相等,故B錯誤;F1和F2均是重力的分力,是重力產(chǎn)生的兩個效果,不是小球受到的力,故D錯誤。6.如圖所示,將一個已知力F分解為F1和F2,已知F=10N,F1與F的夾角為37°,則F2的大小不可能是(sin37°=0.6,cos37°=0.8)()A.4N B.6NC.10N D.100N答案:A解析:根據(jù)三角形定則可知F2的最小值為當F2的方向與F1垂直時,由幾何關(guān)系可得F2的最小值為F2=Fsin37°=10×0.6N=6N,由此可知A項中F2的大小不可能出現(xiàn),故應(yīng)選A。7.如圖所示,質(zhì)量為m的小滑塊靜止在半徑為R的半球體上,它與半球體間的動摩擦因數(shù)為μ,它與球心連線跟水平地面的夾角為θ,則小滑塊()A.所受摩擦力大小為mgcosθB.所受摩擦力大小為mgsinθC.所受摩擦力大小為μmgsinθD.對半球體的壓力大小為mgcosθ答案:A解析:質(zhì)量為m的小滑塊靜止在半徑為R的半球體上,小滑塊受到重力mg、球面的支持力N和摩擦力f作用,如圖所示。重力mg產(chǎn)生兩個效果,沿切線方向使滑塊下滑,其分力等于摩擦力的大小,則f=mgcosθ,沿半徑方向壓緊球面,其分力大小等于支持力大小,則N=mgsinθ,由此可知選項B、C、D錯誤,A正確。8.(多選)如圖所示,用繩牽引小船靠岸,設(shè)水的阻力不變,在小船勻速靠岸的過程中,下列說法正確的是()A.繩的拉力不斷增大B.繩的拉力不變C.船受到的浮力減小D.船受到的浮力不變答案:AC解析:小船在牽引力的作用下勻速靠岸的過程中,受到四個力的作用,繩子的拉力T,船自身重力mg,水的阻力F阻,水對船的浮力F浮。如圖所示,繩子的拉力有兩個分力,即一個分力T1,使船靠岸,另一個分力T2,克服船的重力。由于船勻速,所以總有T1=F阻,而F阻不變,所以T1不變。但在船靠岸過程中,角θ增大,故拉力T增大,T2增大,故F浮=mg-T2減小,正確選項為A、C。能力提升1.如圖所示,用兩根承受的最大拉力相等、長度不等的細線AO、BO(AO>BO)懸掛一個中空鐵球,當在球內(nèi)不斷注入鐵砂時,則()A.AO先被拉斷B.BO先被拉斷C.AO、BO同時被拉斷D.條件不足,無法判斷答案:B解析:依據(jù)力的作用效果將重力分解如圖所示,據(jù)圖可知FB>FA,又因為兩繩承受能力相同,故當在球內(nèi)不斷注入鐵砂時,BO繩先斷,選項B正確。2.把一個力分解為兩個力F1和F2,已知合力F=40N,分力F1與合力F的夾角為30°。若F2取某一數(shù)值,可使F1有兩個大小不同的數(shù)值,則F2的取值范圍是()A.F2>403B.20N<F2≤403C.F2>40ND.20N<F2<40N答案:D解析:以合力的箭頭為圓心,以F2的大小為半徑去畫圓弧與F1相交,分別可得到下圖所示的幾種情況:(a)(b)(c)(1)當F2<Fsin30°=20N時,圓弧與F1沒有交點,即不能畫出平行四邊形,無解。(2)當F2=Fsin30°=20N時,圓弧與F1相切,有一個解,且此時F2具有最小值,如圖(a)所示。(3)當20N<F2<40N時,圓弧與F1有兩個交點,有兩個解,即F2的某一數(shù)值對應(yīng)著F1的兩個不同的數(shù)值,如圖(b)所示。(4)當F2≥F=40N時,圓弧與F1雖然有兩個交點,但只能作出一個平行四邊形,F1只有唯一解,如圖(c)所示。所以,若F2取某一數(shù)值,可使F1有兩個大小不同的數(shù)值,則F2的取值范圍為20N<F2<40N。故A、B、C錯誤,D正確。3.明朝謝肇淛的《五雜組》中記載:“……姑蘇虎丘寺塔傾側(cè),議欲正之,非萬緡不可,一游僧見之曰:無煩也,我能正之?！庇紊刻鞂⒛拘◤乃韮A斜一側(cè)的磚縫間敲進去,經(jīng)月余扶正了塔身。假設(shè)所用的木楔為等腰三角形,木楔的頂角為θ,現(xiàn)在木楔背上加一力F,方向如圖所示,木楔兩側(cè)產(chǎn)生推力為N,則有()A.N=F2sinθ2 B.N=C.N=Fsinθ D.N=F答案:A解析:選木楔為研究對象,木楔受到的力有水平向左的F和兩側(cè)給它的與木楔的斜面垂直的彈力。由于木楔處于平衡狀態(tài),所以兩側(cè)給木楔的斜面垂直的彈力與F沿兩側(cè)分解的力是相等的,力F的分解如圖:則F=F1cos(90°-θ2)+F2cos(90°-θ2)=2F1cos(90°-θ2)=2FN=F1故得N=F2sinθ2,故A正確,B、C4.如圖所示,楔形物體傾角為θ=30°,放在水平地面上;輕質(zhì)硬桿下端帶有滑輪,上端頂有重1000N的物體,硬桿只能沿滑槽上下滑動。不計一切摩擦,則作用于楔形物體上的水平推力至少多大才能將重物頂起?答案:1解析:水平推力F有兩個效果,垂直于斜面向上支持滑輪和垂直于水平面壓地面,如圖所示。斜面對桿的支持力大小為N=Fsinθ要使輕桿頂起重物,則應(yīng)使Ncosθ≥G,即Fsinθ·cosθ解得F≥Gtanθ=100035.質(zhì)量為m的物體,放在一固定斜面上,當斜面傾角為37°時恰能沿斜面勻速下滑。保持斜面傾角為37°,對物體施加一水平向右的恒力F,如圖所示,這時物體能沿斜面勻速向上滑行(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)。已知重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.試求:(1)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)μ;(2)水平恒力F的大小。答案:(1)0.75(2)247解析:(1)物體勻速下滑時,受力如圖(a)