2024-2025學年高中物理第2章力6力的分解作業(yè)含解析教科版必修1

PAGE6-力的分解(時間：40分鐘分值：100分)(15分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1．為了行車的便利與平安，上山的馬路都是很長的“之”字形盤山馬路，這樣做的主要目的是()A．減小上山車輛受到的摩擦力B．減小上山車輛的重力C．減小上山車輛對路面的壓力D．減小上山車輛的重力平行于路面對下的分力D[如圖所示，重力G產(chǎn)生的效果是使物體下滑的分力F1和使物體壓緊斜面的分力F2，則F1＝Gsinθ，F(xiàn)2＝Gcosθ，傾角θ減小，F(xiàn)1減小，F(xiàn)2增大，同一座山，高度肯定，把馬路修成盤山馬路時，使長度增加，則路面的傾角減小，即減小上山車輛的重力平行于路面對下的分力，可使行車平安，故D正確，A、B、C錯誤．]2．人們不行能用雙手掰開一段木樁，若用斧子就簡單把木樁劈開。如圖所示，斧子的兩個斧面間的夾角為θ，兩個斧面關于豎直平面對稱，當斧子對木樁施加一個豎直向下的力F時，木樁的兩個劈開面受到的側(cè)向壓力FN等于()A．FN＝eq\f(F,sin\f(θ,2)) B．FN＝eq\f(F,sinθ)C．FN＝eq\f(F,2sin\f(θ,2)) D．FN＝eq\f(F,2sinθ)C[如圖所示，將力F分解為F1、F2兩個分力，這兩個分力分別與劈的兩個側(cè)面垂直，依據(jù)對稱性，兩分力F1、F2大小相等，這樣，以F1、F2為鄰邊的平行四邊形就是一個菱形。因為菱形的對角線相互垂直且平分，所以有：F1＝F2＝eq\f(F,2sin\f(θ,2))，木樁的兩個劈開面受到的側(cè)向壓力FN等于eq\f(F,2sin\f(θ,2)).]3．(多選)如圖所示，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A．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BC[圖中三個物體對地面的壓力分別為N甲＝mg－Fsinθ，N乙＝mg＋Fsinθ，N丙＝mg，因它們均相對地面滑動，由摩擦力f＝μN知，f乙>f丙>f甲，B、C正確．]4．生活中的物理學問無處不在，如圖是我們衣服上的拉鏈的一部分，在把拉鏈拉開的時候，我們可以看到有一個三角形的東西在兩鏈中間運動，使很難干脆分開的拉鏈很簡單拉開，關于其中的物理原理，以下說法中正確的是()A．拉開拉鏈時，三角形的物體增大了分開拉鏈的力B．拉開拉鏈時，三角形的物體只是為了將拉鏈分開并沒有增大分開拉鏈的力C．拉開拉鏈時，三角形的物體增大了分開拉鏈的力，但合上拉鏈時減小了合上拉鏈的力D．以上說法均不正確A[拉開拉鏈時，三角形的物體在兩鏈間和拉鏈一起運動，手的拉力在三角形的物體上產(chǎn)生了兩個分力，如圖甲所示，在α角很小的狀況下，F(xiàn)1＝F2＞F，即分力大于手的拉力，所以很難干脆分開的拉鏈很簡單地被三角形的物體分開．甲乙合上拉鏈時，手的拉力在三角形物體上產(chǎn)生的兩個分力，如圖乙所示，依據(jù)邊角關系，仍有F1＝F2＞F，即增大了合上的力，所以，只有選項A正確．]5．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()C[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和沿斜面對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．]6．如圖所示，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，必需同時再加一個力，這個力的最小值是()A．Fcosθ B．FsinθC．Ftanθ D．FcotθB[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．依據(jù)三角形定則可畫出一個隨意狀況，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狀況下，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]二、非選擇題(14分)7．如圖所示，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？[解析]重物靜止，建立沿水平方向、豎直方向的坐標軸，將各力分解如圖，可得：TACsin30°＝TBCsin60° ①TACcos30°＋TBCcos60°＝G ②由以上兩式解得：當TBC＝100N時，TAC＝173.2N而當TAC＝150N時，TBC＝86.6N<100N將TAC＝150N，TBC＝86.6N代入②式解得G＝173.2N所以重物的最大重力不能超過173.2N.[答案]173.2N(25分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題，每小題6分)1．(多選)人站在岸上通過定滑輪用繩牽引低處的小船，如圖所示，若水的阻力恒定不變，則在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．繩的拉力保持不變C．船受到的浮力保持不變D．船受到的浮力不斷減小AD[小船受力如圖，利用正交分解法分析：水平方向上：Fsinθ＝f①豎直方向上：Fcosθ＋N＝mg②船靠岸過程中θ減小，由①得F增大，再由②得N減小，所以應選A、D.]2．(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()A.eq\f(\r(3),3)F B.eq\f(\r(3),2)FC.eq\r(3)F D.eq\f(2\r(3),3)FAD[因Fsin30°<F2<F，所以F1的大小有兩種狀況，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．]3．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的物體受到推力F作用，沿水平方向做勻速直線運動，已知推力F與水平面的夾角為θ，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，則物體所受的摩擦力大小為()A．Fcosθ B．μmgC．μF D．μ(mg＋Fsinθ)AD[如圖所示，對F進行正交分解，水平方向上，由二力平衡知f＝Fcosθ，故選項A正確；由豎直方向平衡知FN＝mg＋Fsinθ，則f＝μFN＝μ(mg＋Fsinθ)，故選項D正確．]4.如圖所示，用輕繩將小球懸掛在光滑的墻上，假如把繩的長度增加一些，則繩對球的拉力F1和墻對球的彈力F2的改變狀況是()A．F1增大，F(xiàn)2減小B．F1減小，F(xiàn)2增大C．F1和F2都減小D．F1和F2都增大C[分析小球受力如圖所示，F(xiàn)1與F2的合力與mg等大反向，當繩的長度增加一些時，θ變小，由圖可知，F(xiàn)1和F2均減小，故C正確．]eq\o(二、非選擇題本題共2小題，共26分)5．(12分)如圖所示，重為500N的人通過跨過定滑輪的輕繩牽引重為200N的物體，當繩與水平面成60°角時，物體靜止，不計滑輪與繩的摩擦，求地面對人的支持力和摩擦力的大?。甗解析]人與重物靜止，所受合力皆為零，對重物分析得，繩的張力F1＝200N，人受四個力作用，可將人所受的繩的拉力正交分解，如圖所示．F1的水平分力：F1x＝F1cos60°＝100N，F(xiàn)1的豎直分力：F1y＝F1sin60°＝100eq\r(3)N，在x軸上，人所受的摩擦力f＝F1x＝100N.在y軸上，人所受的三力平衡，地面對人的支持力N＝G－F1y＝(500－100eq\r(3))N＝100(5－eq\r(3))N≈326.8N.[答案]326.8N100N6．(14分)如圖所示，A、B兩物體疊放在水平地面上，已知A、B的質(zhì)量分別為mA＝10kg，mB＝20kg，A、B之間，B與地面之間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.5.一輕繩一端系住物體A，另一端系于墻上，繩與豎直方向的夾角為37°.今欲用外力將物體B勻速向右拉出，求所加水平力F的大?。?sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2)[解析]分析A、B的受力如圖所示，建立