2024-2025學(xué)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(shí)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(zhǎng)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(duì)路面的壓力D．減小上山車輛的重力平行于路面對(duì)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(shí)，使長(zhǎng)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(duì)下的分力，可使行車平安，故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．]2．人們不行能用雙手掰開一段木樁，若用斧子就簡(jiǎn)單把木樁劈開。如圖所示，斧子的兩個(gè)斧面間的夾角為θ，兩個(gè)斧面關(guān)于豎直平面對(duì)稱，當(dāng)斧子對(duì)木樁施加一個(gè)豎直向下的力F時(shí)，木樁的兩個(gè)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(gè)分力，這兩個(gè)分力分別與劈的兩個(gè)側(cè)面垂直，依據(jù)對(duì)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(gè)菱形。因?yàn)榱庑蔚膶?duì)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(gè)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(gè)物體質(zhì)量相同，與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，受到三個(gè)大小相同的作用力F，當(dāng)它們滑動(dòng)時(shí)，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(gè)物體對(duì)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(duì)地面滑動(dòng)，由摩擦力f＝μN(yùn)知，f乙>f丙>f甲，B、C正確．]4．生活中的物理學(xué)問(wèn)無(wú)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(shí)候，我們可以看到有一個(gè)三角形的東西在兩鏈中間運(yùn)動(dòng)，使很難干脆分開的拉鏈很簡(jiǎn)單拉開，關(guān)于其中的物理原理，以下說(shuō)法中正確的是()A．拉開拉鏈時(shí)，三角形的物體增大了分開拉鏈的力B．拉開拉鏈時(shí)，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(shí)，三角形的物體增大了分開拉鏈的力，但合上拉鏈時(shí)減小了合上拉鏈的力D．以上說(shuō)法均不正確A[拉開拉鏈時(shí)，三角形的物體在兩鏈間和拉鏈一起運(yùn)動(dòng)，手的拉力在三角形的物體上產(chǎn)生了兩個(gè)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(jiǎn)單地被三角形的物體分開．甲乙合上拉鏈時(shí)，手的拉力在三角形物體上產(chǎn)生的兩個(gè)分力，如圖乙所示，依據(jù)邊角關(guān)系，仍有F1＝F2＞F，即增大了合上的力，所以，只有選項(xiàng)A正確．]5．將物體所受重力按力的效果進(jìn)行分解，下列選項(xiàng)中錯(cuò)誤的是()C[A項(xiàng)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(duì)下使物體向下滑的分力G2；B項(xiàng)中物體的重力分解為沿兩條細(xì)繩使細(xì)繩張緊的分力G1和G2，A、B項(xiàng)畫得正確；C項(xiàng)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(xiàng)畫錯(cuò)；D項(xiàng)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(xiàng)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(diǎn)，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(shí)再加一個(gè)力，這個(gè)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(gè)分力F的大小和方向，確定另一個(gè)分力(設(shè)為Fx)的最小值．依據(jù)三角形定則可畫出一個(gè)隨意狀況，如圖甲所示．從圖中可看出，F(xiàn)x的大小就是過(guò)F的箭頭向直線OO′上所引直線的長(zhǎng)度，在不考慮合力大小的狀況下，欲使Fx最小，應(yīng)使Fx與直線OO′垂直，如圖乙所示，此時(shí)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(guò)多少？[解析]重物靜止，建立沿水平方向、豎直方向的坐標(biāo)軸，將各力分解如圖，可得：TACsin30°＝TBCsin60° ①TACcos30°＋TBCcos60°＝G ②由以上兩式解得：當(dāng)TBC＝100N時(shí)，TAC＝173.2N而當(dāng)TAC＝150N時(shí)，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(guò)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(guò)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(guò)程中，下列說(shuō)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(guò)程中θ減小，由①得F增大，再由②得N減小，所以應(yīng)選A、D.]2．(多選)把一個(gè)已知力F分解，要求其中一個(gè)分力F1跟F成30°角，而大小未知；另一個(gè)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(yùn)動(dòng)，已知推力F與水平面的夾角為θ，物體與地面間的動(dòng)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(duì)F進(jìn)行正交分解，水平方向上，由二力平衡知f＝Fcosθ，故選項(xiàng)A正確；由豎直方向平衡知FN＝mg＋Fsinθ，則f＝μFN＝μ(mg＋Fsinθ)，故選項(xiàng)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(zhǎng)度增加一些，則繩對(duì)球的拉力F1和墻對(duì)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(dāng)繩的長(zhǎng)度增加一些時(shí)，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(guò)跨過(guò)定滑輪的輕繩牽引重為200N的物體，當(dāng)繩與水平面成60°角時(shí)，物體靜止，不計(jì)滑輪與繩的摩擦，求地面對(duì)人的支持力和摩擦力的大小．[解析]人與重物靜止，所受合力皆為零，對(duì)重物分析得，繩的張力F1＝200N，人受四個(gè)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(duì)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(dòng)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