2024-2025學(xué)年高中物理第5章力與平衡第2節(jié)力的分解作業(yè)含解析魯科版必修1

PAGE6-力的分解(時間：40分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．(多選)下列說法正確的是()A．2N的力可以分解成6N和3N的兩個分力B．10N的力可以分解成5N和3N的兩個分力C．2N的力可以分解成6N和5N的兩個分力D．10N的力可以分解成10N和10N的兩個分力CD[逆向思維法，依據(jù)兩個分力的合力的取值范圍來判定．如A項(xiàng)中6N和3N的合力的范圍是3N≤F≤9N，故合力不行能是2N，即2N的力不能分解為6N和3N的兩個分力．同理B選項(xiàng)也不符合．]2．將物體所受重力按力的效果進(jìn)行分解，圖中錯誤的是()ABCDC[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)圖畫得正確，故A、B不符合題意；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，C項(xiàng)圖畫得不正確，故C符合題意；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，D項(xiàng)圖畫得正確，故D不符合題意．]3．在日常生活中，力的分解有著廣泛的應(yīng)用，如圖為用斧子把樹樁劈開的圖示，斧子對木樁施加一個向下的力F時，產(chǎn)生了大小相等的兩個側(cè)向分力F1、F2，下列關(guān)系正確的是()A．F＝2F1sineq\f(θ,2) B．F＝2F1sinθC．F＝2F1coseq\f(θ,2) D．F＝2F1cosθA[把向下的力F分解，如圖所示，則F＝2F1sineq\f(θ,2)，即A正確．]4．小明想推動家里的衣櫥，但使出了最大力氣也推不動，他便想了個妙招，如圖所示，用A、B兩塊木板，搭成一個底角較小的“人”字形架，然后往中心一站，衣櫥被推動了．下列說法正確的是()A．這是不行能的，因?yàn)樾∶鞲緵]有用力去推衣櫥B．這是不行能的，因?yàn)闊o論如何小明的力氣也沒那么大C．這有可能，A板對衣櫥的推力有可能大于小明的重力D．這有可能，A板對衣櫥的推力不行能大于小明的重力C[如圖所示：小明的重力可以分解成沿A板、B板兩個方向的力，由于底角較小，所以A板、B板方向的力會很大．A板對衣櫥的力可以分解成水平方向和垂直方向的力，而水平方向的力有可能大于小明的重力，故選C．]5．AB、AC兩光滑斜面相互垂直，AC與水平面成30°角，如圖所示．若把球的重力G依據(jù)作用效果分解，則兩個分力的大小分別為()A．eq\f(1,2)G和eq\f(\r(3),2)G B．eq\f(\r(3),3)G和eq\r(3)GC．eq\f(\r(2),3)G和eq\f(\r(2),2)G D．eq\f(\r(2),2)G和eq\f(\r(3),2)GA[對球所受重力進(jìn)行分解如圖所示．由幾何關(guān)系得F1＝Gsin60°＝eq\f(\r(3),2)G，F(xiàn)2＝Gsin30°＝eq\f(1,2)G，選項(xiàng)A正確．]6．如圖所示，物體靜止于光滑的水平面上，力F作用于物體上的O點(diǎn)，現(xiàn)要使物體所受的合力沿著OO′方向，那么必需同時再加一個力F′，這個力的最小值是()A．Fcosθ B．FsinθC．Ftanθ D．FcotθB[因合力在OO′方向上，由矢量三角形定則可知，把分力F的箭頭和線OO′上任一點(diǎn)連起來，這段線段就表示F′，如圖所示．由圖易得：當(dāng)F′與合力F合垂直時，即F′與OO′垂直時，F(xiàn)′最小，最小值為Fsinθ．]二、非選擇題(14分)7．如圖所示，一個重為100N的小球被夾在豎直的墻壁和A點(diǎn)之間，已知球心O與A點(diǎn)的連線與豎直方向成θ角，且θ＝60°，全部接觸點(diǎn)和面均不計摩擦．試求小球?qū)γ娴膲毫1和對A點(diǎn)壓力F2．解析：球的重力產(chǎn)生兩個作用效果：壓緊墻壁和A點(diǎn)，作出重力及它的兩個分力F′1和F′2構(gòu)成的平行四邊形如圖所示．球?qū)γ娴膲毫1＝F′1＝Gtan60°＝100eq\r(3)N方向垂直墻壁向右．球?qū)點(diǎn)的壓力F2＝F′2＝eq\f(G,cos60°)＝200N，方向沿O→A方向．答案：F1＝100eq\r(3)N，方向垂直墻壁向右F2＝200N，方向沿O→A方向一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．三段不行伸長的細(xì)繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，如圖所示，其中OB是水平的，A端、B端都固定，若漸漸增加C端所掛物體的質(zhì)量，則最先斷的繩()A．必定是OAB．必定是OBC．必定是OCD．可能是OB，也可能是OCA[由力的分解圖知F1最大，故OA先斷，A正確．]2．如圖所示，一個重力為10N的物體，用細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，現(xiàn)在用力F拉物體，使懸線偏離豎直方向30°時處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時所用拉力F的最小值為()A．5N B．2.5NC．8.65N D．4.3NA[如圖所示，將重力沿細(xì)線及拉力方向分解，分析圖形可知，只有當(dāng)拉力與細(xì)線垂直時，重力沿拉力方向的分力最小，依據(jù)平衡條件，F(xiàn)＝Gsin30°＝5N，故選項(xiàng)A正確．]3．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在與水平方向成θ角的推力F作用下，在水平地面上做勻速直線運(yùn)動．已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動摩擦力為()A．μmg B．μ(mg＋Fsinθ)C．μ(mg－Fsinθ) D．FcosθBD[木塊勻速運(yùn)動時受到四個力的作用：重力mg、推力F、支持力N、摩擦力f．沿水平方向建立x軸，將F進(jìn)行正交分解，如圖所示(這樣建立坐標(biāo)系只需分解F)，由于木塊做勻速直線運(yùn)動，所以，在x軸上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；在y軸上，向上的力等于向下的力(豎直方向二力平衡)．即Fcosθ＝f，N＝mg＋Fsinθ，又由于f＝μN(yùn)所以f＝μ(mg＋Fsinθ)，故本題應(yīng)選B、D．]4．如圖所示，用細(xì)線懸掛一個均質(zhì)小球靠在光滑豎直墻上．假如把線的長度縮短，則球?qū)€的拉力T、對墻的壓力N的改變狀況正確的是()A．T、N都不變B．T減小，N增大C．T增大，N減小D．T、N都增大D[繩對物體的拉力可分解為相互垂直的兩分力，如圖所示，則Tcosα＝mg，Tsinα＝N．當(dāng)繩長變短時，α角增大，cosα減小，所以T增大，N增大，故D正確．]二、非選擇題(本題共2小題，共26分)5．(13分)如圖所示，在水平地面上有一重為G＝200N的貨箱，貨箱與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，今在貨箱上施加一個與水平面成37°角斜向上的拉力作用，使其沿水平方向運(yùn)動，若這一拉力F＝100N，求貨箱受到的合力．(g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)解析：貨箱共受到四個力的作用：豎直向下的重力G、地面對貨箱豎直向上的支持力N、斜向上的拉力F、與地面的滑動摩擦力f，其受力圖如圖所示，正交分解得，豎直方向：N＋Fsin37°－G＝0 ①水平方向：Fx合＝Fcos37°－f ②且f＝μN(yùn) ③聯(lián)立①②③得Fx合＝52N由于豎直方向合外力為零，所以貨箱所受合外力F合＝Fx合＝52N，方向水平向右．答案：52N，方向水平向右6．(13分)如圖所示，已知物體在三個共點(diǎn)力的作用下沿x軸運(yùn)動，其中F1＝80N，F(xiàn)2＝120N，它們與x軸夾角都是30°，F(xiàn)3是確保物體沿x軸運(yùn)動的最小分力．試問：(1)最小分力為多大？沿什么方向？(2)三個分力的合力多大？解析：物體由靜止起先沿x軸運(yùn)動，則F1、F2和F3三個力的合力沿x軸方向，由于力的邊角關(guān)系較困難，連續(xù)利用平行四邊形定則來合成較繁瑣，但F1、F2與x軸夾角關(guān)系明確，可運(yùn)用正交分解法．如圖所示建立直角坐標(biāo)系，其中三個力的交點(diǎn)O為原點(diǎn)，以原x軸為x軸，y軸垂直于x軸方向，把F1、F2沿x、y軸分解．則F1x＝F1cos30°＝40eq\r(3)NF1y＝F1sin30°＝40NF2x