高中物理 第五章 力与平衡 第二节 力的分解同步测试 鲁科版必修1.doc

第二节 力的分解一、单选题（共10题；共20分）1.如图所示，轻绳mo和no共同吊起质量为m的重物。mo与no垂直，mo与竖直方向的夹角。已知重力加速度为g。则（）a.mo所受的拉力大小为b.mo所受的拉力大小为c.no所受的拉力大小为d.no所受的拉力大小为2.如图所示，小球静止在小车中的光滑斜面a和光滑竖直挡板b之间，原小车向左匀速运动，现在小车改为向左减速运动，那么关于斜面a对小球的弹力fna的大小和挡板b对小球的弹力fnb的大小，以下说法正确的是( )a.fna不变，fnb减小b.fna增大，fnb不变c.fnb有可能增大d.fna可能为零3.如图所示，倾角为的斜面上固定有一竖直挡板，重为g的光滑小球静止时对挡板的压力为fn ， 小球的重力按照产生的作用效果可分解为（ ）a.垂直于斜面的分力和水平方向的分力，且fn=gtanb.垂直于斜面的分力和水平方向的分力，且fn=gsinc.垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力，且fn=gtand.垂直于斜面的分力和平行于斜面的分力，且fn=gsin4.放在斜面上的物体，所受重力g可以分解使物体沿斜面向下滑的分力g1和使物体压紧斜面的分力g2 ， 当斜面倾角增大时（） a.g1和g2都增大b.g1和g2都减小c.g1增大，g2减小d.g1减小，g2增大5.如图所示，某人正在用绳子拉动小车，绳对车的拉力，与水平方向的夹角为目，小车沿水平地面做匀速直线运动，则小车受到的阻力大小为( )a.b.c.d.6.将一个大小为8n的力分解成两个分力，下列各组值不可能的是（） a.25n和20nb.12n和10nc.10n和17nd.1n和11n7.如图，不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上o点，跨过滑轮的细绳连接物块a、b，a、b都处于静止状态，现将物块b移至c点后，a、b仍保持静止，下列说法正确的是（ ）a.b与水平面间的摩擦力减小b.地面对b的弹力减小c.悬于墙上的绳所受拉力不变d.a、b静止时，图中、 三角始终相等8.如图所示，一只蚂蚁从半球体的底端缓慢地（速度可忽略不计）爬上顶端的过程中，下列说法正确的是（） a.蚂蚁受到球面的摩擦力逐渐变大b.蚂蚁受到球面的支持力逐渐变小c.蚂蚁受到球面的支持力保持不变d.蚂蚁受到球面的摩擦力逐渐变小9.如图，物体在水平力f作用下静止在斜面上。若稍许增大f ， 仍使物体静止在斜面上，则斜面对物体的静摩擦力ff、支持力fn以及ff和fn的合力f变化情况是（ ）a.ff不一定增大，fn一定增大，f一定增大b.ff一定增大，fn一定增大，f不变c.ff、fn、f均增大d.ff、fn不一定增大，f一定增大10.已知一个力f=10 n，可分解为两个分力f1和f2 ， 已知f1方向与f夹角为30（如图所示），f2的大小为10n，则f1的大小可能是（ ）a.5 nb.10 nc.15nd.20n二、多选题（共3题；共9分）11.如图，一光滑的轻滑轮用细绳oo悬挂于o点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b外力f向右上方拉b，整个系统处于静止状态若f方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则（）a.绳oo的张力也在一定范围内变化b.物块b所受到的支持力也在一定范围内变化c.连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化d.物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化12.已知某力的大小为10n，则可将此力分解为下列哪些组力（ ） a.3n、3nb.6n、6nc.100n、100nd.400n、400n13.已知一个力的大小和方向，把它分解成两个力，下列情况中有唯一解的是（） a.已知两个分力的方向b.已知一个力的大小和方向c.已知一个力的大小和另一个分力的方向d.已知一个分力的大小或已知一个分力的方向三、填空题（共3题；共4分）14.已知一个力f=100n，把它分解为两个力，已知其中一个分力f1与f的夹角为600 ， 则另一个分力f2的最小值为_。 15.如图所示，一个质量为20kg的小球沿倾角为30的斜面下滑时重力会产生两个效果，则重力沿斜面方向的分力是_和垂直于斜面方向的分力是_（g取10m/s2） 16.将一个100n的力分解成在同一平面内相互垂直的两个分力，其中一个分力的大小为60n，则另一个分力的大小为_n 四、解答题（共2题；共10分）17.如图所示，轻绳oa一端系于天花板上，与竖直方向的夹角为30，水平轻绳ob的一端系于竖直墙上，o点挂一重物如果绳oa能承受的最大拉力是300n，其余两绳能承受的拉力足够大，那么在o点最多能挂多重的重物？此时绳ob的拉力是多大？18.如图所示，帆板船的帆与船身成37角，今有垂直于帆，大小为400n的风力作用于帆面上，求： ( 1 )船在前进方向上获得的推力大小( 2 )船的侧面所受的推力大小（sin37=0.6，cos37=0.8） 五、综合题（共2题；共20分）19.重为40n的物体与竖直墙面间的动摩擦因数为=0.4，若用斜向上的推力f=50n支撑住物体，物体处于静止状态，如图所示（1）这时物体受到的摩擦力是多少牛？ （2）要使物体匀速下滑，推力的方向不变，则大小应变为多大？（sin 37=0.6，cos 37=0.8） 20.在民航业内，一直有“黑色10分钟”的说法，即从全球已发生的飞机事故统计数据来看，大多数的航班事故发生在飞机起飞阶段的3分钟和着陆阶段的7分钟。飞机安全事故虽然可怕，但只要沉着冷静，充分利用逃生设备，逃生成功概率相当高，飞机失事后的90秒内是逃生的黄金时间。如图为飞机逃生用的充气滑梯，滑梯可视为理想斜面，已知斜面长l=8m，斜面倾斜角=37，人下滑时与充气滑梯间动摩擦因素为 =0.5。不计空气阻力，g=10m/s2 ， sin37=0.6，cos37=0.8，求：（1）旅客从静止开始由滑梯顶端滑到底端逃生，需要多长时间？ （2）一旅客若以v0=4.0m/s的初速度抱头从舱门处水平逃生，当他落到充气滑梯上后没有反弹，由于有能量损失，结果他以v=4.0m/s的速度开始沿着滑梯加速下滑。该旅客以这种方式逃生与（1）问中逃生方式相比，节约了多长时间？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】b 【解析】【分析】物体处于平衡状态，水平方向，竖直方向，联立可得，b对【点评】本题难度较小，进行受力分析是学生必须掌握的内容，根据物体的运动状态分析受力情况时，方法有：力的合成与分解、正交分解、矢量三角形、相似三角形等2.【答案】a 【解析】【解答】分析小球的受力，原来受重力和两个弹力的作用，合力为零；现在还是受重力与两个弹力的作用，可是小球要在水平向右方向产生加速度，而在竖直方向不产生加速度，把fna正交分解，它在竖直方向的分力应大小不变，而fna的方向又不变，所以fna的大小和方向与原来相同，只有水平向左的弹力fnb减小，选项a正确.【分析】本题考查了力的平衡条件和正交分解法及牛顿第二定律的综合应用3.【答案】a 【解析】【解答】解：按照作用效果分解，可以将重力分解为垂直于 斜面方向和水平方向两个分力，水平方向上的分力大小等于小球对挡板的压力，根据平行四边形定则得，fn=gtan故a正确，b、c、d错误故选a【分析】小球有压斜面和压挡板的效果，按照作用效果分解，根据平行四边形定则求出对挡板的压力大小4.【答案】c 【解析】【解答】解：斜面上物体的重力，按效果分解的力图如图 根据数学知识可知：g1=gsin，g2=gcos当斜面倾角增大时，则g1增大，g2减小，故c正确，abd错误；故选：c【分析】斜面上物体的重力，按效果分解为为平行于斜面使物体下滑的分力 f1和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力f2 ， 作出力的分解图，由数学知识求出两个分力的大小5.【答案】a 【解析】【分析】小车匀速运动，水平方向合力为零，所以小车受到的阻力大小为 ， a正确。【点评】当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受到的力是平衡力。6.【答案】d 【解析】【解答】解：a、25n与20n的合力范围是5nf45n可能为8n故a正确 b、12n与10n的合力范围是2nf22n可能为8n故b正确c、10n与17n的合力范围是2nf27n可能为8n故c正确d、1n与11n的合力范围是10nf12n不可能为8n故d错误本题选不可能的，故选：d【分析】两个力的合力范围是大于等于两个力之差的绝对值，小于等于两个力之和，根据该规律判断选项的正确与否7.【答案】d 【解析】【解答】解：a、b、对物体a受力分析，受到重力和细线的拉力，根据平衡条件，拉力等于物体a的重力，当把物体b移至c点后，绳子bo与水平方向的夹角变小，但细线的拉力不变；再对物体b受力分析，受重力、支持力、拉力和向后的静摩擦力，如图根据共点力平衡条件，有tcos=fn+tsin=mg由于角变小，故b与水平面间的静摩擦力变大，支持力n变大，故ab错误；c、对滑轮受力分析，受物体a的拉力（等于其重力），ob绳子的拉力t以及悬于墙上的绳子的拉力f，由于重力和ob绳子的拉力相等且夹角变大，故其合力变小，故墙上的绳子的拉力f也变小，故c错误；d、对滑轮受力分析，受物体a的拉力（等于重力），ob绳子的拉力t以及悬于墙上的绳子的拉力f，由于重力和ob绳子的拉力相等，故合力在角平分线上，故=，又由于三力平衡，故ob绳子的拉力t也沿着前面提到的角平分线，绳子拉力沿着绳子方向，故=，故d正确；故选：d【分析】当把物体b移至c点后，绳子bo与水平方向的夹角变小，对a和b分别受力分析，然后运用共点力平衡条件结合正交分解法进行分析8.【答案】d 【解析】【分析】蚂蚁缓慢上爬，受力平衡，向上爬时所处位置倾角减小a、由于，减小，减小，所以a错b、，减小，增大，b错c、理由同b，c错d、理由同a，d对。【点评】对物体进行受力分析，注意合力与分力的关系。9.【答案】a 【解析】【解答】物体受重力、支持力、推力及摩擦力而处于平衡状态；根据受力分析及正交分解可得：在垂直斜面方向上，fn=gcos+fsin；增大推力f ， 则支持力一定增大；沿斜面方向上有：fcos=mgsin+f；若推力沿斜面向上的分力大于重力的分力，则摩擦力向下，若推力增大，则摩擦力增大；若推力沿斜面向下的分力小于重力的分力，则摩擦力向上，若推力增大，则摩擦力减小；物体处于静止，合力为零：ff和fn的合力f与重力与f的合力等大反向，推力f增大，则重力与f的合力增大，则ff和fn的合力f增大；故选：a.【分析】本题考查了物体的平衡及正交分解法10.【答案】d 【解析】【解答】解：已知合力f=10 n，f1方向与f夹角为30，f2的大小为10n，以f的箭头处为圆心，以f2的大小为半径做圆，则该圆与f1的交点即f1的大小，如图，所以f1的长度为oa时： = 所以：oaf=120则：ofa=18030120=30所以：f1=f2=10nf1的长度为ob时： = 所以：obf=60则：ofa=1803060=90所以：f1= = =20n，故abc错误，d正确；故选：d【分析】已知合力，一个分力的方向，另一分力的大小，根据平行四边形定则作图分解即可二、多选题11.【答案】b,d 【解析】【解答】ac、由于整个系统处于静止状态，所以滑轮两侧连接a和b的绳子的夹角不变；物块a只受重力以及绳子的拉力，由于物体a平衡，则连接a和b的绳子张力t保持不变；由于绳子的张力及夹角均不变，所以oo中的张力保持不变，故ac均错误；bd、b处于静止即平衡状态，对b受力分析有：力t与力f与x轴所成夹角均保持不变，由平衡条件可得：n+fsin+tsinmg=0fcos+ftcos=0由此可得：n=mgfsintsin由于t的大小不变，可见当f大小发生变化时，支持力的大小也在一定范围内变化，故b正确f=tcosfcos由于t的大小不变，当f大小发生变化时，b静止可得摩擦力的大小也在一定范围内发生变化，故d正确故选：bd【分析】本题抓住整个系统处于静止状态，由a平衡可知，绳子拉力保持不变，再根据平衡条件由f的大小变化求得物块b所受各力的变化情况12.【答案】b,c,d 【解析】【解答】解：a、两个力合成的最大值为3n+3n=6n，小于10n，故a不可能；b、6n与6n合成最大12n，最小0n，可以为10n，故b可能；c、100n与100n合成最大200n，最小0n，可以为10n，故c可能；d、400n与400n合成最大800n，最小0n，可以为10n，故d可能；故选：bcd【分析】合力与分力是等效替代关系，符合平行四边形定则；两个分力同向时合力最大，反向时合力最小13.【答案】ab 【解析】【解答】解：a、已知两个分力的方向，根据平行四边形定则，有唯一解； ， 故a正确；b、已知一个分力的大小和方向，平行四边形唯一，故只有一个解，故b正确；c、已知一个分力的大小和另一个分力的方向，根据平行四边形定则，如图可能有两组解，故c错误；d、已知合力与两个分力的大小，根据三角形定则，方向有可能不同，如下图故d错误；故选：ab【分析】合力与分力遵循平行四边形定则，根据平行四边形定则作图分析即可三、填空题14.【答案】 【解析】【解答】由平行四边形可知当f2与f1垂直时f2的值最小，为 .【分析】本题难度较小，已知合力大小和一个分力的方向，当两个分力互相垂直时，另一个分力最小，这是由平行四边形得到的结论15.【答案】100n；173n 【解析】【解答】解：把重力分解成g1与g2 ， 如图所示 斜面倾角30g1=gsin30=2000.5n=100n g2=gcos30=200 n=173n 故答案为：100n，173n【分析】将重力按照作用效果正交分解后，运用平行四边形定则作图后，由解析法求解分力16.【答案】80 【解析】【解答】解：同一平面内相互垂直的两个分力，合力为100n，一个分力的大小为60n， 根据力的平行四边形定则，则有：100= ；解得：f1=80n；故答案为：80【分析】根据力的平行四边形定则，结合三角知识，即可求解四、解答题17.【答案】解：根据o点受力由正交分解有：foacos30=gfoasin30=fob由于foa=300n所以g=300 =260nfob=300 =150n答：o点最多挂260n的重物，此时ob绳的拉力为150n 【解析】【分析】对结点o进行受力分析，然后进行正交分解，根据平衡条件列方程即可求解18.【答案】解：将力f进行分解，如图所示， 则有：f1=fsin37=4000.6n=240nf2=fcos37=4000.8n=320n答：（1）船在前进方向上获得的推力大小240n（2）船的侧面所受的推力大小320n 【解析】【分析】将风吹帆的力分解成沿船前进的方向与垂直前进的方向，运用力的平行四边形定则，可求出这两个分力大小五、综合题19.【答案】（1）对物体静止时受力分析并正交分