高中物理 力的合成与分解 正交分解同步练习（含解析）新人教版必修1.doc

力的合成与分解-正交分解 同步练习1如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为、在斜杆下端固定有质量为m的小球，装置处于静止状态。下列关于杆对球的作用力f的判断中，正确的是（ ）a大小为mg，方向竖直向上b大小为mg，方向沿杆斜向右上方c大小为mg，方向垂直于杆斜向左上方d大小为mg，方向水平向右2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（ ）aff不一定增大，fn一定增大，f一定增大 bff一定增大，fn一定增大，f不变cff、fn、f均增大 dff、fn不一定增大，f一定增大3如图所示，在倾角为的斜面上，放着一个质量为m的光滑小球，小球被竖直的木板挡住，则小球对木板的压力大小为a b c. d.4一质量为m的物块静止在倾角为的斜面上，现对物块施加一个垂直于斜面向下的恒力f，如图所示，物体仍保持静止。则物块 a受到的支持力不变 b受到的支持力减小c受到的摩擦力不变 d受到的摩擦力减小5粗铁丝弯成如图所示半圆环的形状，圆心为o，半圆环最高点b处固定一个小滑轮，小圆环a用细绳吊着一个质量为m2的物块并套在半圆环上。一根一端拴着质量为m1的物块的细绳，跨过小滑轮后，另一端系在小圆环a上。设小圆环、滑轮、绳子的质量以及相互之间的摩擦均不计，绳子不可伸长。若整个系统平衡时角aob为，则两物块的质量比m1m2为 acos b2sin csin d2 cos6如图所示，轻质光滑滑轮两侧用轻绳连着两个物体a与b，物体b放在水平地面上，a、b均静止。已知a和b的质量分别为，绳与水平方向的夹角为），重力速度为g，则a物体b受到的摩擦力可能为零b物体b受到的摩擦力为c物体b对地面的压力可能为零d物体b对地面的压力为7如图所示，一物体置于倾角为的固定斜面上，物体与斜面之间的动摩擦因数为。先用平行于斜面的推力f1作用于物体，恰好能使该物体沿斜面匀速上滑（如图甲所示）。若改用水平推力f2作用于该物体上，也恰好能使该物体沿斜面匀速上滑（如图乙所示）。则两次的推力之比为acossin bcossinc1tan d1tan8如图所示，质量为m的物体放在质量为m、倾角为的斜面体上，斜面体置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面向下的力f拉物体m使其沿斜面向下匀速运动，m始终静止，则下列说法正确的是 a地面对m的摩擦力大小为fcosb地面对m的支持力为（m+m）gc物体m对m的摩擦力的大小为fdm对物体m的作用力竖直向上9如图所示，建筑装修中，工人用质量为的磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上大小为的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为，则磨石受到的摩擦力是fa.(f-mg)cos b. (f-mg)sinc. (f-mg)cos d. (f-mg) 10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( )afna不变，fnb减小 bfna增大，fnb不变cfnb有可能增大 dfna可能为零11如图所示，人的质量为m，物块的质量为m，且mm，若不计绳与滑轮的摩擦，则当人拉着绳向右跨出一步后，人和物仍保持静止，则下列说法中正确的是：（ ）mma.地面对人的摩擦力减小b.地面对人的摩擦力增大c.人对地面的压力增大d.人对地面的压力减小12如图所示，用轻绳将质量为m的吊灯悬挂在房间屋角处，绳ab和bc与墙面的夹角均为，重力加速度为g，则绳ab和绳bc的拉力分别为a， b，c， d ，13如图所示，一条细绳跨过定滑轮连接物体a、b，a悬挂起，b穿在一根竖直杆上，两物体均保持静止，不计绳与滑轮、b与竖直杆间的摩擦，已知绳与竖直杆间的夹角，则物体a、b的质量之比mamb等于acos1 b1cos ctan1 d1sin14将一个质量为1的物块置于倾角为37的固定斜面上，物块在与斜面夹角为30的拉力f作用下加速上升，已知物块与斜面间的动摩擦因数为0.2，f大小为10n，则物块上升的加速度约为：（37=0.6，37=0.8，30=0.5，30=0.866）（ ）a. b. c. d. 15如图所示，人和物处于静止状态当人拉着绳向右跨出一步后，人和物仍保持静止不计绳与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是 mma绳的拉力大小不变 b人所受的合外力增大c地面对人的摩擦力增大 d人对地面的压力减小16如图，在固定斜面上的一物块受到一外力f的作用，f平行于斜面向上。若物块质量为6千克，斜面倾角为370，动摩擦因数为0.5，物块在斜面上保持静止，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2，cos37=0.8，sin37=0.6,则f的可能值为（ ）a10n b.20n c.0n d.62n17如图，楔形物块a静置在水平地面上，其斜面粗糙，斜面上有小物块b。用平行于斜面的力f拉b，使之沿斜面匀速上滑。现改变力f的方向至与斜面成一定的角度，仍使物体b沿斜面匀速上滑。在b运动的过程中，楔形物块a始终保持静止。关于相互间作用力的描述正确的有（ ）aa对b的摩擦力减小 b拉力f一定增大c物体b对斜面的作用力不变 d地面受到的摩擦力大小可能变大18钓鱼岛自古以来就是中国的固有领土，但日本政府一再挑衅，并于去年九月发起购岛闹剧。对此包括港澳台在内，全国上下共同掀起保钓高潮。中国人民解放军做为坚强后盾更是频频亮剑，一批批重量级装备纷纷闪亮出场。国产最先进武装直升机武直10（wz10）已经进行多次试飞，右下图为一架wz10在钓鱼岛海域用“拖曳扫雷具”进行近岛扫除水雷演习模拟图。拖曳型扫雷具质量为m，由于近岛海水的流动对扫雷具产生水平方向的冲击力，使轻质软绳偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成角，已知扫雷具所受的浮力不能忽略，下列说法正确的是awz10受重力、软绳的拉力、空气的阻力三个力的作用而处于平衡状态b绳子的拉力大小为c扫雷具受到的浮力大小一定等于mgd扫雷具受到海水的水平方向的作用力小于绳子的拉力19如图，质量为的木块在与水平方向成角斜向上的拉力f作用下沿水平地面匀速滑动木块与水平地面间的动摩擦因数为以下说法中正确的是（ ）vfa木块受到地面摩擦力大小为b木块受到地面摩擦力大小为c木块受到地面摩擦力大小为d木块受到地面摩擦力大小为20如图所示，一根橡皮筋固定在水平天花板的两点，在其中点悬挂一物体。当所挂物体的质量m=m时，橡皮筋与天花板夹角=1，橡皮筋张力t=t1；当m=2m时，=2，t= t2。则a. b. c. d. 参考答案1a【解析】试题分析：物体处于静止状态，故其所受的合外力应为0，由此根据力的平衡条件可知杆对球的作用力f大小为mg，方向竖直向上，故a正确；bcd错误。考点：本题考查了力的平衡条件、牛顿第一定律的概念2a【解析】试题分析：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考点：物体的平衡及正交分解法。3 b【解析】 取光滑小球为研究对象，对小球进行受力分析，由于小球是光滑的，因此小球不会受到摩擦力的作用，建立如图所示的直角坐标系，由于小球静止，则有fn1sin fn20，fn1cos mg0解得：fn1，fn2mgtan 由牛顿第三定律可知，小球对木板的压力为fn2fn2mgtan 4c【解析】试题分析：以物块为研究对象，在未施加f之前，处于静止状态，根据力的正交分解可得物块受到的支持力，物块受到的摩擦力，在施加f之后，处于静止状态，根据共点力平衡以及力的正交分解可得：物体受到的支持力，受到的摩擦力 ，故物块受到的支持力增大，受到的摩擦力不变，c正确；考点：考查了共点力平衡条件以及正交分解法的应用5b【解析】试题分析：对小环进行受力分析，如图所示，小环受上面绳子的拉力m1g，下面绳子的拉力m2g，以及圆环对它沿着oa向外的支持力，将两个绳子的拉力进行正交分解，它们在切线方向的分力应该相等：m1gsin=m2gcos（-900）即：m1cos=m2sin，变形可得：m1cos=2m2sincos；得：m1：m2=2sin，选项b正确。考点：力的平衡及正交分解法。6bd【解析】试题分析：物体b在绳子拉力作用下有向右运动的趋势而保持相对于地静止，地面对b一定有静摩擦力故a错误以b为研究对象，分析受力，作出力图如图所示根据平衡条件得物体b受到的摩擦力：，物体b受到的支持力：又，得到：故bd正确物体b受到地面的摩擦力不零，则物体b对地面的压力一定不为0故c错误考点：共点力平衡的条件及其应用；滑动摩擦力；力的合成与分解的运用本题采用正交分解法处理力平衡问题，这是物体受多个力作用时常用的方法，中等难度7b【解析】试题分析：分别对两种情况进行受力分析，由物体的平衡列方程求解。由甲图知， ， 联立解得；由乙图知，联立解得，所以，b选项正确。考点：物体的平衡 正交分解法8a【解析】试题分析：把两个物体视为一个整体，整体受重力，地面的弹力，外力f和水平向左的静摩擦力，根据正交分解法，可知静摩擦力等于fcos，选项a正确。地面对m的支持力为（m+m）g+fsin，选项b错误。再以m为研究对象，可知m给m的摩擦力为f+mgcos，根据牛顿第三定律，选项c错误。m受四个力的作用，其中弹力和摩擦力的合力，与重力和f的合力平衡，因此弹力和摩擦力的合力的方向不在竖直方向，根据牛顿第三定律，选项d错误。考点：本题考查整体法和隔离法，以及正交分解法。9a【解析】试题分析：分析磨石的受力，有重力mg，弹力n（垂直于斜壁向下），摩擦力f（沿斜壁向下），外力f四个力。把这四个力沿斜壁和垂直于斜壁方向正交分解，由于物体处于平衡状态，在沿斜壁方向有，垂直于斜壁方向有，根据，可得选项a正确。考点：本题考查力的平衡条件和正交分解法。10a【解析】试题分析：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。考点：本题考查受力分析，正交分解法，牛顿第二定律。11bc【解析】试题分析：分别对物块和人进行受力分析，如下图，对于物块由平衡条件可知，对于人进行正交分解，有和，当人拉着绳向右跨出一步后，绳子的拉力不变，而绳子和水平方向的夹角变小，因此，地面对人的摩擦力增大，地面对人的支持力减小，根据作用力和反作用力，人对地面的压力减小，所以正确选项为b、c。考点：本题考查了隔离法受力分析和正交分解法的应用。12a【解析】试题分析：设ab的拉力为t1，bc的拉力为t2，根据正交分解法：；，联立解得t1=，t2=.选项a正确。考点：共点力的平衡及正交分解法。13b【解析】试题分析：物体a处于静止状态，绳子上的弹力大小等于物体a的重力。再分析物体b的受力，物体b受重力、绳子弹力、竖直杆对它水平向右的弹力，根据正交分解法，在竖直方向有，则两物体的质量比为1cos，选项b正确。考点：本题考查受力分析，涉及正交分解法。14c【解析】试题分析：据题意，由于物体做匀加速运动，且对物体受力分析，物体受到重力g、支持力n拉力f和摩擦力f，利用正交分解法在平行于斜面方向上有：fx-gx-f=ma，在垂直于斜面方向有：n+fy=gy，摩擦力f=n,联立计算后加速度a=2m/s2,所以c选项正确。考点：本题考查牛顿第二定律、正交分解法。15ac【解析】试题分析：由于绳的拉力大小总等于物体的重力，所以绳的拉力大小不变；由于人仍然静止，所以人所受的合外力等于零不变；人在水平方向满足，在竖直方向，所以当人拉着绳向右跨出一步后，细绳和水平线的夹角减小，所以摩擦力f增大，人对地面的压力fn增大。选项ac正确。考点：此题考查共点力的平衡及正交分解法。16b【解析】试题分析：物体受力分析如图正交分解后我们可以看到，垂直斜面方向两个力，平行斜面方向有三个力，沿斜面向下，拉力f沿斜面向上，摩擦力方向不确定，可能沿斜面向上也可能沿斜面向下，最大不超过最大静摩擦力。物体在斜面上保持静止，即三力平衡，那么和的合力大小即等于f。因为和合力最大值为最小值，也就是f的最大和最小值，对照答案b正确。考点：摩擦力 受力分析17a 【解析】试题分析：从以上受力分析图可知，左边的图是f与斜面平行的情况，由于物体处于平衡状态，有：f=mgsin+mgcos，f=mgcos；右图所示情况物体也处于平衡状态，有：fcos= mgsin+(mgcos- fsin)= mgsin+mgcos- fsin=f-fsin,f=(mgcos- fsin)，所以，f和f都变小，则a选项正确而b选项错误；物体对斜面的作用力与斜面对物体的作用力大小相等，是支持力n和摩擦力f的合力