1112高中物理全程学习方略配套课件 第4章 怎样求合力与分力单元质量评估(四) 沪科版必修1.ppt

四 第4章怎样求合力与分力 90分钟100分 一 选择题 本大题共10小题 每小题4分 共40分 每小题至少一个答案正确 选不全得2分 1 2011 苏州高一检测 一个竖直向下大小为18n的力f分解为两个分力 一个分力f1沿水平方向 大小等于24n 那么另一个分力f2的大小是 a 42nb 30nc 24nd 6n 解析 选b 根据三角形定则 分力f2的大小如图所示 由几何关系得f2 30n b正确 2 如图所示 f1 f2 f3恰好构成封闭的直角三角形 这三个力的合力最大的是 解析 选c 根据力的合成的三角形定则 a选项合力为2f3 b选项合力为0 c选项合力为2f2 d选项合力为2f3 故选c 3 两个大小分别为f1和f2 f2 f1 的力作用在同一质点上 它们的合力的大小f满足 a f2 f f1b f c f1 f2 f f1 f2 d f12 f22 f f12 f22 解析 选c 根据平行四边形定则 合力随两分力夹角的变化而变化 其范围是 f1 f2 f f1 f2 故c正确 4 下列几组共点力分别作用于同一物体上 其中不可能使物体做匀速直线运动的是 a 1n 2n 3nb 1n 3n 5nc 2n 3n 4nd 3n 3n 3n 解析 选b 根据若三个力的合力为零 则任意一个力介于其他两个力的最大值和最小值之间 只有b项中三个力的合力不可能为零 而其他选项三个力的合力均可能等于零 故只有b项中的三个力不能使物体做匀速直线运动 5 平面内作用于同一点的四个力若以力的作用点为坐标原点 有f1 5n 方向沿x轴的正方向 f2 6n 沿y轴正方向 f3 4n 沿x轴负方向 f4 8n 沿y轴负方向 以上四个力的合力方向指向 a 第一象限b 第二象限c 第三象限d 第四象限 解析 选d 由题意知f1与f3的合力fx 1n 沿x轴正方向 f2与f4的合力fy 2n 沿y轴负方向 故四个力的合力f指向第四象限 如图所示 6 如图所示 物体静止于光滑的水平面上 力f作用于物体上的o点 现要使合力沿着oo 方向 那么必须同时再加一个力f 这个力的最小值是 a fcos b fsin c ftan d fcot 解析 选b 方法一 分解法 将f向oo 方向和垂直oo 方向分解 要使合力沿oo 方向 须使f 抵消掉f沿垂直oo 方向的分力fsin 当f 沿oo 方向无分力作用时 f 最小 如图所示 故f 最小值为fsin 所以选b 方法二 合成法 力f和f 的合力沿oo 方向 根据三角形定则 满足此条件的力f 是以f的箭头为起点 射线oo 上任意一点 不含o 为终点的有向线段 当与oo 垂直时f 最小为fsin 如图所示 故b正确 7 2010年广州亚运会上我国选手陈一冰蝉联吊环冠军 其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环 然后身体下移 双臂缓慢张开到如图所示位置 则在两手之间的距离增大过程中 吊环的两根绳的拉力t 两个拉力大小相等 及它们的合力f的大小变化情况为 a t增大 f不变b t增大 f增大c t增大 f减小d t减小 f不变 解析 选a 由平衡条件 合力f等于人的重力 f恒定不变 当两手间距离变大时 绳的拉力的夹角变大 由平行四边形定则知 t变大 a正确 8 如图所示 水平地面上的物体受一水平作用力f 物体保持静止状态 现将作用力f保持大小不变 方向沿逆时针方向缓缓转过180 而物体始终保持静止 则在这个过程中 物体对地面的正压力n的大小和地面给物体的摩擦力f的大小的变化情况是 a f不变b f先变小后变大c n先变小后变大d n先变大后变小 解析 选b c 将力f进行正交分解 f的水平分量fx fcos 先变小后变大 故静摩擦力f先变小后变大 b正确 a错误 f的竖直分量fy fsin 先变大后变小 而fy n g 故对地面的压力n先变小后变大 c正确 d错误 9 2011 福州高一检测 两个相同的可视为质点的小球a和b 质量均为m 用长度相同的两根细线把a b两球悬挂在水平天花板上的同一点o 并用长度相同的细线连接a b两个小球 然后用一水平方向的力f作用在小球a上 此时三根细线均处于伸直状态 且ob细线恰好处于竖直方向 如图所示 如果两小球均处于静止状态 则力f的大小为 a 0b mgc d 解析 选d 分析b球受力 由平衡条件得 ab段细线的拉力为零 再分析a球的受力情况 如图所示 则有 tcos mg tsin f 所以 f mgtan 故d项正确 10 如图所示 水平桌面上平放着一副扑克牌 总共54张 每一张牌的质量都相等 牌与牌之间的动摩擦因数以及最下面一张牌与桌面之间的动摩擦因数也都相等 用手指以竖直向下的力按压第一张牌 并以不变的速度水平移动手指 将第一张牌从牌摞中水平移出 牌与手指之间无滑动 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力 则 a 第1张牌受到手指的摩擦力方向与手指的运动方向相反b 从第2张牌到第54张牌之间的牌不可能发生相对滑动c 从第2张牌到第54张牌之间的牌可能发生相对滑动d 第54张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反 解析 选b d 手指对第1张牌的摩擦力是第1张牌运动的动力 与运动的方向相同 a错误 第1张牌后的每张牌的下面的接触面处受到的最大静摩擦力依次增大 它们不可能发生相对滑动 b正确 c错误 把第2张牌到第54张牌看做整体 它们受到第1张牌的摩擦力方向与手指的运动方向相同 因此桌面对第54张牌施加的摩擦力方向与手指的运动方向相反 d正确 二 实验题 本大题共2小题 共10分 11 5分 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 在水平放置的木板上固定一张白纸 把橡皮筋的一端固定在o点 另一端a拴两个细绳套 如图所示 1 实验所用的测量器材还有 2 本实验采用的科学方法是 a 理想实验法b 等效替代法c 控制变量法d 建立物理模型法 解析 1 除了图中仪器还需要弹簧测力计两个 三角板 刻度尺 铅笔 2 本实验用到的科学方法为等效替代法 答案 1 弹簧测力计两个 三角板 刻度尺 铅笔 2 b 12 5分 在 验证力的平行四边形定则 的实验中 需要将橡皮条的一端固定在水平木板上 另一端系上两根细绳 细绳的另一端都有绳套 如图 实验中需用两个弹簧测力计分别钩住绳套 并互成角度地拉橡皮条 使橡皮条伸长 结点到达某一位置o 1 某同学在做该实验时认为 a 拉橡皮条的细绳套要长一些 实验效果较好b 拉橡皮条时 弹簧测力计 橡皮条 细绳应贴近木板且与木板平面平行c 橡皮条弹性要好 拉结点到达某一位置o时 拉力要适当大些d 拉力f1和f2的夹角越大越好其中正确的是 填入相应的字母 2 若两个弹簧测力计的读数均为4n 且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直 则 选填 能 或 不能 用一个量程为5n的弹簧测力计测量出它们的合力 理由是 解析 1 细绳套长一些时描点连线的误差小 a正确 弹簧测力计 橡皮条 细绳应贴近木板且与木板平面平行时三力共面 误差小 b正确 拉力f1和f2的夹角越大 合力就越小 作图时相对误差越大 d错误 c正确 选a b c 2 若两个弹簧测力计的读数均为4n 且两弹簧测力计拉力的方向相互垂直 则其合力为 5n 故不能用一个量程为5n的弹簧测力计测量出它们的合力 答案 1 a b c 2 不能量程太小 三 计算题 本大题共4小题 共50分 要有必要的文字说明和解题步骤 有数值计算的要注明单位 13 10分 2011 潮州高一检测 如图甲所示 由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩 将它放入被吊的空罐内 使其张开一定的夹角压紧在罐壁上 其内部结构如图乙所示 当钢绳向上提起时 两杆对罐壁越压越紧 当摩擦力足够大时 就能将重物提升起来 罐越重 短杆提供的压力越大 称为 自锁定吊钩 若罐的质量为m 短杆与竖直方向的夹角 60 求吊起该重物时 短杆对罐壁的压力 短杆的质量不计 解析 如图所示 从整体来看 钢绳的拉力f g 3分 它可以分解为沿杆方向的两个分力 均为f f 通过杆作用于罐壁 又可分解为竖直向上的分力f1和垂直于罐壁的压力f2 则由菱形知识得f g 4分 由直角三角形可知 f2 f sin 3分 答案 14 11分 风筝 如图甲所示 借助于均匀的风对其作用力和牵线对其拉力作用 才得以在空中处于平衡状态 如图乙所示 风筝平面ab与地面夹角为30 牵线与风筝面夹角为53 风筝质量为300g 求风对风筝作用力的大小 风对风筝的作用力与风筝平面相垂直 g 10m s2 解析 本题是一共点力平衡问题 风筝平衡时共受到三个力作用 即重力mg 风对它的作用力f和牵线对它的拉力t 如图所示 以ab方向为x轴 f方向为y轴建立一个坐标系 将重力和拉力t正交分解 根据平衡条件即能求得f的大小 在x轴方向 mgsin30 tsin37 0 3分 得t mg 1 2 2 5n 3分 在y轴方向 f tcos37 mgcos30 3分 4 6n 2分 答案 4 6n 15 14分 如图所示 质量为1kg的物体恰能沿倾角为 37 的固定斜面匀速下滑 已知sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 斜面与物体间的动摩擦因数 2 若对物体加一水平向左的作用力f 使物体沿斜面匀速向上运动 则f大小为多少 g取10m s2 结果保留两位小数 解析 1 物体沿斜面匀速下滑 其受力如图 有 f1 mgsin 1分 n1 mgcos 1分 f1 n1 1分 解得 tan 0 75 2分 2 当物体沿斜面向上匀速运动时受力如图 fcos f2 mgsin 3分 mgcos fsin n2 2分 f2 n2 2分 解得 f 34 29n 2分 答案 1 0 75 2 34 29n 16 15分 如图所示 小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上 设小球质量m 1kg 斜面倾角 30 细绳与竖直方向夹角 30 光滑斜面体的质量m 3kg 置于粗糙水平面上 g取10m s2 求 1 细绳对小球拉力的大小 2 地面对斜面体的摩擦力的大小和方向 解析 1 以小球为研究对象受力分析如图甲所示 由平衡条件得f mg 3分 tcos30 f 3分 解得t 3分 2 以小球和斜面整体为研究对象受力分析如图乙所示 因为系统静止 所以f tsin30 4分 方向水平向左 2分 答案 1 2 方向水平向左 方法技巧 求平衡问题的六种方法1 力的合成法物体在三个共点力的作用下处于平衡状态 则任意两个力的合力一定与第三个力大小相等 方向相反 力的合成法 是解决三力平衡问题的基本方法 2 正交分解法物体受到三个或三个以上力的作用时 常用正交分解法列平衡方程求解 fx合 0 fy合 0 为方便计算 建立坐标系时以尽可能多的力落在坐标轴上为原则 3 整体法与隔离法整体法是把两个或两个以上物体组成的系统作为一个整体来研究的分析方法 当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力和运动时 一般可采用整体法 隔离法是将所确定的研究对象从周围物体 连接体 系统中隔离出来进行分析的方法 其目的是便于进一步对该物体进行受力分析 得出与之关联的力 为了研究系统 连接体 内某个物体的受力和运动情况时 通常可采用隔离法 一般情况下 整体法和隔离法是结合在一起使用的 4 三角