2024-2025学年高中物理第三章5力的分解练习含解析新人教版必修1

PAGEPAGE85力的分解基础巩固1关于合力与其两个分力的关系,下列说法错误的是()A.合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同B.合力的大小肯定等于两个分力的代数和C.合力可能小于它的任一分力D.合力大小可能等于某一分力的大小解析:合力与分力在作用效果上是相同的,它们可以相互替换。合力的大小范围是|F1-F2|≤F≤F1+F2,C、D选项叙述正确,故不选。答案:B2如图所示,重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上,将重力G分解为垂直斜面对下的力F1和平行斜面对下的力F2,那么()A.F1就是物体对斜面的压力B.物体对斜面的压力方向与F1方向相同,大小为GcosαC.F2就是物体受到的静摩擦力D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用解析:合力与分力是一种等效替代关系,假如用了两分力F1和F2,就不能再用真实力G,否则力就多了。在对物体进行受力分析时,只分析物体实际受到的力,故D选项错误;某几个真实力的合力或某一真实力的分力,是为了探讨问题便利而假想的力,事实上是不存在的,本题中真实力G的两分力F1和F2是事实上并不存在的力,应与其他实际力区分开来,题中A、C两项将两个并不存在的力“F1和F2”与真实力“物体对斜面的压力和物体受到的静摩擦力”混为一谈,明显是错误的。分析得B选项正确。答案:B3(多选)如图所示,重为G的人沿斜面匀速滑下,人受力如图所示,这些力之间的大小关系是()A.FN=Gcosθ B.Ff=GsinθC.Ff+FN=G D.G2=解析:将重力G沿平行于斜面和垂直于斜面两个方向正交分解如图所示,则FN=G2=Gcosθ,A对;Ff=G1=Gsinθ,B对;重力G大小等于FN与Ff合力大小,G2=答案:ABD4如图所示,两个体重相同的小孩甲、乙静止坐在秋千上,则下列的叙述正确的是()A.甲绳子的拉力大B.乙绳子的拉力大C.甲、乙绳子的拉力一样大D.不确定解析:题图甲中绳子的拉力F1=G2;题图乙中将重力分解,如图所示,答案:B5如图所示,拖拉机拉着耙耕地,拉力F与水平方向成α角,若将该力沿水平方向和竖直方向分解,则它在竖直方向的分力大小为()A.Fcosα B.FsinαC.Ftanα D.Fcotα答案:B6如图所示,细绳OM与ON所能承受的最大拉力相同,长度lOM>lON,则在不断增加重物G的重力过程中(绳OC不会断)()A.ON绳先被拉断B.OM绳先被拉断C.ON绳和OM绳同时被拉断D.因无详细数据,故无法推断哪条绳先被拉断解析:作出重力分解的平行四边形如图所示,由于lOM>lON,所以α>β,由四边形的两个邻边的长短可以知道FON>FOM,所以在G增大的过程中,绳ON先断。答案:A7如图所示,将一个已知力F分解为F1和F2,已知F=10N,F1与F的夹角为37°,则F2的最小值是(sin37°=0.6,cos37°=0.8)()A.4N B.6NC.8N D.10N答案:B8城市中的路灯、无轨电车的供电线路等,常常用三角形的结构悬挂。右图是这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重力都可忽视。假如悬挂钢索AO能承受的最大拉力为2×104N,θ=30°,则当杆BO处于水平位置,即垂直于竖直墙面时,悬挂的物重不能超过多少牛?解析:竖直绳上拉力等于物体的重力G,将该力分解为拉钢索AO的力FOA和压硬杆OB的力FOB。由几何关系得G=FOA·sinθ=2×104N×sin30°=1×104N所以悬挂的物重不能超过1×104N。答案:1×104N实力提升1如图所示,一质量匀称的实心圆球被直径AB所在的平面一分为二,先后以AB沿水平和竖直两种不同方向放置在光滑支架上,处于静止状态,两半球间的作用力分别为F和F',已知支架间的距离为AB的一半,则FA.BCD答案:A2(多选)一个已知力分解为两个分力时,下面哪种状况只能得到一组唯一的解()A.已知两个分力的方向,并且不在同始终线上B.已知两个分力的大小C.已知一个分力的大小和另一个分力的方向D.已知一个分力的大小和方向解析:能以两分力为邻边组成唯一的平行四边形的状况下都有唯一的解。答案:AD3如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动。用一根绳在O点悬挂一个重力为G的物体,再把另一根绳一端系在O点,另一端系在圆弧形墙壁上的C点,O为圆弧的圆心。当点C由图示位置沿圆弧CB渐渐向上移动过程中(保持OA与墙面夹角θ不变),OC绳所受拉力的大小改变状况是()A.渐渐减小 B.渐渐增大C.先减小后增大 D.先增大后减小答案:C★4(多选)把一个已知力F分解,要求其中一个分力F1跟F成30°角,而大小未知;另一个分力F2=3A.解析:由平行四边形定则可知,把分力F2平行移到对边位置,则分力F1、F2与合力F构成一个三角形,利用三角形学问可便利求解。因33F>F在直角△OAF中,OA=F在直角△F1AF中,由对称性可知则F1=F1'=故本题正确选项为A、D。答案:AD★5(多选)如图所示,小船用绳牵引靠岸,设水的阻力不变,在小船匀速靠岸的过程中,有()A.绳子的拉力不断增大 B.绳子的拉力不变C.船受的浮力减小 D.船受的浮力不变解析:小船在牵引力的作用下匀速靠岸时,受到四个力的作用:绳子的拉力FT,船自身重力mg,水的阻力F阻,水对船的浮力F浮,如图所示。绳子的拉力有两个效果,即一个分力FT1使船靠岸,另一个分力FT2竖直向上,由于船匀速运动,总有FT1=F阻,而F阻不变,所以FT1不变,但在船靠岸过程中,角θ增大,故拉力FT增大,而F浮减小。正确选项为A、C。答案:AC6(多选)自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车,又称为翻斗车、工程车,由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。如图所示,在车厢由水平位置渐渐抬起的过程中,有关货物所受车厢的支持力FN和摩擦力Ff,下列说法正确的是()A.摩擦力Ff渐渐减小B.摩擦力Ff先增大后减小C.支持力FN渐渐减小D.支持力FN先增大后减小解析:起先时物体受重力和支持力,抬起后受到向上的静摩擦力;静摩擦力等于重力沿斜面对下的分力,即Ff=mgsinθ,随角度的增大,摩擦力增大;当角度达肯定程度时,物体起先滑动,由静摩擦力变为滑动摩擦力,而滑动摩擦力Ff=μmgcosθ,cosθ随角度的增加而减小,故摩擦力将减小,所以摩擦力是先增大后减小的,故B正确,A错误;支持力FN=mgcosθ渐渐减小,C正确,D错误。答案:BC★7英国一家公司制造出一种夹在绳上的仪表,用一个杠杆使绳子的某点有一个微小偏移量,如图所示,它很简单测出垂直于绳的弹力。请你推导一个能计算绳中张力的公式。