高中物理之力学典型试题分析

我们知道，习题、试题尤其是高考试题，非常讲究能力立意，非常注重考查能力，这在不脱离所学知识的前提下，这当然是应该的。但是，命题一定要科学合理、符合实际，还要注意控制难度。今天，我们分享源于课本的几道力学试题。题目一、普通高中教科书人教版（2019）高中物理必修第一册-第三章相互作用——力-复习与提高-A组第5题：5．生活中经常用刀来劈开物体。图3-3是刀刃的横截面，F是作用在刀背上的力，若刀刃的横截面是等腰三角形，刀刃两侧面的夹角为θ，求刀劈物体时对物体侧向推力FN的大小。

答案：5．以劈为研究对象，两侧向推力是力F的两个分力，它们大小相等，则。提示：在劈背施加力F后，产生垂直侧面的两个分力，使用中依靠这两个分力分开被劈的物体。题目二、在日常生活中，力的分解有着广泛的应用，如甲图为斧子把木头劈开的图，已知两个侧面之间的夹角为，斧子对木头施加一个向下的力F时，产生了大小相等的两个侧向分力F1、F2，由乙图可得下列关系正确的是

【来源】山东省菏泽市鄄城县第一中学2023-2024学年高一上学期12月月考物理试题【答案】A

【详解】选斧子为研究对象，斧子对木头施加一个向下的力F，其作用效果与沿斧子的斜面垂直向下方向分解的分力F1和F2的作用效果是相同的，力F的分解如图：则：故A正确，BCD错误；故选A．【点睛】对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可．题目三、在日常生活中，力的分解有着广泛的应用．如图为用斧子把树桩劈开的图示，斧子对木桩施加一个向下的力F时，产生了大小相等的两个侧向分力F1、F2，下列关系正确的是()

【来源】衡水中学2020届高考一轮专题复习：第2章

相互作用力【答案】A【详解】故A正确．题目四、如图甲所示是斧子砍进木桩时的情境，其横截面如图乙所示，斧子的剖面可视作顶角为θ的等腰三角形，当施加竖直向下的力F时，则（）

A．向下施加的力F增大，斧子侧面对木桩的弹力大小不变B．施加相同的恒力F，θ越小的斧子，越容易撑开木桩C．施加相同的恒力F，θ越大的斧子，越容易撑开木桩D．劈开木桩的难易程度只与F有关，与θ无关【来源】四川省绵阳南山中学2023-2024学年高三上学期10月月考理综物理试题【答案】B【详解】根据题意，将施加的力F按作用效果分解，如图所示

由几何关系可得

可知，向下施加的力F增大，斧子侧面对木桩的弹力大小变大，越容易撑开木桩，施加相同的恒力F，θ越小的斧子，斧子侧面对木桩的弹力大小越大，越容易撑开木桩。故选B。题目五、如图甲所示是斧子砍进木桩时的情境，其横截面如图乙所示，斧子的剖面可视作顶角为θ的等腰三角形，当施加竖直向下的力F时，则（）

A．同一斧子，若施加的力F越小，越容易劈开木桩B．同一斧子，若施加的力F越大，越不容易劈开木桩C．施加相同的恒力F，θ越大的斧子，越容易壁开木桩

D．施加相同的恒力F，θ越小的斧子，越容易劈开木桩【来源】2023届四川省成都石室中学高三下学期适应性考试理综物理试题（二）【答案】D【详解】AB．同一斧子，θ一定，F越大，其分力越大，越容易劈开木桩，故AB错误；CD．F一定时，θ越小的斧子，其分力越大，越容易劈开木桩，故C错误，D正确。故选D。题目六、如图所示为斧子劈开树桩的实例，树桩容易被劈开是因为形的斧锋在砍进木桩时，斧刃两侧会对木桩产生很大的侧向压力，将此过程简化成力学模型，已知斧子是竖直向下且对木桩施加一个竖直向下的力F，斧子形的夹角为θ，则（

）

C．斧锋夹角越大，斧子对木桩的侧向压力越大D．斧锋夹角越小，斧子对木桩的侧向压力越大【来源】2014-2015学年四川绵阳南山中学高一12月月考物理卷【答案】AD

【详解】AB．选斧子为研究对象，斧子受到的力有：竖直向下的F、和两侧给它的与斧子的斜面垂直的弹力，由于斧子处于平衡状态，所以两侧给它的与斧子的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的分力是相等的，力F的分解如图所以

故A正确B错误；CD．根据以上公式分析，当斧锋夹角θ越小时，斧子对木桩的侧向压力越大，故C错误，D正确；故选AD。题目七、制作木器家具时，工人师傅常在连接处打入木楔，如图所示，假设一个不计重力的木楔两面对称，顶角为α，竖直地被打入木制家具缝隙中。已知接触面的动摩擦因数为µ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要使木楔能自锁而不会自动滑动，α与µ应满足（）

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