20172018版高中物理第三章相互作用第5节力的分解练习新人教版必修1
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2019-2020学年高中物理必修一《3.5力的分解》状元培优同步训练题(人教版附答案)一、选择题1、将一个力F分解为两个分力F1和F2,则下列说法错误的是( )A.F是物体实际受到的力 B.F1和F2两个分力在效果上可以取代力FC.F1和F2是物体实际受到的力 D.F是F1和F2的合力2、一个竖直向下大小为18N的力分解为两个分力,一个分力沿水平方向,大小等于24N,那么另一个分力的大小是A.42N B.30N C.24N D.6N3、将一个已知力分解,下列说法不正确的是()A.只能分解成两个大小、方向不同的力B.可以分解成三个大小、方向不同的力C.可以分解成在一个平面内的三个大小、方向不同的力D.能够分解成不在一个平面内的三个大小、方向不同的力4、关于合力和分力的大小关系,下列说法不正确的是()A.合力与其分力在作用效果上是等效的B.合力至少比某一个分力大C.合力可以比任意分力都小D.合力可以和两个分力的大小相等5、物理学的研究成果和研究方法,在自然科学的各个领域都起着重要的作用,力的合成和分解、运动的合成与分解,所体现的研究方法是()A.分析临界法 B.等效法 C.整体法与隔离法 D.图象法6、已知某力的大小为10N,则不可能将此力分解为下列哪组力( )A.4N、4N B.6N、6N C.8N、8N D.400N、400N7、关于力的合成与分解的说法中,正确的是()A.大小相等的两个力F的合力不可能等于FB.分力一定小于合力C.一个10N的力可以分解为两个大小都为100N的分力D.合力的大小随两个分力的夹角的增大而增大8、如图所示,放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力作用,但物体仍保持静止状态,现将F分解为水平方向的力F1和竖直向上的力F2,下列说法正确的是()A.F1是物体对水平面的摩擦力B.F2是水平面对物体的支持力C.F1与水平面给物体的静摩擦力大小相等、方向相反D.F2与物体的重力大小相等、方向相反9、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轴的正向;F2=6N,沿y轴正向;F3=4N,沿x轴负向;F4=8N,沿y轴负向,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10、小娟、小明两人共提一桶水匀速前行,如图所示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶的总重力为G,则下列说法中正确的是()A.当θ为120°时,F= B.不管θ为何值,F=C.当θ=0°时,F= D.θ越大时F越小11、如图所示,一个重为5N的大砝码,用细线悬挂在O点,现在用力F拉砝码,使悬线偏离竖直方向30°时处于静止状态,此时所用拉力F的最小值为A、5NB、8.65NC、2.5ND、4.3N12、如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止与P点,设滑块所受支持力为,OP与水平方向的夹角为,下列关系正确的是A、 B、 C、 D、二、多项选择13、如图所示,光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法中正确的是()A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的压力B.物体受到mg、F N、F1、F2四个力的作用C.物体只受到重力mg和斜面的支持力F N的作用D.力F N、F1、F2三力的作用效果与mg、F N两个力的作用效果相同14、已知合力的大小和方向求两个分力时,下列说法中正确的是()A.若已知两个分力的方向,分解是唯一的B.若已知一个分力的大小和方向,分解是唯一的C.若已知一个分力的大小及另一个分力的方向,分解是唯一的D.此合力有可能分解成两个与合力等大的分力15、已知力F的一个分力F1跟F成30°角,大小未知,另一个分力F2的大小为F,方向未知.则F1的大小可能是()A. F B. F C. F D. F16、在如右上图所示装置中,轻质滑轮悬挂在绳间,两物体质量分别为m1、m2,悬点a、b间的距离远大于滑轮的直径,不计一切摩擦,整个装置处于静止状态.则A.α一定等于β B.m1一定大于m2 C.m1一定小于m2 D.m l可能等于m2,三、实验,探究题17、在做“验证力的平行四边形定则”实验时:(1)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须________.A.每次将橡皮条拉到同样的位置B.两弹簧测力计的夹角相同C.每次弹簧测力计示数必须相同D.只要一个弹簧测力计的读数相同就行(2)如图所示是甲、乙两位同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时得到的结果,则其中________同学实验结果比较符合实验事实(若用F′表示两个分力F1、F2的合力,用F表示F1和F2的等效力).18、在“验证力的平行四边形定则”的实验中.(1)下列说法中正确的是________.A.测量同一组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条与细线结点O的位置可以变化B.测量不同组数据F1、F2和合力F的过程中,橡皮条与细线结点O的位置可以变化C.实验时,沿弹簧测力计外壳画两条射线作为两个分力F1、F2的方向D.读两个弹簧测力计的示数时,应正视弹簧测力计,不应侧视或斜视(2)在坐标纸中已画出某次实验中两弹簧测力计拉力的图示,已知方格每边长度表示2.0 N,由图得出合力F的大小为________N.19、如图所示,某实验小组同学利用DIS实验装置研究支架上力的分解。
高中物理必修1第三章《相互作用》全章新课教学课时同步强化训练汇总(附详细参考答案)一、《重力基本相互作用》课时同步强化训练(附详细参考答案)二、《弹力》课时同步强化训练(附详细参考答案)三、《摩擦力》课时同步强化训练(附详细参考答案)四、《力的合成》课时同步强化训练(附详细参考答案)五、《力的分解》课时同步强化训练(附详细参考答案)★★★必修1第三章《相互作用》单元质量检测试卷(一)(附详细参考答案)★★★必修1第三章《相互作用》单元质量检测试卷(二)(附详细参考答案)§§3.1《重力基本相互作用》课时同步强化训练班级:_________ 姓名:__________ 成绩:___________(40分钟50分)一、选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分)1.关于力的说法,下列结论正确的是()A.只有有生命的物体才会施加力B.受力物体同时也是施力物体C.静止的物体不受力,运动的物体才受力D.只有接触的物体间才可能相互施加力2.如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动;根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是()A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B.重力的方向总是垂直向下的C.物体重心的位置与物体形状和质量分布有关D.物体只有重心受重力作用,其他部分不受重力作用3.下列关于重力的说法正确的是()A.飞机沿着水平方向飞行时不受重力作用B.质量分布均匀,形状规则的物体的重心一定在物体上C.重力是由于物体受到地球的吸引而产生的力D.一人站在体重计上称体重,保持立正姿势称的体重为G,当其缓慢地把一条腿伸出台面,体重计指针稳定后读数小于G4.在篮球比赛中,某运动员在一次进攻中将篮球向空中斜抛出去,篮球在空中划过一道弧线进入篮筐.若不计空气阻力,篮球在空中飞行时受力情况是()A.只受重力B.受重力和该运动员给球的力C.只受该运动员给球的力D.只受篮筐给球的力5.下列关于“嫦娥二号”受力的说法中正确的是()A.“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等B.“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小相等C.月球对“嫦娥二号”的引力的效果是改变它的运动状态D. “嫦娥二号”绕月球运行时,不再受重力作用二、非选择题(本题共3小题,共25分)6.(8分)一个铁球在空中飞行,所受重力为120 N,方向竖直向下,试画出重力的图示和示意图,并说明施力物体和受力物体.7.(8分)如果我们手中只有一把没有刻度的直尺,那么怎样确定如图所示的规则的、质量分布均匀的薄木板的重心位置?8.(9分)一个质量为60 kg的人,在地球上的重力为588 N,在月球上的重力为98 N.该人做摸高运动时,在地球上其重心最大能升高0.5 m,那么在月球其重心升高的最大高度为多少?(物体的自由落体加速度g等于物体重力与质量的比值,即Gg)m§§3.1《重力基本相互作用》课时同步强化训练详细参考答案1.【解析】选B.任何物体受力后都会给施力物体反作用力,A错误,B正确;无论静止的物体还是运动的物体都可以受力,C错误;不直接接触的物体间也可以有作用力.例如,磁体间的相互作用,D错误.2.【解析】选A、C.重力作用在物体的各部分,重心是物体的等效作用点,A正确,D错误;重力的方向总是竖直向下的,B错误;物体的形状和质量分布影响物体的重心位置,C正确.3.【解析】选C.地球附近物体都受重力作用,大小与物体运动状态无关,A、D错误.由重力的定义知,C正确,质量分布均匀,形状规则的物体的重心也可能在物体外,如圆环,B错误.4.【解析】选A.运动员刚刚抛球时对球有力的作用,球离开运动员的手后,就没有了相互作用力,B、C错误;篮筐和球接触时才有力的作用,D错误;故篮球在空中飞行时只受重力作用,A正确.5.【解析】选A、C.“嫦娥二号”的质量不变.但重力加速度发生了变化,由G=mg可知,“嫦娥二号”在地球表面受到的重力大小与在月球表面受到的重力大小不相等,A正确,B、D错误.引力的作用效果是改变物体的运动状态,C正确.6.【解析】要严格按以下步骤画力的图示.(1)选定标度:选4 mm长的线段表示30 N的力;(2)用一圆形表示物体,从作用点沿力的方向画一线段,线段的长度按选定的标度和力的大小画,线段上加上刻度,如图甲所示,从O点竖直向下画一条4倍于标度即16 mm的线段;(3)在线段上加上箭头表示力的方向.也可以按照如图乙所示那样,不画物体,而用O点表示物体,画出重力G的图示.画力的示意图,如图丙所示,用一圆形表示物体,从物体上向力的方向画一线段,并加上箭头,表示方向.然后标明G=120 N即可.这个重力的施力物体是地球,受力物体是铁球.答案:见解析【方法技巧】力的图示与力的示意图的区别1.力的图示与力的示意图是不同的.力的图示不仅要画出力的作用点和力的方向,还要表示出力的大小;而力的示意图只要画出力的作用点和力的方向就行了.因此,在力的图示中,必须标明标度,表示力的有向线段的长度必须严格按比例确定;而在力的示意图中,对表示力的有向线段的长度就没有如此严格的要求.力的示意图是为了便于对物体进行受力分析,不需要设置标度,侧重于力的作用位置和方向.在进行物体的受力分析时,一般只需画出力的示意图.2.作力的图示的步骤(1)选定标度(用多少毫米表示多少牛顿的力),标度设计合理,一般情况下应使力为标度量的2~5倍.(2)从作用点向力的方向画一有向线段,有向线段按选定标度和力的大小画,线段上加刻度.(3)有向线段所指的方向表示力的方向.7.【解析】首先,设法将薄木板分成两个规则的几何形状——矩形,然后分别找出每个矩形的重心,则整个板的重心一定在这两个矩形重心的连线上,再设法找到另两个矩形及其重心的连线,那么整个薄木板的重心位置就是这两条连线的交点.如图中C 点就是薄木板的重心位置.答案:见解析8.【解析】人在地球和月球上的质量相等,由G=mg 得,地球表面的自由落体加速度22G 588g m /s 9.8 m /s ,m 60===月球表面的自由落体加速度2G 98g m /s m 60''== ≈1.63 m/s 2,设人在地球上触摸高度为h ,在月球上触摸高度为h ′,由220h g v v 2ax ,h g '-=='得解得g 9.8h 0.5 m 3.0 m.g h 1.63'==⨯=' 答案:3.0 m§§3.2《弹力》课时同步强化训练班级:_________ 姓名:__________ 成绩:___________(40分钟50分)一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)1.下列各种情况中,属于弹性形变的有( )A.撑杆跳高运动员起跳中,撑杆的形变B.当你坐在椅子上时,椅面发生的微小形变C.细钢丝被绕制成弹簧D.铝桶被砸扁2.一个鸡蛋放在一块海绵上,处于静止状态,下列说法正确的是( )A.海绵受到鸡蛋的压力就是鸡蛋的重力B.海绵受到鸡蛋的压力是因为海绵的形变产生的C.海绵受到鸡蛋的压力是因为鸡蛋的形变产生的D.海绵对鸡蛋的支持力与鸡蛋对海绵的压力是一对平衡力3.下列各图中,所有接触面都是光滑的,所有P、Q两球都处于静止状态。
教科书练习与习题答案第一章 运动的描述一、质点 参考系和坐标系 1.能,不能2.江水相对江岸向东运动,地球相对太阳转动,时针相对钟转动,太阳相对地面升降.3.诗中描述了花、云和我的运动;花相对岸飞、云相对我不动、云和我相对岸(榆堤)向东;运动是相对的,同一物体选择不同的参考系,描述的运动可以不同,例如:云和我相对岸(榆堤)一起向东,而以我为参考系,岸(榆堤)是向西运动的.4.-0.42m, 0.34m解析: 用刻度尺测得图中桌高1.90cm 、AO 为1.00cm 、BO 为0.8cm ,则 AO 的实际距离是m cm cmm42.000.190.18.0=⨯BO 的实际距离是m cm cmm34.08.090.18.0=⨯所以,A 、B 两点的坐标分别是-0.42m 、0.34m . 二、时间和位移1.指时间的说法有:“停车8分”、“等了很久”、“前3秒钟”、“最后3秒钟”、“第3秒钟”;指时刻的说法有:“8点42分到站”、“这么早就来啦”、“3秒末”. 2.路程3.(1)100m ,100m (2)路程相同,位移不同.因为里外跑道的长度不同,800m 跑中不同道次的运动员起跑点不同,但他们的终点是一致的. 4.三、运动快慢的描述——速度 1.9.46×1015m, 1.3×108s解析:(1)光在真空中传播速度C=3.0×108m/s ,一年以365天计,全年有∆t = 365×24×3600s = 31536000s ,则光在一年中传播∆x=C ·∆t =3.0×108×31536000 m = 9.46×1015m(2)光到地球需时间s C x t 88313103.1100.310100.4⨯=⨯⨯⨯=∆=∆ 约3.7×104h, 即约1540天,也即约4.22年.2.(1)9m/s 、8m/s 、7m/s 、6m/s 和5m/s ;前1s 内的平均速度最接近汽车关闭油门时的瞬时速度;它比这个瞬时速度略小. (2)1m/s ,03.89.7km/h ,130.2km/h ,0 四、实验:用打点计时器测速度1.电磁打点计时器误差较大.电磁打点计时器对运动纸带的摩擦较大. 2.(1)左(2)用刻度尺测出A 左右相邻两点间的距离x ∆,根据电源的频率,求出打点的周期,得到A 左右相邻两点间隔的时间t ∆,由txv ∆∆=求得A 左右相邻两点间隔的平均速度,粗略表示A 点的瞬时速度,即打A 点时重物的瞬时速度. 3.甲物体一直做速度恒定的匀速直线运动;乙物体先做初速度为零的匀加速直线运动,再做一段时间的匀速直线运动,最后做匀减速直线运动至速度为零. 4.牵引纸带的速度越大,相邻两点的距离越大;相邻两点所表示的时间由人打点的快慢决定,牵动纸带的快慢只影响相邻两点的距离. 五、速度变化快慢的描述——加速度 1.2.46m/s 2,2.10m/s 2,1.79m/s 2.2.A :匀速直线运动的物体加速度为0,速度不为0B :加速度较小的物体,经长时间加速,它的速度变化量很大C :向西行驶的汽车在刹车过程中,加速度向东D :火箭在开始阶段速度较小,但加速度很大,随着速度越来越大,其加速度比原来小.3.a 物体的加速度最大,因为描述a 直线的倾斜程度最大.a 物体的加速度为0.625m/s 2,方向与正方向相同b 物体的加速度为0.083m/s 2,方向与正方向相同c 物体的加速度为0.25m/s 2,方向与正方向相反 4.4.74cm/s 2解析:滑块开始遮住光电门时的瞬时速度,可认为等于滑块通过光电门时的平均速度.则开始遮住第一个光电门时滑块速度s cm s cm t x v /2930029.00.311==∆∆=遮住第二个光电门时滑块速度s cm s cm t x v /1130011.00.322==∆∆= 滑块的加速度为212/74.4s cm tv v a =∆-=第二章 匀变速直线运动的研究一.实验:探究小车速度随时间变化的规律 1.解析 (1)(2)v-t 图如图1所示(3)v-t 图反映的是一条匀加速度运动的曲线,所以列车是在做匀加速直线运动. 2.A 物体以v A =15m/s 的速度做匀速直线运动; B 物体从静止开始做匀加速直线运动,加速度为1.75m/s 2; C 物体以v 0=4m/s 的初速度做匀减速直线运动,经过6s 停止运动.3. 将纸条上端中心连起来得到的v-t 图象如图2所示. 这样做有道理,每条纸带的宽度代表相等的时间,每条纸带的长度代表这段时间内的位移,而相等时间内的位移就表示这段时间内的平均速度.由于每段时间较短,所以这段时间中点的速度就是这段时间内的平均速度.取每段纸带上边的中点,然后过这些点画出v-t 图象,如图2所示.此图线的斜率就等于加速度a 的大小.图1图24.粘贴纸带的方法见上题.二.匀变速直线运动的速度与时间的关系 1.25s解析: v t =54km/h=15m/s, v 0=36km/h=10m/s 由速度公式:v t =v 0+at 得s s a v v t t 252.010150=-=-= 2. 8 m/s解析: v 0=72km/h=20m/s,t =2min=120s,以v 0为正方向,a=-0.1m/s 2 由速度公式:v t =v 0+at =20 m/s -0.1×120 m/s =8 m/s3.(1)由图象得,1s 末的速度v 1=1.5 m/s, 4s 末的速度v 4=2 m/s, 7s 末的速度v 7=1 m/s,因此: 4s 末的速度最大, 7s 末的速度最小.(2)它在1s 末、4s 末、7s 末三个时刻的速度都是正值,所以方向相同,都是沿规定的正方向运动. (3)由图可知:2201/5.0/212s m s m t v v a t =-=-=,04=a , 2207/1/6820s m s m t v v a t -=--=-=,因此, 它在1s 末、4s 末、7s 末三个时刻的加速度是7s 末最大, 4s 末的最小(4) 它在1s 末的加速度是正值, 7s 末的加速度为负值,所以方向相反.4.由题意知, v 0=0m/s,4s 末的速度v 4= at =1×4 m/s =4 m/s, 8s 末的速度v 8=v 4+at =4 m/s +0.5×4 m/s=6 m/s.物体在8s 内的v-t 图象如图3所示.三.匀变速直线运动的位移与时间的关系 1. 390m,16 m/s解析:v 0=36km/h=10m/s, a =0.2m/s 2坡路的长度:m m m at t v x 390302.030102212210=⨯⨯+⨯=+= 列车到达坡底的速度:v t =v 0+at =10 m/s +0.2×30 m/s =16 m/s 2.-4m/s 20 图3解析:由2210at t v x +=得 22220/4/3)31836(2)(2s m s m t t v x a -=⨯-⨯=-=3.约0.6m/s 2解析:运动过程如图4所示, 解法一:列车加速时间为s s s t 210)30450(211=-= 列车加速的末速度为v t =430km/h ≈120m/s 列车加速度为220/57.0/210120s m s m t v v a t =-=-= 解法二:加速阶段的位移m x 14700)301201033(321=⨯-⨯= 加速时间为s s s t 210)30450(211=-= 由公式222221/67.0/2101470022s m s m t x a at x =⨯===得 解法三:加速阶段的位移m x 14700)301201033(321=⨯-⨯⨯= 列车加速的末速度为v t =430km/h ≈120m/s 由速度与位移的关系22222/49.0/14700212022s m s m x v a ax v t t=⨯===得4.-41.7 m/s 2解析:由题意知v 0=10 m/s,v t =0 m/s,s=1.2m 由速度与位移的关系22220202/7.41/2.121022s m s m s v a ax v v t-=⨯=-==-得5.不能,38.7 m/s解析: 由s m s m s m v ax v v t t /50/5.31/100522202<=⨯⨯==-得高速行驶阶段加速阶段 加速阶段t 1t 2t 3图4所以飞机不能靠自身的发动机从舰上起飞. 又由s m s m ax v v ax v v t t /7.38/100525022220202=⨯⨯-=-==-得四.自由落体运动1.把一张纸片和一块文具橡皮同时释放, 文具橡皮下落得快.再把纸片捏成一个很紧的小纸团,和文具橡皮同时释放,两者下落得差不多快.这是因为纸片没有捏成小纸团时,受到的空气阻力较大.2. 悬崖有44.1m 高; 悬崖的实际高度比计算值小些解析:由m m gt x 1.440.38.9221221=⨯⨯==得悬崖有44.1m 高. 由于有空气阻力,实际的加速度要比g 小,所以悬崖的实际高度比计算值小些. 3. 30.6m. 石块下落的时间比2.5s 小,所以估算结果偏大解析: 由m m gt x 6.305.28.9221221=⨯⨯==得井口到水面的距离有30.6m. 考虑到声音传播的时间,石块下落的时间比2.5s 小,所以估算结果偏大.4.如图5所示,可以采用四种方法,第一种是运用速度公式求解, 第二种是运用位移公式求解,第三种是运用逐差法求解,第四种是运用v-t 图象求解. 解析:解法一: 运用速度公式求解 E 点的瞬时速度为s m s cm v E /98.1/08.05.124.28=-=所以22/9.9/504.098.1s m s m t v g E =⨯==解法二. 运用位移公式求解 由221gt x =得 222/8.9/02.06.192s m s cm t x g ===解法三:运用逐差法求解 x EF =28.4-19.6cm=8.8cm x BC =7.1-3.2cm=3.9cm22221/2.10/04.039.38.83s m s cm T x x a BC EF =⨯-=-=B CDE F图5同理 : 22222/8.9/04.034.21.73s m s cm T x x a AB DE =⨯-=-=22223/6.9/04.038.04.53s m s cm T x x a OA CD =⨯-=-=所以2321/9.93s m a a a a =++=解法四. 运用v-t 图象求解.s m s cm v E /98.1/08.05.124.28=-=s m s cm v D /56.1/08.01.76.19=-=s m s cm v C /16.1/08.02.35.12=-=s m s cm v B /79.0/08.08.01.7=-=s m s cm v A /40.0/08.02.3==由图6求得22/75.9/2.095.1s m s m a ==第三章 相互作用一、力 基本相互作用1.(1)从高处释放的小球在重力作用下,速度越来越快;乒乓球在球拍的作用下不断改变速度的大小和方向;在粗糙水平面上滚动的足球,运动越来越慢.弹簧在外力作用下,长度变长或缩短;钢尺在外力作用下发生弯曲;冲气的气球在用手施加的外力作用下发生形状变化.(2) 从高处释放的小球受到的重力, 施力物体是地球, 受力物体是小球;冲气的气球在用手施加的外力作用下发生形状变化,气球受到弹力的施力物体是手, 受力物体是气球.2.物体所受重力的图示如所示.图64.9×10398N 9.8N3.均匀的三角形薄板的重心与几何学上的重心在同一点上. 二、弹力 1.(略)2.钢管受到三个力的作用:重力、绳子对钢管的拉力、地面给钢管的弹力.受力示意图如图11.3. 锅铲受力的示意图如图12.4. (1)图象如图13(2)弹簧的劲度系数K 约为30N/m三、摩擦力1.手压着桌面向前移动时手受到桌面的滑动摩擦力作用, 滑动摩擦力方向和手指运动方向相反,阻碍手的运动. 滑动摩擦力的大小与压力成正比,手对桌面的G F 1F 2图11cm图13F 1F 2压力越大, 滑动摩擦力越大, 对手的阻碍作用越大.2. (1)瓶子静止在粗糙水平桌面上,不受摩擦力的作用;(2)瓶子静止在倾斜的桌面上, 瓶子受到沿斜面向上的静摩擦力作用;(3)瓶子被握在手中,瓶口朝上, 瓶子受到手的竖直向上的静摩擦力作用;(4)瓶子压着一纸条,挡住瓶子把纸条抽出时,瓶子受到纸施加的滑动摩擦力作用,方向是纸带抽动方向.3. F ma x =40N F =30N μ=0.3 20N. 四、力的合成1.它们的合力能等于5N 、10N,不能等于15N ;两个力的合力的最大值是12N ,最小值是8N.2.它们的合力大小为,方向为西南方向.3.选1cm 的线段表示30N 的力, 作出力的平行四边形图示如图14,即可根据比例关系求出合力大小,用量角器可量出合力的方向.两个力的夹角为30°时,量得对角线长为6.8cm,根据比例关系,合力大小为204N,量得F 和F 1的夹角为17°.两力夹角为150°时,解答略.4. (1)、(3)正确,(2)错误. 五、力的分解 1.300N, 53°解析:由图15运用直角三角形知识可得:2300F N == tan φ=143F F =, φ=530.2.如图16所示.其中(1)(2)的解是惟一的, (3)的解不是惟一的,有两解.1F图14FF 1F 2图153.41m解析: 如图17所示.根据三角形知识,位移)x m ===方向与水平方向夹角为θ,tanθ=1.25.第四章 牛顿运动定律一、牛顿第一定律1.(1)不能,从飞机上投下的炸弹由于惯性,在下落过程中还要向前飞行一段距离,炸弹将越过目标.(2)人向上跳起时,由于惯性,将保持与地球同步的速度运动,将落回到原处.2.防止汽车紧急刹车时,坐在前排的人由于惯性会以很大的速度撞上档风玻璃,造成人身伤害.3.这位同学犯了“力是维持物体运动的原因”的错误.4.在一辆汽车内的光滑水平桌面上静止有一小球,当汽车突然加速向前运动时,小球相对于桌面加速向后运动.若以汽车为参考系,小球在水平方向没有受力,却做加速运动,显然这时惯性定律不成立.三、牛顿第二定律图161x 11.没有矛盾.因为决定物体加速度(能否由静止开始运动)的是物体受到的合力,箱子除受到人的拉力外,还受重力及地面的支持力,且合力为零,所以物体不会动.2.12N 解析: 根据2211a F a F m ==,得)(124261122N F a a F =⨯== 3.3解析: 根据得乙乙甲甲,a m a m F ==35.15.4===乙甲乙甲a a m m 4.214N, 方向沿两力的角平分线解析:如图18所示,得2142==F F 合(N ) 由)/(2722142s m mF a ===合 方向沿两力的角平分线 5.0.5m/s 2, 方向与推力方向相反 解析: 由ma f F =-得 )(154560N ma F f =-=-= 若撤去推力 'ma f = 得)/(5.030152's m a == 方向与推力方向相反.四、力学单位制 1.20N 解析: 根据ax v v t2202=- 得)/(2.02s m a -=又根据)(20)2.0(100N ma f -=-⨯== 2.27m解析: 根据得合,ma f F =-= )/(62000102.124s m m F a -=⨯-==合又根据ax v v t2202=- 得).(27m x =3.根据FL W = 得:./11/1111222s m Kg m s m Kg m N J ⋅=⨯⨯=⨯= 4.证明: 因为2/1s m Kg N ⋅=合图18又根据mFa = 得22/1/11s m Kg s m Kg Kg N =⋅=五、牛顿第三定律1.涉及木箱和地球的作用力与反作用力有两对,木箱受地面的支持力和地球的吸引力;地球受木箱的压力和木箱的吸引力.2.证明: 如图19所示,对物体研究:受两力平衡G F =支 由牛顿第三定律得:压支F F = 结合两式得:G F =压3.在推石时:巨石加速向前运动,自己加速后退;在推石后:巨石匀速向前运动,自己匀速后退.若静止在地面上,情况不一样.因为人和巨石均对地面有压力,而推动时,物体均有相对运动(或趋势),因而人和巨石均受摩擦力,若推力不够大现两物体可能保持静止,也可能一个运动一个静止,或两个物体均运动后再做减速运动直到停止.4.如图20所示.(1)A 拉B 匀速运动时,阻F F AB =,方向相反,因为它们是一对平衡力.BA AB F F =,方向相反,因为它们是一对作用力与反作用力.(2)A 拉B 加速运动时,阻F F AB >,方向相反.BA AB F F =,方向相反,因为它们仍是一对作用力与反作用力.ma F F AB =-阻,N F AB 3102.3⨯=,N F BA 3102.3⨯=,方向如图20所示.5.小强的说法是错误的.平衡力作用效果能抵消,是因为它们作用在同一物体上;而作用力与反作用力是作用在不同物体上的两个力其作用效果不能抵消.六、用牛顿定律解决问题(一) 1.753m/s,32135m 解析: 如图21所示,物体所受的合力为:)(3503N F F ==合图19v图20F合图21由)/(32523502s m mF a ===合 又)/(3753325s m at v =⨯==)(321353325212122m at x =⨯⨯==2.6.0×103N解析: 根据at v v t =-0 得)/(5.12s m a -=又根据)(100.6)5.1(100.433N ma F ⨯-=-⨯⨯==合 3.26m/s解析: 如图22所示, ma f G =-θsin 且8.042.3sin ==θ 得)/(0.62s m a =再根据ax v v t 2202=- 得)/(62s m v = 4.超速解析: 汽车受地面的摩擦力做匀减速运动,其加速度)/(72s m g a -=-=μ 又由于ax v v t 2202=- 得 )/(30)/(1.37)/(3.106.7720h km h km s m v >==⨯⨯=可判断该车超速.七、用牛顿定律解决问题(二) 1.拉力为αcos G, 支持力为αtan ⋅G 解析: 如图23所示,物体受三力作用平衡 且有:αt an ⋅=G F N图22αcos GT =2.合力大小为F 1,方向与F 1方向相反3.水不会从瓶中漏出,因为饮料瓶与水均处于完全失重状态,瓶下方不受水的压强.4.(1)ma mg F T =- 得mg F T 7= (2)ma F mg T =- 则0<T F ,绳子松驰,拉力为零.5.(1)座舱离地面50m 时,仍处于完全失重状态,手上没有感觉. (2)N 7950解析: 座舱离地面15m 时,处于超重状态 )(2212h h g v -= 及222ah v = 得)/(71202s m a = 又ma mg F N =- 得)(7950)712010(5)(N a g m F N =+⨯=+=。
第5节力的分解课后训练巩固提升基础巩固1.(多选)一个力F分解为两个力F1和F2,下列说法正确的是()A.F是物体实际受到的力B.物体同时受到F1、F2和F三个力的作用C.F1和F2的共同作用效果与F相同D.F1、F2和F满足平行四边形定则答案:ACD解析:在力的分解中,合力是实际存在的力,选项A正确;F1和F2是力F的两个分力,不是物体实际受到的力,选项B错误;F1和F2是力F的分力,共同作用效果与F相同,其关系满足平行四边形定则,选项C、D正确。
2.物体放置在水平面上,用大小相等的力F,按如图所示的四种方式分别作用在同一物体上,则物体对水平面压力最大的是()答案:C解析:A图将拉力沿着水平和竖直方向正交分解,设拉力与水平方向夹角为θ,则压力为N=mgF sinθB图压力等于重力,即N=mgC图压力为N=mg+F sinθD图为N=mgF故C图压力最大。
3.如图所示,将光滑斜面上的物体的重力mg分解为F1和F2两个力,下列结论正确的是()A.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的正压力B.物体受mg、N、F1、F2四个力作用C.物体只受重力mg和弹力N的作用D.N、F1、F2三个力的作用效果跟mg、N两个力的作用效果不相同答案:C解析:F1、F2是重力G的分力,都作用在物体上,施力物体都是地球,A错误;斜面光滑,所以物体只受重力mg和弹力N的作用,故C正确;F1、F2是重力的两个分力,它们是等效替代的关系,效果相同,不能说物体受4个力的作用,所以B、D错误。
4.将物体所受重力按力的效果进行分解,下图中错误的是()答案:C解析:A项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力G1和沿斜面向下使物体向下滑的分2项正确;B项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力G1和G2,B项正确;C项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体紧压两接触面的分力G1和G2,故C项错误。
D项中物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分力G2,故D项正确。
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第5节力的分解对力的分解的理解1.将物体所受重力按力的效果进行分解,下列各图中,错误的是( C )解析:A项中物体受到的重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力G1和沿斜面向下使物体向下滑的分力G2;B项中物体受到的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力G1和G2,A,B正确;C项中物体受到的重力应分解为垂直于两接触面使物体紧压两接触面的分力G1和G2,C错误;D项中物体受到的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分力G2,D正确。
2。
(2017·广东广州检测)关于分力和合力的关系,下列说法中正确的是( B )A。
分力和合力可以不同时作用在物体上B.合力的作用效果与分力的作用效果一定相同C.两个分力的合力一定大于任一分力D.合力一定小于其中一个分力解析:合力与分力是等效的相互替代关系,合力与分力的作用效果一定相同,即选项A错误,B 正确;由平行四边形定则可知两个力的合力可以大于任一分力,也可以小于任一分力,还可以等于某一分力,并且在两力同向时合力最大,反向时合力最小,选项C,D错误。
3。
(2017·山西太原高一期末)迎泽大桥的引桥就是一个斜面。
汽车上桥时,为了分析阻碍车辆前进和压桥面的效果,将其所受重力分解为平行桥面向下的分力F1和垂直桥面向下的分力F2.以下论述正确的是( B )A。
第三章 《相互作用》3.5 力的分解班级 姓名1.放在光滑斜面上的木块实际受到的力有( )A .重力和支持力B .重力、支持力和下滑力C .重力、支持力、下滑力和垂直斜面向下的力D .支持力、下滑力和垂直斜面向下的力2.如图所示,有甲、乙、丙三种情况,同一运动物体分别受到大小相等的力F 的作用,设物体质量为m ,与地面间动摩擦因数为μ,则三种情况物体受到的摩擦力F f 甲、F f 乙、F f 丙的大小关系是( )A .F f甲=F f 乙=F f 丙=μmgB .F f 甲=μmg ,F f 乙<μmg ,F f 丙>μmgC .F f 甲=μmg ,F f 乙>μmg ,F f 丙<μmgD .F f 甲=μmg ,F f 乙<μmg ,F f 丙<μmg3.下列说法错误的是( )A .一个2 N 的力可分解为17 N 和16 N 的两个分力B .一个6 N 的力可分解为6 N 和6 N 的两个分力C .一个6 N 的力可分解为4 N 和3 N 的两个分力D .一个8 N 的力可分解为4 N 和3 N 的两个分力4.图中的四幅图展示了某同学做引体向上运动前的四种抓杠姿势,其中手臂受力最小的是( )5.如图所示,一个物体受到三个共点力F 1、F 2、F 3的作用,若将它们平移并首尾相接,三个力矢量组成了一个封闭三角形,则物体所受这三个力的合力大小为( )A .2F 1B .F 2C .2F 3D .06.把一个已知力分解,要求其中一个分力F 1跟F 成30°,而大小未知;另一个分力F 2=33F ,但方向未知,则F 1的大小可能是( ) A.12 F B.32 F C.233 F D.3 F7.如图所示是李强同学设计的一个小实验。
他将细绳的一端系在手指上,绳的另一端系在直杆的A 端,杆的左端顶在掌心上,组成一个“三角支架”。
在杆的A 端悬挂不同重物,并保持静止。
以下有关本实验的感受,说法错误的是( )A .绳子是被拉伸的,杆是被压缩的B .杆对手掌施加作用力的方向沿杆由C 指向AC .绳对手指施加作用力的方向沿绳由B 指向AD .所挂重物质量越大,绳和杆对手的作用力也越大8.图中,AB 、AC 两光滑斜面互相垂直,AC 与水平面成30°。
高中物理 第三章 课时5 力的分解45分钟作业训练新人教版必修1一、选择题(每小题8分,共48分)1.将力F 分解为F1、F2两个分力,则下列说法正确的是( )A .F1、F2和F 同时作用在物体上B .由F 求F1或F2叫做力的分解C .由F1、F2求F 叫做力的合成D .力的合成和分解都遵循平行四边形定则解析:分力和合力是等效替代关系,不能同时作用在物体上,A 错.由力的合成和分解的概念,B 、C 正确.力的合成和分解都是矢量运算,都遵循平行四边形定则,D 正确. 答案:BCD2.为了行车方便与安全,高大的桥要造很长的引桥,其主要目的是( )A .增大过桥车辆受的摩擦力B .减小过桥车辆的重力C .增大过桥车辆的重力平行于引桥面向上的分力D .减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力解析:高大的桥要造很长的引桥,主要是为了减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力,以利于车辆顺利上坡.答案:D3.已知力F 的一个分力F1跟F 成30°角,大小未知,另一个分力F2的大小为33F ,方向未知.则F1的大小可能是( )A.33FB.32FC.233 FD.3F 解析:根据平行四边形定则,作出如图12所示的示意图,在直角△OCD 中,OD =12F ,CD =32F.已知F2的大小为33F ,在△OBD 中,可求出BD =36F.由此可得,BC =CD -BD =32F -36F =33F ,AC =AD +CD =36F +32F =233F ,即F1的大小可能是33F ,也可能是233F.故正确答案是A 和C.图12答案:AC4.图13为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B点等高,O为结点,轻绳AO、BO长度相等,拉力分别为FA、FB,灯笼受到的重力为G.下列表述正确的是( )图13A.FA一定小于GB.FA与FB大小相等C.FA与FB是一对平衡力D.FA与FB大小之和等于G解析:本题考查共点力作用下物体的平衡、二力合成的平行四边形定则,意在考查考生受力分析的能力和理解推理能力.A、B等高,且两绳AO、BO长度相等,由平衡条件可知FA、FB 大小相等,它们的合力大小等于G,而FA与G的大小关系不能确定,故B正确.答案:B5.用两根承受的最大拉力相等、长度不等的细线AO、BO,如图14所示悬挂一个中空铁球,当在球内不断注入铁砂时,则( )图14A.AO先被拉断B.BO先被拉断C.AO、BO同时被拉断D.条件不足,无法判断解析:依据力的作用效果,将重力分解如图15所示,据图可知:FB>FA.又因为两绳承受能力相同,故当在球内不断注入铁砂时,BO绳先断.选项B正确.图15答案:B6.物块静止在固定的斜面上,分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F竖直向上,D中F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是( )解析:由受力分析可知,A、B中F没有沿斜面方向的分力,所以静摩擦力大小不变;C中F 有沿斜面向上的分力,静摩擦力减小,只有D中F有沿斜面向下的分力,静摩擦力增大.答案:D二、非选择题(共52分)7.(9分)如图16所示,三个共点力F1=5 N,F2=10 N,F3=15 N,θ=60°,它们的合力的x轴分量Fx为________N,y轴分量Fy为________N,合力的大小为________N,合力方向跟x轴正方向夹角为________.图16答案:15 5 3 10 3 30°8.(8分)如图17所示,PQ是固定的水平导轨,两端有定滑轮,物体A和B用细绳相连,处于静止状态时,α=37°,β=53°,若B重5 N,则A所受的摩擦力大小为________,方向为________.图17解析:把B的重力沿QB和PB方向分解如图18甲所示,由图可以看出FP=GBcosβ=3 N,FQ=GBsinβ=4 N,A受力如图6乙所示,由图可以看出Ff=FQ-FP=1 N方向向左.图18答案:1 N 向左9.(10分)一塔式起重机钢索与水平悬臂的夹角为θ=30°.当起重机吊着一件重为G=3.0×104 N的货物时,钢索和悬臂各受多大的力?(不考虑钢索和悬臂自身所受的重力)图19解析:将竖直绳向下的拉力按实际作用效果分解,如图20所示.钢索受到的力方向沿索斜向右下,大小为F1=Gsinθ=3.0×10412N=6.0×104 N,悬臂受到的力方向水平向左,大小为F2=Gcotθ=3.0×104× 3 N=5.2×104 N.图20答案:6.0×104 N 5.2×104 N10.(12分)如图21所示,用绳子AC和BC悬一重力为100 N的物体,绳子AC和BC与天花板的夹角分别为30°和60°,求每条绳子的拉力分别是多少?图21解析:将悬挂重物所受重力按两作用效果分解得F1=Gsin30°=50 N,F2=Gcos30°=50 3 N答案:50 N 50 3 N 11.(13分)如图22所示,重力为500 N 的人通过定滑轮的轻绳牵引重为200 N 的物体,当绳与水平面成60°角时,物体静止,不计滑轮与绳的摩擦,求地面对人的支持力和摩擦力.图22解析:如图23所示,将绳的张力正交分解得:水平分力Fx =Fc os60°=200×12N =100 N , 竖直分力Fy =Fsin60°=200×32N =100 3 N , 在x 轴上,与Fx =100 N 平衡,即摩擦力F′=100 N.在y 轴上,由三力平衡得地面对人的支持力.FN =G -Fy =(500-1003) N =100(5-3) N图23答案:100(5-3) N 100 N。
基础巩固知识点一:力的分解方法1. 将一个力F 分解为两个不为零的力,下列分解方法中不可能的是A. 分力之一垂直于FB. 两个分力与F 都在同一直线上C. 一个分力的大小与F 的大小相同D. —个分力与F 相同2. 如下图所示,将一光滑斜面(斜而固定)上的一物体的重力分解为F,、F 2两个力,A. F,是斜面作用在物体上使斜面下滑的力,匕是物体对斜面的正压力B. 物体受mg 、FN 、F,、F 2网个力作用C. 物体只受重力mg 和弹力FND. 力FN 、F!、F 2三个力的作用效果跟mg 、FN 的两个力的作用效果相同3. 如图所示,放在斜而上的物体的重力产生的作用效果是什么呢?4. 如图所示,已知电灯的重力为G= 10 N, AO 绳与顶板间的夹角为0=45°,BO 绳水平.(1) 请按力的实际作用效果将OC 绳对O 点的拉力加以分解,并作出图示。
(2) AO 绳所受的拉力F 1和BO 绳所受的拉力F 2分别为多少?知识点二:三角形法则5. 如图所示,大小分别力F,、F 2、F 3的三个力恰好围成封闭的直角三角形(顶角为直角),下列四个图屮, 这三个力的合力最大的是6. 己知力F 的一个分力FjgF 成30°角,F,大小未知,如图所示,则另一个分力小值为7. 如图所示,小船在河流屮逆水行驶,左岸上一大人用力Fji 小船,F 1与河中心封& 左岸水流方向河流力的分解专题下列结论正确的是A fB. V3FC. FD.无法判断 30°岸上的一个小孩至少用多大的力匕拉小船,才能使小船受到的合力F沿河的屮心线?F2的方向如何?(设F,、F2 共点)知识点三:力的分解的唯一性与多样性8.将力F分解成F r F2两个分力,如果已知大小和F2与F之间的夹角a,A.当FpFsina时,一定有两解B.当F〉F1〉Fsina时,有两解C.当F I=Fsina时,有唯一解D.当Fi<Fsina时,无解9.已知合力的大小和方向求两个分力时,下列说法中正确的是A.若己知两个分力的方向,分解是唯一的B.若己知一个分力的大小和方向,分解是唯一的C.若已知一个分力的大小及另一个分力的方向,分解是唯一的D.此合力有可能分解成两个与合力等大的分力a为锐角,如图所示,能力提升知识点一:力的分解的应用10.如图所示,用一根细绳和一根轻杆组成三角支架,绳的•一端绕在手指上,杆的•一端顶在掌心,当A处挂上重物时,绳与杆对手指和手掌均有作用,对这两个作用力的方向(如下图所示)判断完全正确的是11.跳伞运动员打开伞后经过一段时间,将在空中保持匀速降落。
第三章 5 力的分解基础夯实一、选择题(1~5题为单选题,6题为多选题)1.关于力的合成与分解,下列说法正确的是导学号 1321411( D )A.合力与分力是等效替代关系,都同时作用在物体上B.合力一定大于每一个分力C.当已知合力,和其中一个分力,则分解的结果可能是无数D.已知合力和两个分力的方向,分解结果是唯一的解析:力的合成与分解是一种等效替代,根据需要可以将一个力分解为两个分力或用一个力代替两个分力叫作力的分解或力的合成,既然替代,就不能同时作用,所以A错误;合力可以大于分力也可能等于或小于分力,所以B错误;若已知合力和一个分力,根据平行四边形法则可以知道,分解结果唯一,所以C错误;同样道理,若已知合力和两个分力的方向,根据平行四边形法则,结果唯一,故D正确。
2.(河北省唐山一中2016~2017学年高一上学期期中)一个体操运动员在水平地面上做倒立动作,下列哪个图中沿每支手臂向下的力最大导学号 1321411( D )解析:将重力沿两胳膊的方向分解,合力一定时夹角越大分力越大,夹角越小时分力越小,故选项D正确。
3.小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也推不动,他回忆起物理课堂上学习的“力的分解”知识,便想了个妙招,如图所示,用A、B两块木板,搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法中正确的是导学号 1321411 ( C )A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力解析:小明的重力可分解为沿两个木板方向的分力,由于两个木板夹角接近180°,根据平行四边形定则,可知分力可远大于小明的重力,选项C正确。
4.如图所示,a、b、c三根绳子完全相同,其中b绳水平,c绳下挂一个重物。
若使重物加重,则这三根绳子最先断的是导学号 1321411( A )A.a绳B.b绳C.c绳D.无法确定解析:将重物分解为拉a绳和拉b绳的力,如图所示,显然a绳受力最大,所以A选项正确。
5力的分解[学习目标] 1.知道什么是力的分解,知道力的分解同样遵守平行四边形定则.2.理解力的分解原则,会正确分解一个力,并会用作图法和计算法求分力.3.知道力的三角形定则,会区别矢量和标量.4.会用正交分解法求合力.一、力的分解1.定义:已知一个力求它的分力的过程.2.分解原则:力的分解是力的合成的逆运算,同样遵守平行四边形定则.3.分解依据:如果没有限制,同一个力可以分解为无数对大小和方向不同的分力.二、矢量相加的法则1.矢量:既有大小,又有方向,相加时遵从平行四边形定则(或三角形定则)的物理量.图12.标量:只有大小,没有方向,求和时按照算术法则相加的物理量.3.三角形定则:把两个矢量首尾相接,从而求出合矢量的方法(如图1所示).三角形定则与平行四边形定则在本质上是一样的.[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)一个力F分解为两个力F1、F2,则F1、F2共同作用的效果与F相同.(√)(2)一个力F和它的两个分力都是物体实际受到的力.(×)(3)力F的大小为100 N,它的一个分力F1的大小为60 N,则另一个分力一定大于40 N.(×)2.将一个大小为2 3 N的水平力分解成两个力,其中一个分力在竖直方向,另一个分力与水平方向的夹角是30°,则两个分力的大小分别是________ N和________ N.答案2 4一、力的效果分解法[导学探究]如图2所示,人拉着旅行箱前进,拉力F与水平方向成α角,图2(1)拉力产生了什么效果?(2)按力的作用效果分解力并求出两分力大小.答案(1)拉力产生两个效果:向前拉箱;向上提箱(2)力的分解图如图所示,F1=F cos α,F2=F sin α.[知识深化]按力的效果分解的基本步骤1.根据力的实际作用效果确定两个分力的方向.2.根据两个分力的方向作出力的平行四边形.3.利用数学知识解三角形,分析、计算分力的大小.例1如图3所示,光滑斜面的倾角为θ,有两个相同的小球,小球所受重力均为G,分别用光滑挡板A、B挡住,挡板A沿竖直方向,挡板B垂直于斜面,则球1对挡板的压力F1=________,对斜面压力F2=________;球2对挡板压力F3=______,对斜面压力F4=________.图3解析球1所受的重力有两个作用效果.第一,使小球欲沿水平方向推开挡板;第二,使小球压紧斜面.因此,力的分解如图甲所示,由此得两个分力的大小分别为F1=G tan θ,F2=Gcos θ.球2所受重力G有两个作用效果.第一,使小球垂直挤压挡板;第二,使小球压紧斜面.因此力的分解如图乙所示,由此可得两个分力的大小分别为F3=G sin θ,F4=G cos θ.答案G tan θGcos θG sin θG cos θ确定力的实际作用效果的技巧若物体受三个力并处于平衡状态,确定其中一个力的实际作用效果时,可先作出物体所受的三个力的示意图,其中一个力的实际作用效果的方向一定与其余两个力的合力反向.二、有限制条件的力的分解[导学探究](1)已知合力F和两分力的方向(如图4甲),利用平行四边形定则,能作多少平行四边形?两分力有几个解?(2)已知合力F和一个分力F2(如图乙),可以得到几个F1?图4答案(1)1个1个(2)1个[知识深化]有限制条件的力的分解1.已知合力和两个分力的方向时,两分力有唯一解(如图5所示).图52.已知合力和一个分力的大小和方向时,另一分力有唯一解(如图6所示).图63.已知合力F以及一个分力F1的方向和另一个分力F2的大小时,若F与F1的夹角为α,有下面几种可能:图7(1)当F sin θ<F 2<F 时,有两解(如图7甲). (2)当F 2=F sin θ时,有唯一解(如图乙). (3)当F 2<F sin θ时,无解(如图丙). (4)当F 2>F 时,有唯一解(如图丁).力分解时有解或无解,关键看代表合力的对角线与给定的代表分力的有向线段是否能构成平行四边形,若能,即有解;若不能则无解.例2 按下列两种情况把一个竖直向下的180 N 的力分解为两个分力.图8(1)一个分力水平向右,并等于240 N ,求另一个分力的大小和方向;(2)一个分力在水平方向上,另一个分力与竖直方向的夹角为30°斜向下(如图8所示),求两个分力的大小.答案 (1)300 N 与竖直方向夹角为53°斜向左下(2)水平方向分力的大小为60 3 N ,斜向下的分力的大小为120 3 N 解析 (1)力的分解如图甲所示.F 2=F 2+F 12=300 N设F 2与F 的夹角为θ,则:tan θ=F 1F =43,解得θ=53°(2)力的分解如图乙所示.F 1=F tan 30°=180×33N =60 3 N F 2=F cos 30°=18032N =120 3 N.三、力的正交分解 [导学探究]如图9所示,重为G 的物体静止在倾角为θ的斜面上,以物体(可以看成质点)为原点,沿斜面向下为x 轴,垂直斜面向下为y 轴,作图并求物体重力在x 轴和y 轴方向的分力.图9答案 如图所示G 1=G sin θ,G 2=G cos θ [知识深化] 正交分解法1.定义:把力沿着两个选定的相互垂直的方向分解的方法. 2.正交分解法求合力的步骤:(1)建立坐标系:以共点力的作用点为坐标原点,直角坐标系x 轴和y 轴的选择应使尽量多的力在坐标轴上.(2)正交分解各力:将每一个不在坐标轴上的力分解到x 轴和y 轴上,并求出各分力的大小,如图10所示.图10(3)分别求出x 轴、y 轴上各分力的矢量和,即:F x =F 1x +F 2x +…,F y =F 1y +F 2y +…. (4)求共点力的合力:合力大小F =F x 2+F y 2,设合力的方向与x 轴的夹角为α,则tan α=F y F x .例3 在同一平面内共点的四个力F 1、F 2、F 3、F 4的大小依次为19 N 、40 N 、30 N 和15 N ,方向如图11所示,求它们的合力.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图11答案 38.2 N ,方向与F 1夹角为45°斜向右上解析 本题若直接运用平行四边形定则求解,需解多个斜三角形,需多次确定各个力的合力的大小和方向,计算过程十分复杂.为此,可采用力的正交分解法求解此题.如图甲,建立直角坐标系, 把各个力分解到这两个坐标轴上, 并求出x 轴和y 轴上的合力F x 和F y ,有 F x =F 1+F 2cos 37°-F 3cos 37°=27 N , F y =F 2sin 37°+F 3sin 37°-F 4=27 N. 因此,如图乙所示,合力:F =F x 2+F y 2≈38.2 N ,tan φ=F yF x=1.即合力的大小约为38.2 N ,方向与F 1夹角为45°斜向右上.1.坐标轴的选取原则:坐标轴的选取是任意的,为使问题简化,建立坐标系时坐标轴的选取一般有以下两个原则: (1)使尽量多的力处在坐标轴上. (2)尽量使某一轴上各分力的合力为零.2.正交分解法的适用情况:适用于计算物体受三个或三个以上共点力的合力情况. 针对训练 如图12所示,水平地面上有一重60 N 的物体,在与水平方向成30°角斜向上、大小为20 N 的拉力F 作用下匀速运动,求地面对物体的支持力和摩擦力的大小.图12答案 50 N 10 3 N解析 对物体进行受力分析,如图所示,物体受重力G 、支持力F N 、拉力F 、摩擦力F f .建立直角坐标系, 对力进行正交分解得: y 方向: F N +F sin 30°-G =0①x方向:F f-F cos 30°=0②由①②得:F N=50 N,F f=10 3 N.1.(按效果分解力)为了行车方便与安全,高大的桥要造很长的引桥,其主要目的是() A.减小过桥车辆受到的摩擦力B.减小过桥车辆的重力C.减小过桥车辆对引桥面的压力D.减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力答案 D解析如图所示,重力G产生的效果是使物体下滑的分力F1和使物体压斜面的分力F2,则F1=G sin θ,F2=G cos θ,倾角θ减小,F1减小,F2增大,高大的桥造很长的引桥主要目的是减小桥面的坡度,即减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力,使行车安全,D正确.2.(力的最小值问题)如图13所示,力F作用于物体的O点.现要使作用在物体上的合力沿OO′方向,需再作用一个力F1,则F1的最小值为()图13A.F1=F sin αB.F1=F tan αC.F1=FD.F1<F sin α答案 A解析利用矢量图形法.根据力的三角形定则,作F1、F与合力F合的示意图,如图所示.在F1的箭尾位置不变的情况下,其箭头可在OO′线上滑动,由图可知,当F1与OO′即F合垂直时,F1有最小值,其值为F1=F sin α.3.(力的正交分解法)(多选)如图14所示,放在水平面上的物体A用轻绳通过光滑定滑轮连接另一物体B并静止,这时A受到水平面的支持力为F N,摩擦力为F f,若把A水平向右移动一些后,A仍静止,则()图14A.F N将增大B.F f将增大C.轻绳拉力将减小D.物体A所受合力将增大答案AB解析物体A受力如图,系统处于静止状态,绳子的拉力不变,始终等于B 的重力,即F=m B g,A所受合力为零,故C、D均错;当A水平向右移动时,θ角减小,F N=m A g-F sin θ,F f=F cos θ,由此可得,F N、F f均增大,所以A、B正确.4.(按力的效果分解力)人们不可能用双手掰开一段木桩,然而,若用斧子就容易把木桩劈开.如图15所示,斧子的两个斧面间的夹角为θ,两个斧面关于竖直平面对称,当斧子对木桩施加一个竖直向下的力F时,木桩的两个劈开面受到的侧向压力F N等于()图15A.F N=Fsin θ2B.F N=Fsin θC.F N=F2sin θ2D.F N=F2sin θ答案 C解析如图所示,将力F分解为F1、F2两个分力,这两个分力分别与劈的两个侧面垂直,根据对称性,两分力F1、F2大小相等,这样,以F1、F2为邻边的平行四边形就是一个菱形.因为菱形的对角线互相垂直且平分,所以有:F1=F2=F2sin θ2,木桩的两个劈开面受到的侧向压力F N等于F2sin θ2 .课时作业一、选择题(1~7为单项选择题,8~10为多项选择题)1.如图所示,大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成封闭的直角三角形(顶角为直角).下列4个图中,这三个力的合力最大的是()答案 C解析由矢量合成的法则可知,A中的合力的大小为2F1,B中的合力的大小为0,C中的合力的大小为2F2,D中的合力的大小为2F3,因为F2是直角三角形的斜边,所以F2最大,所以合力最大的是C选项.2.一个力的大小为30 N,将此力分解为两个分力,这两个分力的大小不可能是() A.10 N、10 N B.20 N、40 NC.200 N、200 N D.700 N、720 N答案 A解析合力的大小小于两分力大小之和,大于两分力大小之差的绝对值,只有A不可能.3.将一个有确定方向的力F=10 N分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F成30°角,另一个分力的大小为6 N,则在分解时()A.有无数组解B.有两组解C.有唯一解D.无解答案 B解析 设方向已知的分力为F 1,如图所示,则F 2的最小值F 2min =F sin 30°=5 N .而5 N<F 2<10 N ,F 1、F 2和F 可构成如图所示的两个矢量三角形,故此时有两组解,B 正确.4.如图1所示,将绳子的一端系在汽车上,另一端系在等高的树干上,两端点间绳长为 10 m .用300 N 的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m ,不考虑绳子的重力和绳子的伸长量,则绳子作用在汽车上的力的大小为( )图1A .1 500 NB .6 000 NC .300 ND .1 500 3 N答案 A解析 由题意可知绳子与水平方向的夹角正弦值为sin α=0.55=0.1,所以绳子的作用力为F绳=F 2sin α=1 500 N ,A 项正确,B 、C 、D 项错误.5.如图2所示,三段不可伸长的细绳,OA 、OB 、OC 能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,其中OB 是水平的,A 端、B 端固定在水平天花板上和竖直墙上.若逐渐增加C 端所挂重物的质量,则最先断的绳是( )图2A .必定是OAB .必定是OBC .必定是OCD .可能是OB ,也可能是OC 答案 A解析 OC 下悬挂重物,它对O 点的拉力等于重物的重力G .OC 绳的拉力产生两个效果:使OB在O点受到水平向左的力F1,使OA在O点受到沿绳子方向斜向下的力F2,F1、F2是G的两个分力.由平行四边形定则可作出力的分解图如图所示,当逐渐增大所挂物体的质量时,哪根绳受的拉力最大则哪根最先断.从图中可知:表示F2的有向线段最长,F2分力最大,故OA绳最先断.6.甲、乙两人用绳子拉船,使船沿OO′方向航行,甲用1 000 N的力拉绳子,方向如图3所示,则乙的拉力最小值为()图3A.500 3 N B.500 NC.1 000 N D.400 N答案 B解析要使船沿OO′方向航行,甲和乙的拉力的合力方向必须沿OO′方向.如图所示,作平行四边形可知,当乙拉船的力的方向垂直于OO′时,乙的拉力F乙最小,其最小值为F乙min=F甲sin 30°=1 000×12N=500 N,故B正确.7.如图4所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,下列说法正确的是()图4A.甲、乙、丙所受摩擦力相同B.甲受到的摩擦力最大C.乙受到的摩擦力最大D.丙受到的摩擦力最大答案 C解析题图中三个物体对地面的压力分别为F N甲=mg-F sin θ,F N乙=mg+F sin θ,F N丙=mg,因它们均相对地面滑动,由F=μF N知,F f乙>F f丙>F f甲,故C正确.8.如图5所示,光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法正确的是()图5A.物体受到重力mg、F N、F1、F2四个力的作用B.物体只受到重力mg和斜面的支持力F N的作用C.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的压力D.力F N、F1、F2三力的作用效果与力mg、F N两个力的作用效果相同答案BD解析由重力的作用效果分析,再由力产生的原因进行判断,F1、F2两个力是重力mg的两个分力,其作用效果与重力mg等效,所以F2不是物体对斜面的压力,物体只受重力mg和斜面的支持力F N的作用,故B、D正确.9.如图6所示,质量为m的物体受到推力F作用,沿水平方向做匀速直线运动,已知推力F与水平面的夹角为θ,物体与地面间的动摩擦因数为μ,则物体所受的摩擦力大小为()图6A.F cos θB.μmgC.μF D.μ(mg+F sin θ)答案AD解析对物体受力分析如图,由于匀速运动,所以物体所受的合力为零,在水平方向有摩擦力F f=F cos θ,选项A正确;再由F f=μF N,F N=mg+F sin θ可知,摩擦力F f=μ(mg+F sin θ),选项D正确,B、C错误.10.如图7所示,铁板AB与水平地面之间的夹角为θ,一块磁铁吸附在铁板下方.在缓慢抬起铁板的B端使θ角增大(始终小于90°)的过程中,磁铁始终相对于铁板静止.下列说法正确的是()图7A.磁铁所受合外力不变B.磁铁始终受到三个力的作用C.磁铁受到的摩擦力逐渐减小D.铁板对磁铁的弹力逐渐增大答案AD解析以磁铁为研究对象进行受力分析可知,在缓慢抬起铁板的B端的过程中磁铁相对铁板静止,因此磁铁所受合外力始终为零,A正确;磁铁受重力、铁板的吸引力、铁板的弹力、铁板的摩擦力四个力作用,B错误;由受力平衡关系可得,磁铁受到的摩擦力逐渐增大,铁板对磁铁的弹力逐渐增大,C错误,D正确.二、非选择题11.如图8所示,一位重600 N的演员悬挂在绳上,若AO绳与水平方向的夹角为37°,BO 绳水平,则AO、BO两绳受到的拉力各为多大?(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图8答案 1 000 N800 N解析人对竖直绳的拉力F等于人的重力G,由于该力的作用AO、BO也受到拉力的作用,因此F产生了沿AO方向、BO方向使O点拉绳的分力F1、F2,将F沿AO方向和BO方向分解成两个分力,如图所示,由画出的平行四边形可知:AO绳上受到的拉力F1=Gsin 37°=600sin 37°N=1 000 N,BO绳上受到的拉力F2=Gtan 37°=600tan 37°N=800 N.12.如图9所示,一个质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC,∠ABC=α,AB边靠在竖直墙上,F是垂直于斜面BC的推力,现物块静止不动,重力加速度为g,求物块受到的摩擦力和弹力的大小.图9答案F sin α+mg F cos α解析对物块进行受力分析,如图所示,水平方向建立x轴,竖直方向建立y轴.由平衡条件,得F f=F sin α+mg,F N=F cos α.。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.如图所示,在粗糙地面上放有一装有定滑轮的粗糙斜面体,将两相同的A 、B 两物体通过细绳连接处于静止状态,用水平力F 作用于物体B 上,缓慢拉开一小角度,斜面体与物体A 仍然静止。
则下列说法正确的是( )(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)A .水平力F 变小B .物体A 所受合力变大C .物体A 所受摩擦力不变D .斜面体所受地面的摩擦力变大【答案】D 【解析】 【分析】先对物体B 进行受力分析,根据共点力平衡条件求出绳的拉力,再对A 进行受力分析,同样根据共点力平衡条件得出各个力的情况,对斜面体所受地面的摩擦力可以用整体法进行分析。
【详解】A .对B 物体进行受力分析,如图根据共点力平衡条件B tan F m g θ=,B cos m gT θ=在缓慢拉开B 的过程中,θ角度变大,故绳上的张力T 变大,水平力F 增大,故A 错误; B .因物体A 始终处于静止,故A 所受合外力为0,B 错误;C .物体A 受重力、支持力、细线的拉力,可能没有摩擦力,也可能有沿斜面向下的静摩擦力,还有可能受斜面向上的静摩擦力。
故拉力T 增大后,静摩擦力可能变小,也可能变大,故C 错误;D .对整体分析可以知道,整体在水平方向受拉力和静摩擦力作用,因拉力变大,故静摩擦力一定变大,故D 正确。
故选D 。
【点睛】整体法与隔离法相结合。
2.如图所示,物块A 放在直角三角形斜面体B 上面,B 放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁,初始时A 、B 静止。
现用力F 沿斜面向上推A ,但A 、B 仍未动,则施力F 后,下列说法正确的是( )A .A 、B 之间的摩擦力一定变大 B .B 与墙之间可能没有摩擦力C .B 与墙面间的弹力可能不变D .B 与墙面间的弹力变大【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A .对A 物体,开始受重力、B 对A 的支持力和静摩擦力平衡,当施加F 后,仍然处于静止,开始A 所受的静摩擦力大小为A sin m g θ,若A 2sin F m g θ=,则A 、B 之间的静摩擦力大小还是等于A sin m g θ,所以A 、B 之间的摩擦力可能不变,故A 错误; B .对整体分析,因为AB 不动,弹簧的形变量不变,则弹簧的弹力不变,开始弹簧的弹力等于A 、B 的总重力,施加F 后,弹簧的弹力不变,总重力不变,根据平衡知,则B 与墙之间一定有摩擦力,摩擦力大小等于力F 在竖直方向的分力,方向竖直向下,故B 错误; CD .以整体为研究对象,开始时B 与墙面的弹力为零,施加力F 后,B 与墙面的弹力变为F cos α,弹力增大,故C 错误,D 正确。
高一物理第三章力相互作用第5节力的分解(一)课堂练习实例分析:1、斜面上物体重力的分解【例题1】把一个物体静止在倾角为 的斜面上,物体受到竖直向下的重力,但它并不能竖直下落。
那么,物体所受的重力会产生功能什么样的作用效果呢?【思考与讨论】(1).F1、F2是不是物体的真实受力?(2).能不能说F 1是物体对斜面的压力?2、放在水平面上物体所受斜向上拉力的分解3、三角支架悬物拉力的分解训练:l.物体沿斜面下滑时,常把物体所受的重力分解为()A.使物体下滑的力和斜面的支持力.B.平行于斜面的分力和垂直于斜面的分力C.斜面的支持力和水平方向的分力D.对斜面的压力和水平方向的分力2.把一个力分解为两个分力时,以下说法中正确的是()A.一个分力变大时,另一个分力一定变小B.两个分力不能同时变大C .两个分力不能同时小于这个力的一半D .两个分力不能同时大于这个力的两倍 3.将一个力F 分解为两个分力,下列分解方法中不可能的是() A .一个分力的大小与F 的大小相同 B .一个分力与力F 相同C .一个分力垂直于FD .两个分力与F 都在一直线上 4.关于合力和分力的关系,下列说法中正确的是() A .合力一定比分力大B .合力可以同时垂直于两个分力C .合力的方向可以与一个分力的方向相反D .两个分力的夹角越大,它们的合力也越大 5.体育运动中包含着丰富的力学知识,如图所示,铁柱举起质量80kg的杠铃,双臂夹角为120°,g 取10m/s 2,则铁柱两臂对杠铃的作用力各为() A .400N B .I600NC .133800N D .800N6.拖拉机和农具之间的牵引杆如不水平,拖拉机使农具前进的力就不等于牵引杆对农具的拉力F ,而等于F 在水平方向的分力.如果F=3.0×103N ,F 跟水平方向的夹角θ=15°,那么使农具前进的力为多大?(cos15°≈0.966)7.如图所示,物体重G=100N ,并保持静止.绳子AC 与BC 分别与竖直方向成30°角和60°角,则绳子AC 和BC 的拉力分别为多大?8.如图所示,一个重为G 的小球用两根细绳OA 、OB 拴住处于静止状态,绳OA 是水平的,求两根绳对小球的拉力.9.如图所示,在倾角为θ的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面间搁有一个重为G 的光滑圆球,试求该球对斜面的压力和对挡板的压力.10.如图所示,光滑小球放在夹角为45°的墙壁和斜面之间,处于静止状态,则斜面对球的弹力与球的重力的大小之比为多少?墙对球的弹力与球的重力的大小之比又为多少?11.如图所示,轻杆的一端A 用铰链与竖直墙壁连接,它的另一端B 用绳子连接至墙的C 点,使轻杆保持水平,绳与轻杆的夹角为30°.在B 端悬挂重10N 的物体,求轻杆和绳子各自在B 端受到的作用力.12.如图所示,绿妹将重10N 的气球用细绳拴在水平地面上,空气对其的浮力为16N .由于受到水平方向的风力的影响,系气球的绳子与水平方向成θ=60°角.由此可知,绳子的拉力和水平方向的风力分别为多大?答案:1、B2、C3、B4、C5、D6、2898N7、AC 绳拉力为503N ,BC 绳的拉力为50N8、OA 绳对小球的拉力为Gtan θ,OB 绳对小球的拉力为θcos G9、该球对斜面的压力为Gtan θ,对挡板的压力为θcos G10、斜面对球的弹力与球的重力的大小之比为2,墙对球的弹力与重力的大小之比为2211、轻杆和绳子各自在B 端受到的作用力分别为N 310和20N12、绳子的拉力为N 34,水平方向的风力为N 32。
人教版物理必修1第三章第5节:力的分解一、多选题。
1. 将10N的力分解为两个分力F1、F2,则F1、F2的值可能是下列哪些情况()A.F1=12N,F2=16NB.F1=10N,F2=10NC.F1=6N,F2=3ND.F1=5N,F2=6N2. 如图所示,建筑工人通过由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组将一重物缓慢吊起,在此过程中,如果不计滑轮与绳的重力及摩擦,则()A.绳子的张力逐渐变大B.绳子的张力先变大后变小C.人对地面的压力逐渐变小D.人对地面的压力逐渐变大3. 将一个已知力进行分解,下列说法正确的是()A.若已知两个分力的大小,则只有唯一解B.若已知一个分力的大小和方向,则只有唯一解C.若已知其中一个分力的方向和另一个分力的大小,则只有唯一解D.可以用“正交分解法”分解,也可以按“实际作用效果”分解4. 将大小为10N、方向确定的力分解成两个力F1和F2,若已知F1的大小和F2与F的夹角为30∘,则下列判断正确的是()A.当F1>5N时,有两解B.当F1=5N时,有一解C.当5N<F1<10N时,有两解D.当F1<5N时,无解5. 如图所示,B、C两个小球用细线悬挂于竖直墙面上的A、D两点,两球均保持静止.已知两球的重力均为G,细线AB与竖直墙面之间的夹角为30∘,细线CD与竖直墙面之间的夹角为60∘,则()A.细线AB中拉力为√3GB.细线CD中拉力为GC.细线BC中拉力为GD.细线BC与竖直方向的夹角θ为30∘6. 如图所示,木匠用直角斧子劈木材时,采用A、B、C三种方式.当木匠用力相同时,下列说法正确的是()A.A种方式更容易劈开木材B.B种方式更容易劈开木材C.C种方式更容易劈开木材D.无论哪种方式,斧子的左面都比右面受到的压力大7. 把一个已知力F分解,要使其中一个分力F1跟F成30∘角,而大小未知;另一个分力为F2=√33F,但方向未知,则F1的大小可能是()A.√33F B.√32F C.√3F D.2√33F8. 如图所示是轿车常用的千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起.当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105 N,此时千斤顶两臂间的夹角为120∘.下列判断正确的是()A.该汽车的重力等于1.0×105NB.此时千斤顶每臂受到的压力大小均为1.0×105NC.若继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶每臂受到的压力将增大D.若继续摇动把手,将汽车顶起,千斤顶每臂受到的压力将减小9. 如图所示,用轻绳吊一个重为G的小球,欲施一力F使小球在图示位置平衡(θ<30∘),下列说法正确的是()A.力F最小值为G sinθB.若力F与绳拉力大小相等,力F方向与竖直方向必成θ角C.若力F与G大小相等,力F方向与竖直方向可能成θ角D.若力F与G大小相等,力F方向与竖直方向可能成2θ角10. 如图所示为缓慢关门时(图中箭头方向)门锁的示意图,锁舌尖角为37∘,此时弹簧弹力为24N,锁舌表面较光滑,不计摩擦(sin37∘=0.6,cos37∘=0.8),下列说法正确的是()A.此时锁壳对碰锁舌的弹力为40NB.此时锁壳对碰锁舌的弹力为30NC.关门时锁壳对锁舌的弹力逐渐增大D.关门时锁壳对锁舌的弹力保持不变二、选择题。
一、第三章 相互作用——力易错题培优(难)1.半径为R 的球形物体固定在水平地面上,球心正上方有一光滑的小滑轮,滑轮到球面B 的距离为h ,轻绳的一端系一小球,靠放在半球上的A 点,另一端绕过定滑轮后用力拉住,使小球静止,如图所示,现缓慢地拉绳,在使小球由A 到B 的过程中,半球对小球的支持力N 和绳对小球的拉力T 的大小变化的情况是( )A .N 不变,T 变小B .N 不变,T 先变大后变小C .N 变小,T 先变小后变大D .N 变大,T 变小【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】对小球受力分析如图所示,根据矢量三角形和力的图示的特点可知mg N Th R R L==+ 小球由A 到B 的过程,只有定滑轮左侧的绳子L 变短,h 和R 均不变,所以N 不变,T 变小,故A 正确,BCD 错误.故选A 。
2.如图所示,木块B 静止在水平地面上,木块A 叠放在B 上。
A 的左侧靠在光滑的竖起墙面上。
关于A 、B 的受力情况,下列说法中正确的是( )A .B 对A 的作用力方向一定竖直向上 B .B 对A 的作用力一定大于A 的重力C .地面对B 的摩擦力方向可能向右D .地面对B 的支持力大小等于A 、B 的总重力 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB .对A 受力分析可知:若A 与B 的接触面光滑,则A 受重力、支持力及墙壁对A 的支持力作用,A 处于静止状态,合力为零,由于A 、B 之间的接触面倾斜,则B 对A 的支持力垂直接触面斜向上,且大于A 的重力。
若接触面粗糙,A 受到重力、B 对A 的支持力,还可能受到B 对A 的摩擦力,有可能A 还受到墙壁的支持力;当墙壁对A 没有支持力时,B 对A 的支持力与摩擦力的合力与A 的重力大小相等,方向相反。
由以上分析可知,故A 错误,B 错误;C .若A 与B 的接触面光滑,木块B 受重力、地面的支持力、A 对B 斜向下的压力以及地面的摩擦力处于静止状态,合力为零,则摩擦力方向水平向左。
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力的分解题组一力的分解1。
下列说法错误的是()A.一个2 N的力可分解为17 N和16 N的两个分力B。
一个6 N的力可分解为6 N和6 N的两个分力C。
一个6 N的力可分解为4 N和3 N的两个分力D。
一个8 N的力可分解为4 N和3 N的两个分力解析:合力F与对应的两个分力F1和F2的大小关系满足|F1—F2|≤F≤F1+F2,所以只有D项错误。
答案:D2。
为了行车的方便与安全,上山的公路都是很长的“之”字形盘山公路,这样做的主要目的是()A.减小上山车辆受到的摩擦力B。
减小上山车辆的重力C.减小上山车辆对路面的压力D。
减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力解析:如图所示,重力G产生的效果是使物体下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分力F2,则F 1=G sin θ,F2=G cos θ,倾角θ减小,F1减小,F2增大,同一座山,高度一定,把公路修成盘山公路时,使长度增加,则路面的倾角减小,即减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力,可使行车安全,故选项D正确,选项A、B、C错误。
答案:D题组二矢量相加法则3。
已知力F的一个分力F1跟F成30°角,F1大小未知,则另一个分力F2的最小值为() A。
B.C.F D。
无法判断解析:F、F1和F2构成矢量三角形。
第5节力的分解
对力的分解的理解
1.将物体所受重力按力的效果进行分解,下列各图中,错误的是( C )
解析:A项中物体受到的重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力G1和沿斜面向下使物体向下滑的分力G2;B项中物体受到的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力G1和G2,A,B 正确;C项中物体受到的重力应分解为垂直于两接触面使物体紧压两接触面的分力G1和G2,C 错误;D项中物体受到的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分力
G2,D正确.
2.(2017·广东广州检测)关于分力和合力的关系,下列说法中正确的是( B )
A.分力和合力可以不同时作用在物体上
B.合力的作用效果与分力的作用效果一定相同
C.两个分力的合力一定大于任一分力
D.合力一定小于其中一个分力
解析:合力与分力是等效的相互替代关系,合力与分力的作用效果一定相同,即选项A错误,B 正确;由平行四边形定则可知两个力的合力可以大于任一分力,也可以小于任一分力,还可以等于某一分力,并且在两力同向时合力最大,反向时合力最小,选项C,D错误.
3.(2017·山西太原高一期末)迎泽大桥的引桥就是一个斜面.汽车上桥时,为了分析阻碍车辆前进和压桥面的效果,将其所受重力分解为平行桥面向下的分力F1和垂直桥面向下的分力F2.以下论述正确的是( B )
和F2是汽车实际受到的两个力
和F2是汽车重力的两个等效替代力
是汽车对桥面的摩擦力,F2是汽车对桥面的压力
D.若引桥变短,倾角θ増大,则F1减小,F2增大
解析:F1和F2是汽车重力在两方向的分力,并不是汽车实际受到的两个力,选项B正确,A错误;F1的方向沿斜面向下,产生使汽车向下滑动的趋势,不是汽车对斜面的压力;同理,F2是重力垂直于斜面向下的分力,也不是汽车对斜面的压力,汽车对斜面的压力是由于汽车的形变而产生的,选项C错误;根据数学知识可知,F1=mgsin θ,F2=mgcos θ,若引桥变短,倾角θ增大,则F1增大,F2减小,选项D错误.
按实际效果分解力
4.在图中,AB,AC两光滑斜面互相垂直,AC与水平面成30°.如把球O所受的重力G按照其作用效果分解,则两个分力的大小分别为( A )
,G ,G
,G ,G
解析:对球所受重力进行分解如图所示
由几何关系得F1=Gsin 60°=G,F2=Gsin 30°=G,选项A正确.
5.(2017·黑龙江哈尔滨六中高一月考)如图所示,作用在滑块B上的推力F=100 N,若α
=30°,若装置各部分重力和摩擦力均不计,则工件上受到的压力为( B )
N
N
N
N
解析:装置的重力和摩擦力均不计,F作用在B上产生推杆和挤压水平面的效果,如图(甲)所示,则F1=,F2=;F1作用在A上产生挤压工件和左侧壁的效果,如图(乙)所示,则
F N=F1cos α=cos α== N
=100 N,选项B正确.
力的分解的应用
6.(2017·河北定州中学高一检测)三段不可伸长的细绳OA,OB,OC共同悬挂一重物,如图所示,B端固定,OB始终保持水平,A端水平向左移动一小段距离的过程中,下面说法正确的是( B )
A.对OA绳拉力减小
B.对OA绳拉力增大
C.对OB绳拉力减小
D.对OC绳拉力增大
解析:重物对OC的拉力F OC=G,F OC产生拉紧OA绳和OB绳的作用,对两绳拉力分别为
F OA′,F OB′,F OC,F OA′,F OB′的矢量关系如图所示.由数学知识可知,
F OA′==,F OB′=F OC tan θ=Gtan θ,当A端水平向左移动一小段距离时θ变大,则
F OA′,F OB′均变大,选项B正确.
7.(2017·广州高一月考)如图所示,吊环运动有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环[图(甲)],然后身体下移,双臂缓慢张开到图(乙)位置,则在此过程中,吊环的两根绳的拉力
F T(两个拉力大小相等)及它们的合力F的大小变化情况为( B )
减小,F不变增大,F不变
增大,F减小增大,F增大
解析:由二力平衡关系可知,两绳对人的拉力的合力与人的重力大小相等,而人的重力大小不变,所以两绳的合力F不变,当双臂缓慢张开时绳间的夹角变大,两个分力的大小F T都要增大,选项B正确.
8.(2017·广西柳州铁路一中高一段考)(多选)如图所示,两相同轻质硬杆OO1,OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O,O1,O2转动,在O点悬挂一重物M,将两相同木块m紧压在竖直挡板上,此时整个系统保持静止.F f表示木块与挡板间摩擦力的大小,F N表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍许增大后,系统仍静止且O1,O2始终等高,则( BD )
变小不变
变小变大
解析:重物通过细绳对O产生向下的拉力,其大小F=Mg,拉力F产生的效果为沿OO1,OO2挤压杆两分力分别为F1,F2,设F1与水平面间夹角为θ,如图(甲)所示,由数学知识可知
F1=F2==;F1(或F2)作用在轴O1(或O2)上产生挤压木块和向下推木板的效果,两分力分别为F1′,
F1″(或F1′,F2″),如图(乙)所示,由数学知识可知F1′=F N=F1sin θ=·sin θ
=Ftan θ.
F1′=F1cos θ=cos θ=,
当两挡板间距离稍许增大时,θ增大,则F N增大,F1″不变,由此可知,木块与挡板间摩擦力不变,选项B,D正确.
9.(2017·湖北武汉外国语学校高一检测)如图所示,三根轻质绳子OA,OB与OC将一质量为
10 kg的重物悬挂空中而处于静止状态,其中OB与天花板夹角为30°,OA与天花板夹角为60°,求重物对OC绳的拉力在结点O的分力,并画出关系示意图.(g取10 m/s2)
解析:重物对OC绳的拉力F OC=mg=10×10 N=100 N
OC绳对结点O的拉力产生的效果为拉紧OA绳和OB绳,两力分别为
F AO′,F BO′,F OC,F AO′,F BO′的矢量关系如图所示由几何关系可知F OA′=F OC cos 30°=×100 N=50 N
F OB′=F OC sin 30°=×100 N=50 N
答案:50 N 50 N 示意图见解析。