《成才之路》高一物理必修1同步练习35力的分解Word有答案.docx
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《成才之路》高一物理必修1同步练习35力的分解Word有答案
5.力的分解
基础夯实
1.将一个力F分解为两个力F1和F2,那么下列说法中错误的是( )
A.F是物体实际受到的力
B.F1和F2不是物体实际受到的力
C.物体同时受到F1、F2和F三个力的作用
D.F1和F2共同作用的效果与F相同
答案:
C
解析:
合力与分力的作用效果相同,但分力不是物体实际受到的力,在分析物体受力时,不能将分力也当做物体所受的力。
2.(辽宁沈阳二中09-10学年高一上学期期中)春天有许多游客放风筝,会放风筝的人可使风筝静止在空中。
如图所示,AB代表风筝截面,OL代表风筝线。
已知风向水平,则风筝可能静止的是下列各图中的( )
答案:
B
3.(福建厦门一中11~12学年高一上学期检测)举重运动是力量和技巧充分结合的体育项目,它要求用有限的力量举起尽可能重的杠铃。
就“抓举”而言,其技术动作可分为预备、提杠铃、发力、下蹲支撑、起立、放下杠铃等六个步骤。
如图所示,运动员举起150kg的杠铃后双手夹角保持106°角,处于静止状态,此时运动员两手臂各承受的压力是(已知:
sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2)( )
A.1000NB.1500N
C.1250ND.2500N
答案:
C
解析:
取杠铃为研究对象,受到重力和两手对它的作用力,如图所示。
为方便起见,把三个力画成共点力。
将两个FN分解为竖直方向和水平方向的分力FNy和FNx,如图所示,则有
G=2FNy=2FNcos53°,
可解得FN=1250N。
4.(潍坊临朐11~12学年高一上学期期末)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比右面受到的压力大
答案:
AD
解析:
将F沿垂直劈两侧面分解,如图所示,则
tanα=
,sinα=
。
所以F1=
=F·cotα,F2=
。
由此可判AD选项正确。
5.(上海交大附中09-10学年高一上学期期中)如图所示,物块所受重力为10N,放在光滑斜面上由一弹簧秤沿斜面拉住,使它静止。
已知弹簧秤读数为6N,则斜面对物块的支持力大小为( )
A.4NB.8N
C.10ND.无法确定
答案:
B
解析:
∵G·sinα=6N,∴sinα=
,F=G·cosα=10×
N=8N。
6.用绳子将鸟笼挂在一根横梁上,如下图所示。
若鸟笼重19.6N,求绳子OA和OB的拉力各是多大。
答案:
16.97N 9.8N
解析:
作出力的平行四边形,如图所示,由数学知识得
F1=G·cos30°=19.6×0.866N=16.97N
F2=G·sin30°=19.6×0.5N=9.8N
绳子OA段的拉力大小是16.97N,OB段的拉力大小为9.8N。
7.(江苏如皋海安08-09学年高一上学期期末)质量为30kg的小孩坐在10kg的雪橇上,大人用与水平方向成37°斜向上的大小为100N的拉力拉雪橇,使雪橇沿水平地面作匀速运动,(sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)雪橇对地面的压力大小;
(2)雪橇与水平地面的动摩擦因数的大小。
答案:
(1)340N
(2)0.24
解析:
(1)经对小孩和雪橇整体受力分析得:
竖直方向:
Fsinθ+FN=mg
解得FN=mg-Fsinθ=340N
雪橇对地面压力F′N是地面对雪橇支持力FN的反作用力,所以雪橇对地面压力:
FN′=FN=340N
(2)水平方向:
Fcosθ-Ff=0
Ff=μFN
由上式解得:
μ=4/17=0.24
能力提升
1.假期里,一位同学在厨房里协助妈妈做菜,对菜刀发生了兴趣。
他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大(如图所示),他先后做出过几个猜想,其中合理的是( )
A.刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关
B.在刀背上加上同样的力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关
C.在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大
D.在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大
答案:
D
2.(寿光市11~12学年高一上学期检测)图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( )
A.FA一定小于G
B.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
答案:
B
解析:
由A、B两点等高,AO、BO等长可知,AO绳与BO绳的拉力对称,B选项正确;若两绳间的夹角θ=120°时,FA=FB=G;当θ<120°时:
FA=FB120°时:
FA=FB>G,A选项错误;这两个力的矢量和与重力是平衡力,C选项错误,这两个力不是大小之和而是矢量之和等于G,D选项错误。
3.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
答案:
AC
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,所以总有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。
4.如图所示,质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC,∠ABC=α,AB边靠在竖直墙面上,F是垂直于斜面BC的推力,现物块静止不动,则摩擦力的大小为________。
答案:
mg+Fsinα
解析:
本题考查用正交分解法处理平衡问题,对物块受力分析如下图所示,竖直方向受力平衡:
mg+Fsinα=Ff。
故摩擦力大小为Ff=mg+Fsinα。
5.如图所示为一攀崖运动员,正在竖直崖壁上攀登,由于身背很重的行装,重心上移至肩部的O点,总质量为75kg,此时手臂与身体垂直。
手臂与崖壁夹角θ为60°,求此时手受到的拉力和脚受到的作用力。
(设手受到的拉力和脚受到的作用力均通过重心O,g取10m/s2)。
答案:
375N 375
N
解析:
对运动员进行受力分析如图所示,根据平衡条件正交分解得:
Fsin60°=FNsin30°
Fcos60°+FNcos30°=mg。
解得F=
mg=375N
FN=375
N
6.如图所示,楔形物体倾角为θ=30°,放在水平地面上,轻质硬杆下端带有滑轮,上端顶有重1000N的物体,硬杆只能沿滑槽上下滑动。
不计一切摩擦,求作用于楔形物体上的水平推力至少多大才能将重物顶起?
答案:
N
解析:
水平推力F有两个效果,垂直于斜面向上支持滑轮和垂直于水平面压地面,如图所示,斜面对杆的支持力大小为FN=
,方向垂直于斜面斜向上。
要使轻杆顶起重物,则应使FNcosθ≥G,即
·cosθ≥G,F≥Gtanθ=
N。
7.如图,重力为500N的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重200N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。
解析:
人和物体静止,所受合力皆为零,对物体分析得到:
绳的拉力F等于物重200N;人受四个力作用,将绳的拉力分解,即可求解。
如图所示,将绳的拉力分解得:
水平分力
Fx=Fcos60°=200×
N=100N。
竖直分力
Fy=Fsin60°=200×
N=100
N。
在x轴上,F′与Fx=100N平衡,即摩擦力F′=100N。
在y轴上,由三力平衡得地面对人支持力
FN=G-Fy=(500-100
)N=100(5-
)N。