物理必修 第一册第五节 力的分解练习

这是一份物理必修 第一册第五节 力的分解练习，共8页。试卷主要包含了生活中的物理知识无处不在等内容，欢迎下载使用。




A级 合格达标


1.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（ ）





A B C D


解析：人体的重力可沿两手臂向下分解为使手臂张紧的两分力.由平行四边形可知，两分力的夹角越大，分力就越大，要省力的话，两臂需平行，故B正确.


答案：B


2.如图所示，一个物体受到3个共点力F1、F2、F3的作用，若将它们平衡并首尾相接，3个力矢量组成了一个封闭三角形，则物体所受这3个力的合力大小为（ ）





A.2F1 B.F2


C.2F3 D.0


解析：由矢量三角形定则可以看出，首尾相接的任意两个力的合力必与第3个力大小相等、方向相反，所以这3个力的合力为零.


答案：D


3.（多选）把一个力分解为两个力时，下列说法中正确的是（ ）


A.一个分力变大时，另一个分力一定要变小


B.两个分力可同时变大、同时变小


C.不论如何分解，两个分力不能同时大于这个力的两倍


D.不论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的一半


解析：当两个分力夹角很大时，任何一个分力部可能大于合力的两倍，故选项C错误；当两个分力方向相同时，两个分力取最小值，此时F＝F1＋F2，显然F1、F2不能同时小于合力的一半，故选项D正确；由于两分力的大小与两分力夹角有关，一个分力变大，另一个可变大，也可变小，故选项A错误，而B正确.


答案：BD


4.如图所示，有甲、乙、丙3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3种情况中物体受到的摩擦力f甲、f乙、f丙的大小关系是（ ）





甲 乙 丙


A.f甲＝f乙＝f丙＝μmg


B.f甲＝μmg，f乙＜μmg，f丙＞μmg


C.f甲＝μmg，f乙＞μmg，f丙＜μmg


D.f甲＝μmg，f乙＜μmg，f丙＜μmg


解析：把F按水平、竖直方向分解，可知甲的正压力不变，乙的正压力减小，丙的正压力增大.


答案：B


5.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F1＝Gsin θ，F2＝Gcsθ，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D正确，A、B、C错误.





答案：D


6.图中，AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°.若把球O的重力按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为（ ）





A.eq \f(1,2)G，eq \f(\r(3),2)G B.eq \f(\r(3),3)G，eq \r(3)G


C.eq \f(\r(3),3)G，eq \f(\r(2),2)G D.eq \f(\r(2),2)G，eq \f(\r(3),2)G


解析：对球所受重力进行分解如图所示，由几何关系得


F1＝Gcs 30°＝eq \f(\r(3),2)G，


F2＝Gsin 30°＝eq \f(1,2)G.





答案：A


7.如图所示，用两根承受的最大拉力相等、长度不等的细线AO、BO悬挂一个中空铁球，当在球内不断注入铁砂时，则（ ）





A.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.





答案：B


B级 等级提升


8.小物块P沿光滑半圆曲面下滑，从A点下滑到最低点B的过程中，其重力G的切向分量为G1，如图所示，G1的大小变化情况正确的是（ ）





A.逐渐增大 B.逐渐减小


C.先增大后减小 D.先减小后增大


解析：设物块与圆心的连线与竖直方向的夹角为θ，则G1＝Gsin θ，则随着物块的下滑，θ减小，sin θ减小，故G1逐渐减小，故选B.


答案：B


9.生活中的物理知识无处不在.如图所示是我们衣服上的拉链的一部分，在把拉链拉开的时候，我们可以看到有一个三角形的东西在两链中间运动，使很难直接分开的拉链很容易拉开，关于其中的物理原理，以下说法中正确的是（ ）





A.拉开拉链时，三角形的物体增大了分开拉链的力


B.拉开拉链时，三角形的物体只是为了将拉链分开并没有增大分开拉链的力


C.拉开拉链时，三角形的物体增大了分开拉链的力，但合上拉链时减小了合上的力


D.以上说法均不正确


解析：拉开拉链时，三角形的物体在两链间和拉链一起运动，手的拉力在三角形的物体上产生了两个分力，如图甲所示，在α角很小的情况下，F1＝F2>F，即分力大于手的拉力，所以很难直接分开的拉链可以很容易地被三角形物体分开.





甲 乙


合上拉链时，手的拉力在三角形物体上产生了拉拉链的两个分力，如图乙所示，根据边角关系，仍有F1＝F2>F，即增大了合上的力.所以，只有A正确.


答案：A


10.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，如图所示，菜刀横截面为等腰三角形，刀刃前部的横截面顶角较小，后部的顶角较大，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压力时，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


解析：把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角劈，设顶角为2θ，背宽为d，侧面长为l，如图乙所示.





甲 乙 丙


当在劈背施加压力F后，产生垂直侧面的两个分力F1、F2，使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体.由对称性知，这两个分力大小相等（F1＝F2），因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图丙所示.在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑（图中阴影部分），根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系，由关系式，得F1＝F2＝eq \f(F,2sin θ)，由此可见，刀背上加上一定的压力F时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小，sin θ的值越小，F1和F2越大.但是，刀刃的顶角越小时，刀刃的强度会减小，碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂，实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要，所以做成前部较薄，后部较厚.使用时，用前部切一些软的物品（如鱼、肉、蔬菜、水果等），用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品，俗话说：“前切后劈”，指的就是这个意思.故D正确.


答案：D


11.两个大入和一个小孩拉一条船沿河岸前进.两个大人对船的拉力分别是F1和F2，其大小和方向如图所示.今欲使船沿河中心线行驶，求小孩对船施加的最小拉力的大小和方向.





解析：根据题意建立如图所示的直角坐标系.





F1y＝F1sin 60°＝200eq \r(3) N，


F2y＝F2sin 30°＝160 N，


所以小孩最小拉力的大小为


F＝F1y－F2y＝（200eq \r(3)－160）N＝186.4 N，


方向为垂直于河中心线向下.


答案：186.4 N，垂直于河中心线向下


12.如图所示，物体的质量m＝4.4 kg，用与竖直方向成θ＝37°的斜向右上方的推力把该物体压在竖直墙壁上，并使它沿墙壁在竖直方向上做匀速直线运动.物体与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.5，重力加速度g取10 N/kg，求推力F的大小.（sin 37°＝0.6，cs 37°＝0.8）





解析：若物体向上做匀速直线运动，则受力如图甲所示.


Fcs θ＝mg＋f，


Fsin θ＝FN，


f＝μFN，


故推力F＝eq \f(mg,cs θ－μsin θ)＝eq \f(4.4×10,0.8－0.5×0.6) N＝88 N.


若物体向下做匀速直线运动，受力如图乙所示.





甲 乙


Fcs θ＋f′＝mg，


Fsin θ＝FN，


f′＝μFN，


故推力F＝eq \f(mg,cs θ＋μsin θ)＝eq \f(4.4×10,0.8＋0.5×0.6) N＝40 N.


答案：88 N和40 N