高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第4章 力与平衡第2节 力的分解当堂检测题

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A.初始悬垂时若增大两手间的距离,单臂的拉力变小
B.初始悬垂时若增大两手间的距离,两臂拉力的合力变大
C.在上升过程中单杠对人的作用力始终大于人的重力
D.在上升过程中单杠对人的作用力先大于重力后小于重力
【解析】选D。对人进行受力分析,两臂的拉力、人的重力三力平衡,两臂拉力的合力与重力大小相等,方向相反。依据力的合成法则,当增大两手间的距离,即增大两拉力的夹角,因拉力的合力不变,则有拉力大小增大,故A、B错误;在上升过程中,身体从静止开始向上时加速度的方向向上,所以单杠对人的作用力先大于重力;上升的最后阶段人的身体做减速运动,所以单杠对人的作用力小于重力,故C错误,D正确。
2.某力的大小为5 N,其可以分解为( )
A.12 N和6 N的两个分力
B.均为5 N的两个分力
C.1 N和2 N的两个分力
D.均为2 N的两个分力
【解析】选B。12 N和6 N的合力范围是6 N≤F≤18 N,所以不可能是大小为5 N的力分解的两个力,故A错误;5 N、5 N的合力范围是0≤F≤10 N,所以可能是大小为5 N的力分解的两个力,故B正确;1 N、2 N的合力范围是1 N≤F≤3 N,所以不可能是大小为5 N的力分解的两个力,故C错误;2 N、2 N的合力范围是0≤F≤4 N,所以不可能是大小为5 N的力分解的两个力,故D错误。
3.当直升机倾斜飞行时,螺旋桨产生的升力F垂直于机身,升力F与竖直方向的夹角为θ。现沿水平和竖直两个方向分解力F,如图所示。下列说法中正确的是
( )
A.水平分力大小为Fx=Ftanθ
B.水平分力大小为Fx=Fcsθ
C.竖直分力大小为Fy=Ftanθ
D.竖直分力大小为Fy=Fcsθ
【解析】选D。将力F分解为两个相互垂直的分力,其中沿水平方向的分力大小为:Fx=Fsinθ。竖直分力大小为:Fy=Fcsθ。故D正确,A、B、C错误。
【总结提升】
(1)合力与分力遵循平行四边形定则,根据平行四边形定则分解后求解即可。
(2)已知合力和两个分力的方向,分解具有唯一性,作图后,根据三角函数求解。
【加固训练】
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。下列不正确的说法是( )
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A
C.绳对手指施加作用力的方向沿绳由B指向A
D.所挂重物质量越大,绳和杆对手的作用力也越大
【解析】选B。物体重力的作用效果是:一方面拉紧细绳,另一方面,使杆压紧手掌,故选项A正确;杆对手掌的作用力方向沿杆由A指向C,绳对手指的作用力由B指向A,故选项B错误,选项C正确;将重力分解为沿绳方向的力F1和沿杆方向的力F2,如图所示,由F1=,F2=Gtan θ可知,物重G越大,F1 、F2也越大,故选项D正确。此题选不正确的,故选B。
4.重为40 N的物体与竖直墙面间的动摩擦因数为μ=0.4,若用斜向上的推力F=50 N支撑住物体,物体处于静止状态,如图所示。这时物体受到的摩擦力是多少牛?要使物体匀速下滑,推力的方向不变,则推力的大小应变为多大?(sin37°=0.6,cs37°=0.8)
【解题指南】解答本题注意以下两点:
(1)物体处于静止状态,相对墙无相对运动,有无相对运动趋势,要看导致相对运动趋势的合力,即重力和F在竖直方向上的分力关系。
(2)物体匀速下滑,水平、竖直方向合外力为零;相对墙有相对运动,一定是滑动摩擦力,即f=μN。
【解析】(1)对物体静止时受力分析并进行正交分解
则:F1=Fsin37°=30 N
F2=Fcs37°=40 N
在竖直方向上:f+F1=mg,
代入数据得:f=10 N
(2)物体能匀速下滑时,
根据竖直方向的平衡,有mg-F′sin37°-f′=0①
根据水平方向的平衡,有N′=F2′=F′cs37°②
又:f′=μN′③
代入数据解得:F′≈43.5 N
答案:10 N 43.5 N