2024版新教材高中物理课时分层作业十七力的效果分解法和力的正交分解法新人教版必修第一册

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课时分层作业(十七)　力的效果分解法和力的正交分解法1．漫画中的大力士用绳子拉动汽车，绳中的拉力为F，绳与水平方向的夹角为θ，若将F沿水平和竖直方向分解，则其竖直方向的分力为(　　)A．F sin θ B．F cos θC． eq \f(F,sin θ) D． eq \f(F,cos θ)2．(多选)如图所示，当直升机水平匀速飞行时，需调整旋翼的旋转平面使其与前进方向成某一角度θ.已知空气对旋翼产生的升力F垂直于旋翼旋转的平面，直升机飞行时所受的空气阻力与其运动方向相反，则以下说法正确的是(　　)A．直升机的重力G＝FB．直升机的重力G＝F cos θC．直升机水平前进的动力为F sin θD．直升机水平前进的动力为F tan θ3．试对以下各图中的力按效果进行分解，在图中画出各分力的示意图．4．如图，倾角为15°的斜面上放着一个木箱，100 N的拉力F斜向上拉着木箱，F与水平方向成45°角．分别以平行于斜面和垂直于斜面的方向为x轴和y轴建立坐标系，把F分解为沿着两个坐标轴的分力．试在图中作出分力Fx和Fy，并计算它们的大小．5.如图所示，一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，总质量为60 kg.此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53°，则手受到的拉力和脚受到的作用力分别为(设手、脚受到的作用力均通过重心O，g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)(　　)A．360 N，480 N B．480 N，360 NC．450 N，800 N D．800 N，450 N6．(多选)如图所示，质量为m的木块在推力F作用下，沿水平地面匀速运动．已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为(　　)A．μmg B．μ(mg＋F sin θ)C．μ(mg－F sin θ) D．F cos θ力的效果分解法和力的正交分解法1．解析：根据力的作用效果可以将F分解为沿水平方向和竖直方向的两个力，根据平行四边形定则，竖直方向上分力Fy＝Fsinθ，故A正确，B、C、D错误.答案：A2．解析：直升机在水平方向匀速向前飞行时，升力F对直升机有两个作用效果：使直升机保持在空中的高度不变并克服向前飞行的空气阻力．将升力F分别沿竖直方向和水平方向分解，在竖直方向，根据二力平衡条件，则G＝Fcosθ，在水平方向有F′＝Fsinθ，所以直升机水平前进的动力为Fsinθ，A、D错误，B、C正确．答案：BC3．解析：题图甲中滑雪者的重力G人有两个作用效果，分别是挤压斜坡的效果及使滑雪者沿斜坡下滑的效果，故G人的一个分力垂直斜坡向下，另一个分力沿斜坡向下，如答案图甲所示；题图乙中人和石块的总重力G总有两个作用效果，分别挤压两侧的山崖壁，故G总的两个分力均垂直于接触面指向被压山崖壁，如答案图乙所示；题图丙中钢管的重力G钢管有两个作用效果，分别是拉其两端的缆绳，故G钢管的两个分力各沿两端缆绳的方向向下，如答案图丙所示；题图丁中活塞的推力F有两个作用效果，分别是推动连杆和挤压汽缸壁，故F的一个分力沿连杆向下，另一个分力垂直汽缸壁向左，如答案图丁所示．答案：如图所示4．解析：分力Fx和Fy如图所示．由几何关系可得F与x轴的夹角为30°.则Fx＝Fcos30°＝100×eq \f(\r(3),2)N＝50eq \r(3)N，Fy＝Fsin30°＝100×eq \f(1,2)N＝50N.答案：图见解析　50eq \r(3)N　50N5.解析：由题意知，运动员和行囊的总重力mg可分解为沿手臂方向的对手臂的拉力F1和沿身体方向的压力F2，如图所示，则F1＝mgcos53°＝360N，F2＝mgsin53°＝480N．选项A正确．答案：A6．解析：木块匀速运动时受到四个力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Ff.沿水平方向和竖直方向建立坐标系，将F正交分解，如图所示(这样建立坐标系只需分解F)，由于木块做匀速直线运动，所以在x轴上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)，即Fcosθ＝Ff；在y轴上，向上的力等于向下的合力，即FN＝mg＋Fsinθ，又Ff＝μFN，解得Ff＝μ(mg＋Fsinθ)，故B、D正确．答案：BDA组　基础巩固练B组　能力提升练