力的正交分解专项训练卷

2013-2014学年度???学校3月月考卷1．钓鱼岛自古以来就是中国的固有领土，但日本政府一再挑衅，并于去年九月发起购岛闹剧。

对此包括港澳台在内，全国上下共同掀起保钓高潮。

中国人民解放军做为坚强后盾更是频频亮剑，一批批重量级装备纷纷闪亮出场。

国产最先进武装直升机武直—10（WZ —10）已经进行多次试飞，右下图为一架WZ —10在钓鱼岛海域用“拖曳扫雷具”进行近岛扫除水雷演习模拟图。

拖曳型扫雷具质量为m ，由于近岛海水的流动对扫雷具产生水平方向的冲击力，使轻质软绳偏离竖直方向，当直升机相对地面静止时，绳子与竖直方向成θ角，已知扫雷具所受的浮力不能忽略，下列说法正确的是A ．WZ —10受重力、软绳的拉力、空气的阻力三个力的作用而处于平衡状态B ．绳子的拉力大小为θcos mgC ．扫雷具受到的浮力大小一定等于mgD ．扫雷具受到海水的水平方向的作用力小于绳子的拉力 【答案】D 【解析】试题分析： WZ —10受竖直向下的重力Mg 、沿软绳方向的拉力拉F 、空气的浮力浮f 三个力的作用而处于平衡状态的，故A 错；对扫雷具进行受力分析，沿软绳方向的拉力拉F 、竖直向下的重力m g 、海水竖直向上的浮力浮F 及海水的水平方向的作用力力冲F ，有平衡条件知，mg cos θF F 拉浮=+ 和θsin 拉冲F F =，故B 、C 错，D 正确。

考点：本题结合热点问题考查物体的受力分析、三个共点力的平衡及会用正交分解的方法处理平衡问题。

2．如图所示，把光滑斜面上物体的重力mg 分解为F 1、F 2两个力，（斜面倾角为θ）下列说法正确的是（ ）A ．F 1是斜面作用在物体上使物体下滑的力， F 2是物体对斜面的压力B ．物体受到mg 、F N 、F 1、F 2四个力的作用C ．物体受到的合力为mgsin θ，方向沿斜面向下D ．力F N 、F 1、F 2三个力的作用效果和mg 与F N 两个力的作用效果相同【答案】CD 【解析】试题分析：1F 是不是下滑力，2F 不是物体对斜面的压力．故A 错误． 物体受重力和支持力两个力．合力大小为mgsin θ故B 错误，C 正确力1N F F 、和2F 的三个力的作用效果跟N mg F 、两个力的效果相同．故D 正确． 故选CD考点：考查了力的分解与合成的利用点评：解决本题的关键知道12F F 是重力的两个分力，产生的作用效果，一个使物体下滑，一个压斜面，但是两个分力不是下滑力和压力．3．如图，质量为m 的木块在与水平方向成α角斜向上的拉力F 作用下沿水平地面匀速滑动．木块与水平地面间的动摩擦因数为μ．以下说法中正确的是（ ）αμsin F B ．木块受到地面摩擦力大小为θsin FC ．木块受到地面摩擦力大小为)sin (αμF mg -D ．木块受到地面摩擦力大小为mg μ 【答案】C【解析】试题分析：在竖直方向上mg F F N =+αsin ，在水平方向上N F f F μα==cos ，由此可知木块受到地面的摩擦力为()αμsin F mg -或αcos F ，ABD 错；C 对；故选C 考点：考查摩擦力的计算点评：本题难度较小，在处理摩擦力问题时，应首先判断摩擦力的类型，如果是滑动摩擦力，可根据公式或受力平衡求解 4．如图，质量为m 的物体放在水平地面上，受到斜向上的拉力F 的作用而没动，则 ( )A ．物体对地面的压力等于mgB ．地面对物体的支持力等于Fsin θC ．物体对地面的压力小于mgD ．物体所受摩擦力与拉力F 的合力方向竖直向上 【答案】CD 【解析】试题分析：物体保持静止状态，据受力分析，并正交分解得sin cos N f F F mgF F θθ+=⎧⎪⎨=⎪⎩， 地面对物体支持力小于重力，因此AB 说法错误，C 正确。

由于支持力和重力的合力向下，所以拉力F 和静摩擦力的合力应竖直向上，所以D 正确 考点：受力分析、正交分解点评：此类题型考察了分析物理问题的基本功：利用受力分析借助正交分解法处理物理问题5．如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体A 与B ，物体B 放在水平地面上，A 、B 均静止。

已知A 和B 的质量分别为m A 、m B ，绳与水平方向的夹角为θ，下述正确的是A ．物体B 对地面的压力可能为0B ．物体B 受到的摩擦力为m A gcos θC ．地面对B 的作用力方向竖直向上D ．地面对B 的作用力方向斜向左上方 【答案】BD 【解析】试题分析：物体B 在绳子拉力作用下有向右运动的趋势而保持相对于地静止，地面对B 一定有静摩擦力．故A 错误．以B 为研究对象，分析受力，作出力图如图所示．根据平衡条件得：物体B 受到的摩擦力：f Fcos θ=；物体B 受到的支持力：N B F m g Fsin θ=- 又A F m g =得到：A N B A f m gcos F m g m gsin θθ==-，．B 正确，由受力分析可得地面对B 的作用力方向斜向左上方，D 正确，考点：考查了受力分析以及共点力平衡条件的应用点评：采用正交分解法处理力平衡问题，这是物体受多个力作用时常用的方法，中等难度．6．如图所示，左侧是倾角为60°的斜面、右侧是1/4圆弧面的物体A 固定在水平地面上，圆弧面底端的切线水平。

一根轻绳两端分别系有质量为m 1、m 2的小球，跨过A 顶端的定滑轮，当两球处于平衡状态时，右侧轻绳与水平方向夹角为60°，不计一切摩擦，两小球可视为质点，则两小球的质量之比为（ ）（A ）1:1 （B ）2:3 （C ） （D ）4:3 【答案】B 【解析】试题分析：两小球由同一条通过定滑轮的绳子连接，所以绳子对两球的拉力相等，分别对两小球受力分析可得：对1m 有: 01sin 60F m g =，对2m 有：20cos30m gF =， 所以质量之比为2:3，B 正确，考点：本题考查了力的平衡以及正交分解点评：做此类型题目的关键是正确对物体受力分析，然后运用正交分解法列等式求解 7．如图所示，物体A 在水平外力F 作用下沿倾角为θ的光滑斜面匀速上升，若物体质量为m ，那么水平外力F 的大小为（ ）A ．B ．C ．D ．【答案】C【解析】以A 为研究对象，受到重力G ，斜面支持力N ，和外力F ，沿斜面和垂直于斜面建立直角坐标系，正交分解重力和外力F ，列出两方向上力的平衡式求解。

8．如图所示,轻杆左端插在竖直墙内固定,右端安有光滑轻滑轮.细绳的上端固定在竖直墙上,下端跨过滑轮与重G 的物体相连.整个系统处于静止状态.已知杆处于水平位置,细绳的上段跟杆成α=30°角.关于细绳对滑轮的压力F,下列说法中正确的是 （ ） A.F 的方向沿杆向左B.F 的方向跟杆成30°斜向左下方C.F 与G 的大小相等D.F 一定比G 大 【答案】BC【解析】以滑轮为研究对象，因为是同一根绳子，故滑轮两边绳子的张力大小相等，又两张力之间的夹角为120°时，两张力的合力也为F ，故BC 正确 。

9．放在水平地面上的物块，受到一个与水平方向成α角斜向下方的力F 的作用，物块在水平地面上始终静止，如图所示。

如果保持力F 的大小不变，而使力F 与水平方向的夹角α变小，那么，地面受到的压力N 和物块受到的摩擦力f 的变化情况( )A ．N 变小，f 变大B ．N 变大，f 变小C ．N 变小，f 变小D ．N 变大，f 变大 【答案】A 【解析】试题分析：将F 分解，α变小，竖直分量a F sin 变小，在竖直方向上N F a F mg =+sin 地面受到的压力N 变小，摩擦力为滑动摩擦力，大小为N F f μ=，可知摩擦力f 变小,A 对考点：考查受力分析的能力点评：本题难度较小，对于三个力以上的物体受力情况的分析，一般采用正交分解法，写出两个坐标轴上的受力平衡公式进行求解 10．如图所示，人和物处于静止状态．当人拉着绳向右跨出一步后，人和物仍保持静止．不计绳与滑轮的摩擦，下列说法中正确的是A ．绳的拉力大小不变B ．人所受的合外力增大C ．地面对人的摩擦力增大D ．人对地面的压力减小 【答案】AC 【解析】试题分析：由于绳的拉力大小总等于物体的重力，所以绳的拉力大小不变；由于人仍然静止，所以人所受的合外力等于零不变；人在水平方向满足f mg =αcos ，在竖直方向Mg F mg N =+αsin ，所以当人拉着绳向右跨出一步后，细绳和水平线的夹角а减小，所以摩擦力f 增大，人对地面的压力F N 增大。

选项AC 正确。

考点：此题考查共点力的平衡及正交分解法。

11．如图，在固定斜面上的一物块受到一外力F 的作用，F 平行于斜面向上。

若物块质量为6千克，斜面倾角为370，动摩擦因数为0.5，物块在斜面上保持静止，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s 2，cos37°=0.8，sin37°=0.6,则F 的可能值为（ ）A ．10N B.20N C.0N D.62N 【答案】B 【解析】试题分析：物体受力分析如图正交分解后我们可以看到，垂直斜面方向两个力，cos3748N G N == ，平行斜面方向有三个力，sin3736G N = 沿斜面向下，拉力F 沿斜面向上，摩擦力f 方向不确定，可能沿斜面向上也可能沿斜面向下，最大不超过最大静摩擦力24m f N N μ==。

物体在斜面上保持静止，即三力平衡，那么sin3736G N = 和f 的合力大小即等于F 。

因为sin3736G N = 和24m f N N μ==合力最大值为243660N N N +=最小值362412N N N -=，也就是F 的最大和最小值，对照答案B 正确。

考点：摩擦力 受力分析12．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 并未运动．下列说法正确的是( )A ．A 、B 之间的摩擦力可能大小不变 B ．A 、B 之间的摩擦力一定变小C ．B 与墙之间可能没有摩擦力D ．弹簧弹力一定不变 【答案】AD 【解析】 试题分析：施加外力F 之后，若摩擦力沿斜面向下，且等于原来沿斜面向上的静摩擦力，这是完全有可能的，选项A 正确、B 错误。

原来二者的重力恰等于弹簧的弹力，现在外加了F ，但弹簧的形变不变，选项D 正确。

将F 正交分解后，竖直向上的分力需要竖直向下的静摩擦力平衡，选项C 错误。

考点：本题考查受力分析，正交分解法与胡克定律等知识。

13．如图所示，用轻绳将质量为m 的吊灯悬挂在房间屋角处，绳ab 和bc 与墙面的夹角均为30 ，重力加速度为g ，则绳ab 和绳bc 的拉力分别为A ．12mg ，2 B ．2mg ，12mg C ．mg ，mg D 【答案】A【解析】试题分析：设ab 的拉力为T 1，bc 的拉力为T 2，根据正交分解法：0012cos30sin 30T T =；0012sin 30cos30T T mg +=，联立解得T 1=12mg ，T 2.选项A 正确。