高中物理第三章5力的分解练习含解析新人教版必修

高中物理第三章5力的分解练习含解析新人教版必修

5 力的分解

基础巩固

1关于合力与其两个分力的关系,下列说法错误的是()

A.合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同

B.合力的大小一定等于两个分力的代数和

C.合力可能小于它的任一分力

D.合力大小可能等于某一分力的大小

解析:合力与分力在作用效果上是相同的,它们可以互相替换。合力的大小范围是|F1-

F2|≤F≤F1+F2,C、D选项叙述正确,故不选。

答案:B

2如图所示,重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2,那么()

A.F1就是物体对斜面的压力

B.物体对斜面的压力方向与F1方向相同,大小为G cos α

C.F2就是物体受到的静摩擦力

D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用

解析:合力与分力是一种等效替代关系,如果用了两分力F1和F2,就不能再用真实力G,否则力就多了。在对物体进行受力分析时,只分析物体实际受到的力,故D选项错误;某几个真实力的合力或某一真

实力的分力,是为了研究问题方便而假想的力,实际上是不存在的,本题中真实力G的两分力F1和F2

是实际上并不存在的力,应与其他实际力区别开来,题中A、C两项将两个并不存在的力“F1和F2”与真实力“物体对斜面的压力和物体受到的静摩擦力”混为一谈,显然是错误的。分析得B选项正确。

答案:B

3(多选)如图所示,重为G的人沿斜面匀速滑下,人受力如图所示,这些力之间的大小关系是()

A.F N=G cos θ

B.F f=G sin θ

C.F f+F N=G

D.G2=F N2+F f2

解析:将重力G沿平行于斜面和垂直于斜面两个方向正交分解如图所示,则F N=G2=G cosθ,A

对;F f=G1=G sinθ,B对;重力G大小等于F N与F f合力大小,G2=F N2+F f2,D对。

答案:ABD

4如图所示,两个体重相同的小孩甲、乙静止坐在秋千上,则下列的叙述正确的是()

A.甲绳子的拉力大

B.乙绳子的拉力大

C.甲、乙绳子的拉力一样大

D.不确定

解析:题图甲中绳子的拉力F1=F

2;题图乙中将重力分解,如图所示,F2=F

2cos F

>F1。

答案:B

5如图所示,拖拉机拉着耙耕地,拉力F与水平方向成α角,若将该力沿水平方向和竖直方向分解,则它在竖直方向的分力大小为()

A.F cos α

B.F sin α

C.F tan α

D.F cot α

答案:B

6如图所示,细绳OM与ON所能承受的最大拉力相同,长度l OM>l ON,则在不断增加重物G的重力过程中(绳OC不会断)()

A.ON绳先被拉断

B.OM绳先被拉断

C.ON绳和OM绳同时被拉断

D.因无具体数据,故无法判断哪条绳先被拉断

解析:作出重力分解的平行四边形如图所示,由于l OM>l ON,所以α>β,由四边形的两个邻边的长短可以知道F ON>F OM,所以在G增大的过程中,绳ON先断。

答案:A

7如图所示,将一个已知力F分解为F1和F2,已知F=10 N,F1与F的夹角为37°,则F2的最小值是(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8) ()

A.4 N

B.6 N

C.8 N

D.10 N

答案:B

8城市中的路灯、无轨电车的供电线路等,经常用三角形的结构悬挂。右图是这类结构的一种简化模型。图中硬杆OB可绕通过B点且垂直于纸面的轴转动,钢索和杆的重力都可忽略。如果悬挂钢索AO能承受的最大拉力为2×104 N,θ=30°,则当杆BO处于水平位置,即垂直于竖直墙面时,悬挂的物重不能超过多少牛?

解析:竖直绳上拉力等于物体的重力G,将该力分解为拉钢索AO的力F OA和压硬杆OB的力F OB。

由几何关系得

G=F OA·sinθ=2×104N×sin30°=1×104N

所以悬挂的物重不能超过1×104N。

答案:1×104 N

能力提升

1如图所示,一质量均匀的实心圆球被直径AB所在的平面一分为二,先后以AB沿水平和竖直两种不同方向放置在光滑支架上,处于静止状态,两半球间的作用力分别为F和F',已知支架间的距离为AB的一半,则F

F'

为()

A.√3

B.√3 2

C.2√3 3

D.√3 3

答案:A

2(多选)一个已知力分解为两个分力时,下面哪种情况只能得到一组唯一的解()

A.已知两个分力的方向,并且不在同一直线上

B.已知两个分力的大小

C.已知一个分力的大小和另一个分力的方向

D.已知一个分力的大小和方向

解析:能以两分力为邻边组成唯一的平行四边形的情况下都有唯一的解。

答案:AD

3如图所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动。用一根绳在O点悬挂一个重力为G 的物体,再把另一根绳一端系在O点,另一端系在圆弧形墙壁上的C点,O为圆弧的圆心。当点C由图示位置沿圆弧CB逐渐向上移动过程中(保持OA与墙面夹角θ不变),OC绳所受拉力的大小变化情况是()

A.逐渐减小

B.逐渐增大

C.先减小后增大

D.先增大后减小

答案:C

★4(多选)把一个已知力F分解,要求其中一个分力F1跟F成30°角,而大小未知;另一个分力

F2=√3

3

F,但方向未知,则F1的大小可能是()

A.√3

3F B.√3

2

F C.√3F D.2√3

3

F

解析:由平行四边形定则可知,把分力F2平行移到对边位置,则分力F1、F2与合力F构成一个三角形,利用三角形知识可方便求解。

因√3

3F>F

2

,由图可知,F1的大小有两个可能值