2019-2020年新教材高中物理 課時分層作業(yè)10 力的分解（含解析）魯科版必修1

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1、課時分層作業(yè)(十)　 (時間：40分鐘　分值：100分) [合格基礎(chǔ)練] 一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分) 1．(多選)下列說法正確的是(　　) A．2 N的力可以分解成6 N和3 N的兩個分力 B．10 N的力可以分解成5 N和3 N的兩個分力 C．2 N的力可以分解成6 N和5 N的兩個分力 D．10 N的力可以分解成10 N和10 N的兩個分力 CD　[逆向思維法，根據(jù)兩個分力的合力的取值范圍來判定．如A項(xiàng)中6 N和3 N的合力的范圍是3 N≤F≤9 N，故合力不可能是2 N，即2 N的力不能分解為6 N和3 N的兩個分力．同理B選項(xiàng)也不符合．] 2

2、．如圖所示，把光滑斜面上的物體所受重力mg分解為F1、F2兩個力．圖中N為斜面對物體的支持力，則下列說法正確的是(　　) A．F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力 B．物體受到mg、N、F1、F2共四個力的作用 C．F2是物體對斜面的壓力 D．力N、F1、F2這三個力的作用效果與mg、N這兩個力的作用效果相同 D　[F1是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物體沿斜面下滑，但施力物體不是斜面，故選項(xiàng)A錯誤；物體受到重力mg和支持力N兩個力的作用，F(xiàn)1、F2是重力的分力，故選項(xiàng)B錯誤；F2是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物體壓斜面，F(xiàn)2的大小等于物體對斜面的壓力，但兩者

3、的受力物體不同，F(xiàn)2的受力物體是物體，物體對斜面的壓力的受力物體是斜面，故選項(xiàng)C錯誤；合力與分力的作用效果相同，故選項(xiàng)D正確．] 3.如圖所示是李強(qiáng)同學(xué)設(shè)計(jì)的一個小實(shí)驗(yàn)．他將細(xì)繩的一端系在手指上，繩的另一端系在直桿的A端，桿的左端頂在掌心上，組成一個“三角支架”．在桿的A端懸掛不同重物，并保持靜止．通過實(shí)驗(yàn)會感受到什么，說法不正確的是(　　) A．繩子是被拉伸的，桿是被壓縮的 B．桿對手掌施加作用力的方向沿桿由C指向A C．繩對手指施加作用力的方向沿繩由B指向A D．所掛重物質(zhì)量越大，繩和桿對手的作用力也越大 B　[物體重力的作用效果是：一方面拉緊細(xì)繩，另一方面使桿壓緊手掌，故

4、選項(xiàng)A正確；桿對手掌的作用力方向沿桿由A指向C，繩對手指的作用力由B指向A，故選項(xiàng)B錯誤，選項(xiàng)C正確；將重力分解為沿繩方向的力F1和沿桿方向的力F2，如圖所示，由F1＝，F(xiàn)2＝Gtan θ可知，物重G越大，F(xiàn)1、F2也越大，故選項(xiàng)D正確．] 4．如圖所示，質(zhì)量為10 kg的物體靜止在平面直角坐標(biāo)系xOy的坐標(biāo)原點(diǎn)，某時刻只受到F1和F2的作用，且F1＝10 N，F(xiàn)2＝10 N，則物體的合力(　　) A．方向沿y軸正方向 B．方向沿y軸負(fù)方向 C．大小等于10 N D．大小等于10 N C　[正交分解如圖，故物體的合力為10 N，方向沿x軸正向． ] 5．AB、AC兩光滑斜面

5、互相垂直，AC與水平面成30°角，如圖所示．若把球的重力G按照作用效果分解，則兩個分力的大小分別為(　　) A．G和G　　 B．G和G C．G和G D．G和G A　[對球所受重力進(jìn)行分解如圖所示． 由幾何關(guān)系得F1＝Gsin 60°＝G，F(xiàn)2＝Gsin 30°＝G，選項(xiàng)A正確．] 6．如圖所示，物體靜止于光滑的水平面上，力F作用于物體上的O點(diǎn)，現(xiàn)要使物體所受的合力沿著OO′方向，那么必須同時再加一個力F′，這個力的最小值是(　　) A．Fcos θ B．Fsin θ C．Ftan θ D．Fcot θ B　[因合力在OO′方向上，由矢量三角形定則可知，把分力F的

6、箭頭和線OO′上任一點(diǎn)連起來，這段線段就表示F′，如圖所示．由圖易得：當(dāng)F′與合力F合垂直時，即F′與OO′垂直時，F(xiàn)′最小，最小值為Fsin θ. ] 二、非選擇題(14分) 7．如圖所示，一個重為100 N的小球被夾在豎直的墻壁和A點(diǎn)之間，已知球心O與A點(diǎn)的連線與豎直方向成θ角，且θ＝60°，所有接觸點(diǎn)和面均不計(jì)摩擦．試求小球?qū)γ娴膲毫1和對A點(diǎn)壓力F2. [解析]　球的重力產(chǎn)生兩個作用效果：壓緊墻壁和A點(diǎn)，作出重力及它的兩個分力F′1和F′2構(gòu)成的平行四邊形如圖所示． 球?qū)γ娴膲毫1＝F′1＝Gtan 60°＝100 N 方向垂直墻壁向右． 球?qū)點(diǎn)的壓力

7、 F2＝F′2＝＝200 N，方向沿O→A方向． [答案]　F1＝100 N，方向垂直墻壁向右　F2＝200 N，方向沿O→A方向 [等級過關(guān)練] 一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分) 1．三段不可伸長的細(xì)繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它們共同懸掛一重物，如圖所示，其中OB是水平的，A端、B端都固定，若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量，則最先斷的繩(　　) A．必定是OA B．必定是OB C．必定是OC D．可能是OB，也可能是OC A　[由力的分解圖知F1最大，故OA先斷，A正確． ] 2．如圖所示，是斧頭劈木柴的剖面圖，其中BC邊為斧頭背，AB

8、、AC邊為斧頭的刀面．要使斧頭容易劈開木柴，斧頭應(yīng)該(　　) A．BC邊與AB、AC邊都短一些 B．BC邊長一些，AB、AC邊短一些 C．BC邊短一些，AB、AC邊長一些 D．BC邊長一些，AB、AC邊也長一些 C　[把斧頭所受的向下的力F按力的實(shí)際作用效果沿垂直AB、AC邊的兩個方向分解為F1和F2，設(shè)BC與AC成 θ角，由圖可知F1＝F2，F(xiàn)＝2F1cos θ，所以F1＝F2＝.要使木柴容易劈開，應(yīng)使F1和F2大一些，則θ應(yīng)大一些，因此BC邊應(yīng)短一些，AB、AC邊應(yīng)長一些，故C正確．] 3．(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在與水平方向成θ角的推力F作用下，在水平地面上做勻速

9、直線運(yùn)動．已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動摩擦力為(　　) A．μmg B．μ(mg＋Fsin θ) C．μ(mg－Fsin θ) D．Fcos θ BD　[木塊勻速運(yùn)動時受到四個力的作用：重力mg、推力F、支持力N、摩擦力f.沿水平方向建立x軸，將F進(jìn)行正交分解，如圖所示(這樣建立坐標(biāo)系只需分解F)，由于木塊做勻速直線運(yùn)動，所以，在x軸上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；在y軸上，向上的力等于向下的力(豎直方向二力平衡)．即Fcos θ＝f，N＝mg＋Fsin θ，又由于f＝μN(yùn)所以f＝μ(mg＋Fsin θ)，故本題應(yīng)選B、D.] 4．如圖所示，用

10、細(xì)線懸掛一個均質(zhì)小球靠在光滑豎直墻上．如果把線的長度縮短，則球?qū)€的拉力T、對墻的壓力N的變化情況正確的是(　　) A．T、N都不變 B．T減小，N增大 C．T增大，N減小 D．T、N都增大 D　[繩對物體的拉力可分解為互相垂直的兩分力，如圖所示，則Tcos α＝mg，Tsin α＝N.當(dāng)繩長變短時，α角增大，cos α減小，所以T增大，N增大，故D正確．] 二、非選擇題(本題共2小題，共26分) 5．(13分)如圖所示，在水平地面上有一重為G＝200 N的貨箱，貨箱與水平地面之間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2，今在貨箱上施加一個與水平面成37°角斜向上的拉力作用，使其沿水平方向運(yùn)

11、動，若這一拉力F＝100 N，求貨箱受到的合力．(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) [解析]　貨箱共受到四個力的作用：豎直向下的重力G、地面對貨箱豎直向上的支持力N、斜向上的拉力F、與地面的滑動摩擦力f，其受力圖如圖所示， 正交分解得， 豎直方向：N＋Fsin 37°－G＝0 ① 水平方向Fx合＝Fcos 37°－f ② 且f＝μN(yùn) ③ 聯(lián)立①②③得Fx合＝52 N 由于豎直方向合外力為零，所以貨箱所受合外力F合＝Fx合＝52 N，方向水平向右． [答案]　52 N，方向水平向右 6．(13分)如圖所示，已知物體在三個共點(diǎn)力的作用下

12、沿x軸運(yùn)動，其中F1＝80 N，F(xiàn)2＝120 N，它們與x軸夾角都是30°，F(xiàn)3是確保物體沿x軸運(yùn)動的最小分力．試問： (1)最小分力為多大？沿什么方向？ (2)三個分力的合力多大？ [解析]　物體由靜止開始沿x軸運(yùn)動，則F1、F2和F3三個力的合力沿x軸方向，由于力的邊角關(guān)系較復(fù)雜，連續(xù)利用平行四邊形定則來合成較繁瑣，但F1、F2與x軸夾角關(guān)系明確，可使用正交分解法． 如圖所示建立直角坐標(biāo)系，其中三個力的交點(diǎn)O為原點(diǎn)，以原x軸為x軸，y軸垂直于x軸方向，把F1、F2沿x、y軸分解． 則F1x＝F1cos 30°＝40 N F1y＝F1sin 30°＝40 N F2x＝F2cos 30°＝60 N F2y＝F2sin 30°＝60 N (1)要使物體沿x軸方向運(yùn)動，則y軸方向上合力為零，根據(jù)題意，當(dāng)F3沿y軸正向，且F3＝F2y－F1y＝20 N時，分力F3最小． (2)三個分力的合力F＝F1x＋F2x＝100 N. [答案]　(1)20 N　沿y軸正方向 (2)100 N - 7 -