高中物理--力的分解同步练习及答案

高中物理--力的分解同步练习及答案

一、单选题

1.如图，水平面上一质量为m的物体在与水平面成θ角的力F的作用下由静止开始运动，物

体与水平面间的动摩擦因数为μ，则物体所受摩擦力F f?()

A. F f<μmg

B. F f=μmg

C. F f>μmg

D. 不能确定

2.质量为m的物体，放在质量为M的斜面体上，斜面体放在水平粗糙的地面上，m和M均

处于静止状态，如图所示.当在物体m上施加一个水平力F，且F由零逐渐加大到F m的过程中，m和M仍保持静止状态.在此过程中，下列判断哪些是正确的()

①斜面体对m的支持力逐渐增大②物体m受到的摩擦力逐渐增大

③地面受到的压力逐渐增大④地面对斜面体的摩擦力由0逐渐增大到F m

A. ①②

B. ①③

C. ②③

D. ①④

3.如图水平面上的木箱在推力F的作用下，做匀速直线运动，下述说法中正确的是()

A. 木箱受到的摩擦力与推力F平衡

B. 木箱受到的支持力与推力F平衡

C. 木箱受到的支持力与重力大小相等

D. 木箱受到的摩擦力与F的水平分力大小相等

4.如图所示，表面光滑质量不计的尖劈顶角为α，插在缝A，B之间，在尖劈背上加一压力F，

则尖劈对A侧和B侧的压力大小分别为()

A. Fsinα和Ftanα

B. Fcosα和F

tanα

C. F

sinα和F

tanα

D. F

cosα

和Ftanα

5.将一个有确定方向的力F=10N分解成两个分力，已知一个分力有确定的方向，与F成30°

角，另一个分力的大小为6N，则在分解时()

A. 有无数组解

B. 有两组解

C. 有唯一解

D. 无解

6.如图所示，光滑水平地面上放有截面为1

4

圆周的柱状物体A，A与墙面之间放一光滑的圆柱形物体B，对A施加一水平向左的力F，整个装置保持静止．若将A的位置向左移动稍许，整个装置仍保持平衡，则()

A. 水平外力F增大

B. 墙对B的作用力增大

C. A对B的作用力减小

D. 地面对A的支持力减小

7.如图所示，用大小不变的力F将物块压在粗糙斜面上，将F从实线位置绕O点顺时针转至

关于OA对称的虚线OB位置(OA与斜面垂直)，在这个过程中，物块与斜面相对地面均始终静止，则下列说法正确的是

A. 物块受到的摩擦力一定先变小后变大

B. 物块受到的摩擦力一定先变大后变小

C. 地面受到的摩擦力一定先变小后变大

D. 地面受到的摩擦力可能先变大后变小

8.如图为颈部牵拉器牵拉颈椎肥大患者的示意图．当颈部肥大压迫神

经时，需要用颈部牵拉器牵拉颈部，以缓解神经压迫症状．图中牵

拉细绳为跨过三个光滑小滑轮的同一根绳子，牵拉绳分别为水平、

竖直方向，牵拉物P的重力为G，不计小滑轮重力，则牵拉器作用

在患者头部的合力大小是()

A. G

B. 2G

C. √5G

D. 3G

9.一根长为L的易断的均匀细绳，两端固定在天花板上的A，B两点。若在细绳的C处悬挂

一重物，已知AC>CB，如图所示，则下列说法中正确的是()

A. 增加重物的重力，AC段先断

B. 增加重物的重力，不能确定哪段细绳先断

C. 将A端往左移比往右移时绳子容易断

D. 将A端往右移时绳子容易断

10.如图所示的装置中，增加B的重力，A仍然保持静止状态，则下列说法正确的是()

A. 悬挂滑轮的轴对滑轮的作用力不变

B. 绳子对A的拉力一定增大

C. 地面对A物体的摩擦力可能减小

D. A物体对地面的压力增大

二、多选题

11.如图所示，上表面光滑、下表面粗糙的斜面体A放置在水平地面上，

斜面体质量m A=10kg，倾角θ=37°，光滑球B被垂直斜面体上表

面的挡板C挡在斜面上，球B质量m B=5kg，顺时针缓慢转动挡

板C，当挡板转到竖直方向时，斜面体刚好要向右滑动。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6。下列说法正确的是

A. 挡板未转动前，地面受到的摩擦力大小为30N

B. 挡板转动过程中，地面对斜面体的支持力逐渐变大

C. 挡板转动过程中，球B对挡板的压力逐渐减小

D. 斜面体与地面间的动摩擦因数为0.25

12.如图所示，半圆形框架竖直放置在粗糙的水平地面上，光滑的小球

P在水平外力F的作用下处于静止状态，P与圆心O的连线与水平

面的夹角为θ。现将力F在竖直面内沿顺时针方向缓慢地转过90°，

框架与小球始终保持静止状态。在此过程中下列说法正确的是()

A. 框架对小球的支持力先减小后增大

B. 拉力F的最小值为mgsinθ

C. 地面对框架的摩擦力减小

D. 框架对地面的压力始终减小

13.(多选)关于力的分解，下列说法中正确的是()

A. 一个力可以分解成两个比它大的分力

B. 一个力可分解成两个大小跟它相等的力

C. 如果一个力和它的一个分力的大小方向确定，那么另一个分力就是唯一的

D. 如果一个力以及它的一个分力的大小和另一个分力的方向确定，这两个分力就完全确

定了

14.如图，将一个力F分解为F1、F2两个力，则下列说法正确的是()

A. F是物体实际受到的力

B. F1和F2两个力在效果上可以取代力F

C. 物体受到F1、F2和F三个力的作用

D. F是F1和F2的合力

三、计算题

15.如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且

B端与站在水平面上质量为m 2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角，物体甲及人均处于静止状态.(已知，，g取10m/s2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？

(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？

(3)若人的质量m2=60kg，人与水平面之间的动摩擦因数μ=0.3，欲使人在水平面上不

滑动，则物体甲的质量最大不能超过多少？

16.如图所示，光滑固定斜面上有一个质量为10kg的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知

绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角30°，整个装置处于静止状态，(g取10m/s2)，求：(所有结果可以用无理数表示)

(1)绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小；

(2)若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，求最小的拉力的大小。

17.如图所示，光滑斜面倾角θ=37°，用一竖直方向的光滑挡板将球挡在斜面上，已知球重

100N。

(1)在图中作出小球受力的示意图；

(2)求出斜面及挡板对球弹力的大小(sin37o=0.6,cos37o=0.8)。

18.如图所示，质量为M、倾角为θ、斜面光滑的直角三棱柱A放在水平地面上，质量为m的

光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间，A和B都处于静止状态。

求：

(1)光滑球B对三棱柱压力的大小；

(2)地面对三棱柱支持力的大小；

(3)地面对三棱柱摩擦力的大小。

答案

1.A

对物体进行受力分析：

把拉力在水平方向和竖直方向分解，

根据竖直方向平衡得出：

mg=Fsinθ+F N，

F N=mg?Fsinθ，

根据滑动摩擦力公式得出：

F f=μF N=μ(mg?Fsinθ)，

所以F f<μmg，故A正确，BCD错误。

故选A。

2.D

对物体进行研究，物体受到重力mg、水平推力F、斜面的支持力N1，如下图所示

原来物体受到的静摩擦力大小为f1=mgsinα(α是斜面的倾角)，方向沿斜面向上，支持力N1= mgcosα；在F作用下，斜面对物体的支持力N1=mgcosα+Fsinα，所以支持力一定增大；而对于静摩擦力，当时，f1=mgsinα?Fcosα

时，先减小后增大，故静摩擦力的大小变化不确定；

对于整体，受到总重力(M+m)g、地面的支持力N2、静摩擦力f2和水平推力F，如上图所示，由平衡条件得，N2=(M+m)g，f2=F，可见，当F由零逐渐加大到F m的过程中，f2也由零

逐渐加大到F m，由牛顿第三定律得知，地面受到的压力保持不变，地面给斜面体的摩擦力由零逐渐加大到F m；

综上：①④正确，②③错误，故D正确，ABC错误。

故选D。

3.D

对木块受力分析，如下图，根据正交分解法，可以把F分解为水平向左和竖直方向下的两个分力，物体在重力、推力、支持力和滑动摩擦力的作用下处于平衡有N=G+F y，f=F x,故D正确，ABC均错误。

故选D。

4.C

将F按照作用效果分解为图示两个方向，根据平行四边形定则如图所示，

根据三角函数关系得：F1=F

sinα，F2=F

tanα

，故ABD错误，C正确。

故选C。

5.B

设方向已知的分力为F1，如图所示，则F2的最小值F2min=Fsin30°=5N.而5N

6。C

BC.对B球受力分析，受到重力mg、A球对B球的支持力N′和墙壁

对B球的支持力N，如右图

当A球向左移动后，A球对B球的支持力N′的方向不断变化，根据

平衡条件结合合成法可以知道A球对B球的支持力N′和墙壁对B球

的支持力N都在不断减小，则A对B的作用力也减小，故B错误，C正确；

AD.再对A和B整体受力分析，受到总重力G、地面支持力F N，推力F和墙壁的弹力N，如图

根据平衡条件，有

F=N

F N=G

故地面对A的支持力保持不变，推力F随着壁对B球的支持力N的不断减小而不断减小，故AD错误。

故选C。

7.C

设斜面倾角为θ，

AB.对物块分析，当F在AO左侧时，设F与虚线AO的夹角为α，由平衡条件知：f=mgsinθ+ Fsinα，α减小到0，f减小到mgsinθ，

当F 在AO 右侧时，设F 与虚线AO 的夹角为β，则f =mgsinθ?Fsinβ，β增大，f 可能继续减小，也可能减小到0再反向增大，故AB 错误；

CD.对整体分析，当F 在竖直方向左侧时，设F 与地面的夹角为γ，由平衡条件知：f′=Fcosγ，γ增大到90°时，f′减小到0，

当F 在竖直方向右侧时，设F 与地面的夹角为φ，由平衡条件知：f′=Fcosφ，φ减小，f′则增大，所以地面受到的摩擦力一定先变小后变大，故C 正确，D 错误。

故选C 。

8.C

对颈部牵拉器进行受力分析，如图所示：

由平行四边形定则，将力进行合成，则有：

同一根绳子上的拉力是处处相等的，T 1=G ，T 2=2G ，那么牵拉器作用在患者颈部的合力大

小F =√T 12+T 22=√5G ；

故选：C 。

9.C

AB.将C 处重物的重力按效果进行分解如题，由于AC >BC ，据几何关系得出：F B >F A ，增加砝码时，BC 先断。故AB 错误。

CD.A端向左移，根据几何关系得：两绳夹角变大。根据平衡条件得：两绳的合力不变，由于两绳夹角变大，所以两绳的拉力变大，易断。

反之，A端向右移，不易断。故C正确，D错误。

故选C。

10.B

AB.B处于静止状态，受力平衡，则绳子对B的拉力等于B的重力，绳子对A、B两物体的拉力大小相等，增加B的重力，AB仍静止，绳子的拉力增加，所以悬挂滑轮的轴对滑轮的作用力一定增大，故A错误，B正确；

CD.物体A始终静止，绳子对A的拉力增大，拉力在水平竖直两方向的分力增加，由共点力的平衡可知，地面对A物体的摩擦力增大，地面对物体A的支持力变小，故C错误，D错误。

故选B。

11.BD

A.对B受力分析，在挡板转动之前，斜面对B球的支持力大小为N=m B gcosθ=40N，则B 球对斜面的压力大小也为40N，对斜面受力分析，根据平衡条件可得地面对斜面的摩擦力大小为：f=40×sin37°=24N，故A错误；

B.对B受力分析，作出力的矢量图如图所示：

由图可知，挡板转动过程中，斜面对B球的支持力N在增大，则B球对斜面的压力也增大，斜面受力分析，由平衡条件可地面对斜面的支持力为：N′=Ncos37°+m A g，则可知地面对斜面的支持力增大，故B正确；

C.由图可知，挡板转动过程中，挡板对B球的弹力F增大，所以球B对挡板的压力也增大，故C错误；

D.由图可知，当挡板转动到竖直时，挡板对B球的弹力大小为：F=m B gtanθ=37.5N，对斜面与B球整体分析，可得地面对斜面的支持力N′=(m A+m B)g=150N，地面与斜面间的最

=0.25，故D 大静摩擦力为f m=F=37.5N，则可得斜面体与地面间的动摩擦因数为：μ=f m

N′

正确。

故选BD。

12.CD

AB.以小球为研究对象，分析受力情况，做出受力分析图

如图所示，根据几何关系可知，用F顺时针转动至竖直向上之前，支持力逐渐减小，F先减小，后增大，当F的方向沿圆的切线方向上时，F最小，此时F=mgcosθ，故AB错误；

C.以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力，地面支持力，地面摩擦力以及力F的作用，由图可知，F在顺时针转动的过程中，F沿水平方向的分力逐渐减小，所以地面对框架的摩擦力始终在减小，故C正确；

D.以框架与小球组成的整体为研究对象，整体受到重力，地面支持力，地面摩擦力以及力F 的作用，由图可知，F在顺时针转动的过程中，F沿竖直方向的分力逐渐增大，所以地面对框架的支持力始终在减小，故D正确。

故选CD。

13.ABC

AB.力的分解的本质是力的等效替代，即用同时作用于物体的几个力产生的效果代替一个力的作用效果，合力与分力遵循平行四边形定则，故分力的大小可能大于、小于、等于合力的大小，故AB正确；

C.如果一个力和它的一个分力的大小方向确定，那么另一个分力就是唯一的

故C正确。

D.如果一个力以及它的一个分力的大小和另一个分力的方向确定，如图，有可能有2组解

故D错误。

故选ABC。

14.ABD

A.F是物体实际受到的力，故A正确；

B.合力可以用两个分力等效替代，故B正确；

C.F1、F2是F所产生的两个效果，并不是物体实际受到的力，故C错误；

D.将力F分解为两个分力F1和F2，F是F1和F2的合力，故D正确。

故选ABD。

15.解：(1)以结点O为研究对象，如图，沿水平方向和竖直方向建立直角

坐标系，将FOA分解，由平衡条件有：F OB?F OA sinθ=0?,F OA cosθ?m1g=

联立得：

故轻绳OA、OB受到的拉力分别为1.25m1g、0.75m1g；

(2)人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，受力如图所示，由平

衡条件得：f=F OB=0.75m1g?，方向水平向左；

(3)当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人受到的静摩擦

力达到最大值．当人刚要滑动时，静摩擦力达到最大值f m=μm2g由平衡条件得：F OB m= f m, F OB

m

=m1gtanθ=0.75m1g?

联立得：m1=μm2g

gtanθ=0.3×60×10

10×0.75

kg=24kg

即物体甲的质量m1最大不能超过24kg。

16.解：(1)如图，

水平竖直建立直角坐标系，对小球做受力分析，把不在轴上的力沿轴分解，

列平衡方程如下

Tsin45°?Nsin30°=0

Tcos45°+Ncos30°?mg=0

由以上两式解得N=100(√3?1)N，T=50(√6?√2)N

即绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小分别为50(√6?√2)N和100(√3?1)N；

(2)当所用的拉力与绳子垂直向右时，经分析得拉力的最小值为F m=mgsin45°

代数解得：F m=50√2N

即若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，最小的拉力的大小为50√2N。

17.解：(1)受力分析如图所示：

(2)对物体进行正交分解有：F2cosθ=G，F2sinθ=F1

解得：，

18.解：(1)以B为研究对象，它受到重力mg，三棱柱对它的支持力N B，墙壁对它的弹力F的作用(如图1所示)，而处于平衡状态，根据平衡条件有：

Ncosθ=mg

Nsinθ=F，

解得：，F=mgtanθ，

根据牛顿第三定律可知，B球对三棱柱A的压力大小为：

(2)、(3)选取A和B整体为研究对象，它受到重力(M+m)g，地面的支持力N地，墙壁的弹力F和地面的摩擦力f的作用(如图2所示)而处于平衡状态。根据平衡条件有：

=(M+m)g

N

地

f=F=mgtanθ