2019高中物理 第三章 相互作用 课后提升训练 3.5 力的分解 新人教版必修1
新教材高中物理第3章相互作用——力5共点力的平衡课后提升训练新人教版
第三章 5A组·基础达标1.如图，弹性杆的B端固定在墙上，A端固定一个质量为m的小球，现用测力计沿竖直方向缓慢拉动小球，使杆发生弯曲，在测力计的示数逐渐增大的过程中，AB杆对球的弹力方向( )A．向左下方B．向右下方C．始终水平D．始终竖直【答案】D 【解析】根据题意，用测力计沿竖直方向缓慢拉动小球，所以小球始终处于平衡状态，即合力为零，对小球受力分析，小球受竖直向下的重力，测力计竖直向上的拉力，以及杆对小球的弹力，因为这三个力合力为零，所以弹力一定在竖直方向，且竖直向下．D 正确．2．如图甲为一种门后挂钩的照片，相邻挂钩之间的距离为7 cm，图乙中斜挎包的宽度约为21 cm，在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，下列措施正确的是( )A．随意挂在一个钩子上B．使背包带跨过两个挂钩C．使背包带跨过三个挂钩D．使背包带跨过四个挂钩【答案】D 【解析】设悬挂后背包带与竖直方向的夹角为θ，根据平衡条件可得2F cosθ＝mg；解得背包带的拉力F＝mg2cos θ，在斜挎包的质量一定的条件下，为了使悬挂时背包带受力最小，则cos θ最大，由于相邻挂钩之间的距离为7 cm，图乙中斜挎包的宽度约为21 cm，故使背包带跨过四个挂钩时θ≈0，cos θ≈1，此时悬挂时背包带受力最小．D正确．3．如图所示，重物的质量为m，轻细绳的A与B端是固定的，平衡时AO水平，BO与竖直方向的夹角为θ，绳AO的拉力大小是( )A．F＝mg cos θB．F＝mg tan θC．F＝mg sin θD．F＝mg sin θ【答案】B【解析】对重物进行受力分析，如图，将力F A、F B合成，由平衡条件得F B cos θ＝mg，F B sin θ＝F A，可知AO的拉力F A＝mg tan θ.4．如图所示，一物块置于水平地面上，当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为( )A．3－1 B．2－ 3C．32－12D．1－32【答案】B 【解析】物块受重力mg、支持力F N、摩擦力F f、已知物块处于平衡状态，根据平衡条件，有F1cos 60°＝μ(mg－F1sin 60°)，F2cos 30°＝μ(mg＋F2sin 30°)，联立解得μ＝2－ 3.5．如图所示，用三根等长的轻质细链悬拉花盆(花盆与墙壁未接触)，连接处间距相等，已知花盆的重力为G，每根轻质细链和竖直方向都成30°角，则每根轻质细链对花盆的拉力大小为( )A ．13GB ．16GC ．239G D ．G 【答案】C 【解析】设每根轻质细链对花盆的拉力大小为F ，由平衡条件得3F cos 30°＝G ，解得F ＝239G .C 正确．6．(2021届惠州名校月考)长隆国际大马戏团的动物特技演员棕熊“玛尔塔”有一招绝活——“走钢丝”．当玛尔塔走到靠近中央的位置时，钢丝与水平方向所成夹角已经接近30°，则此时钢丝上的弹力( )A ．远大于玛尔塔的重力B ．远小于玛尔塔的重力C ．接近于玛尔塔的重力D ．无法确定【答案】C 【解析】以玛尔塔为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件，两绳子合力与重力等大反向，则有2F sin 30°＝mg ，解得F ＝mg ，故C 正确．7．如图所示，一只小鸟沿着较粗且均匀的树枝从右向左缓慢爬行，在小鸟从A 运动到B 的过程中( )A ．树枝对小鸟的作用力先减小后增大B ．树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大C ．树枝对小鸟的弹力先减小后增大D ．树枝对小鸟的弹力保持不变【答案】B 【解析】树枝对小鸟的作用力与小鸟的重力等大反向，所以树枝对小鸟的作用力大小不变，故A 错误．小鸟所受的摩擦力F f ＝mg sin θ，从A 到B 的过程中，θ先减小后增大，则摩擦力先减小后增大，故B 正确．小鸟所受的弹力F N ＝mg cos θ，从A 到B 的过程中，θ先减小后增大，则弹力先增大后减小，故C、D错误．8．下列情境中关于球所受弹力的描述，正确的是( )A．甲图中，反弹出去的篮球在空中运动时，受到沿运动方向的弹力作用B．乙图中，竖直细线悬挂的小球静止在光滑斜面上时，受到沿细线向上的拉力及垂直斜面的支持力C．丙图中，静止在墙角的篮球受到竖直向上的支持力D．丁图中，静止在杆顶端的铁球受到沿杆向上的弹力【答案】C 【解析】甲图中，反弹出去的篮球在空中运动时，只受到重力作用，不受沿运动方向的弹力作用，A错误；乙图中，竖直细线悬挂的小球静止在光滑斜面上时，受到沿细线向上的拉力及竖直向下的重力，不受垂直斜面的支持力，B错误；丙图中，静止在墙角的篮球，受竖直向下的重力和竖直向上的支持力，C正确；丁图中，静止在杆顶端的铁球受竖直向下的重力和竖直向上的弹力，D错误．9．如图所示，一根竖直放置的轻弹簧原长10 cm，在其上端轻轻放上一个小物块，整个装置静止后，轻弹簧长度变为7 cm.已知轻弹簧的劲度系数为5 N/cm，弹簧的形变在弹性限度内．则小物块的重力大小为( )A．50 N B．35 NC．15 N D．20 N【答案】C10．如图所示，小球静止于两光滑斜面之间．下列关于小球受力的示意图，正确的是( )【答案】D 【解析】根据弹力方向总是垂直于接触面，且指向被支持的物体，故小球在重力和两个斜面的支持力的共同作用时而处于静止状态，受力分析如图所示，故选D.B 组·能力提升11．如图所示，质量为M 的正三棱柱横放在两根固定的处于同一水平面的平行光滑杆上，下列判断正确的是( )A ．每根杆对棱柱的弹力为12MgB ．两根杆对棱柱的总的作用力为2MgC ．若稍微减小两杆的水平距离，每根杆对棱柱的弹力的大小都将增大D ．若稍微增大两杆的水平距离，每根杆对棱柱的弹力的大小都不变【答案】D 【解析】设每根杆对棱柱的弹力为N ，由平衡条件可得2N cos 60°＝Mg ，解得N ＝Mg ，A 错误；由平衡条件可知，两根杆对棱柱的总的作用力等于棱柱的重力Mg ，B 错误；若稍微减小(或增大)两杆的水平距离，每根杆对棱柱的弹力方向不变，由A 的分析可知，每根杆对棱柱的弹力的大小都不变，C 错误，D 正确．12．物体的质量为m ＝10 kg ，拉力F 1、推力F 2与水平方向的夹角均为θ＝37°(如图所示)，物体与地面间为滑动摩擦力．动摩擦因数为μ＝，物体都做匀速运动．试分别求出F 1、F 2的大小并通过计算说明哪种方式省力．(sin 37°＝，cos 37°＝，g 取10 m/s 2)【答案】见解析【解析】拉物体时，对物体受力分析，如图甲所示．F1cos θ＝F f1，①F1sin θ＋F N1＝mg，②F f1＝μF N1，③联立①②③式，解得F1＝μmgcos θ＋μsin θ≈21.7 N.推物体时，对物体受力分析，如图乙所示．F2cos θ＝F f2，④F N2＝F2sin θ＋mg，⑤F f2＝μF N2，⑥联立④⑤⑥式，解得F2＝μmgcos θ－μsin θ≈29.4 N，F1<F2，即拉物体省力．。
高中物理第3章相互作用5力的分解课堂达标新人教版必修
第三章5力的分解1．(国都师大二附中2019～ 2019 学年高一上学期期中)漫画中的鼎力士用绳索拉动汽车||，绳中的拉力为F||，绳与水平方向的夹角为θ；若将 F 沿水平易竖直方向分解 ||，则其竖直方向的分力为导学号 1321411 (A)A ． FsinθB ． FcosθF FC.sinθD.cosθ分析：由平行四边形定章可得||，竖直方向上分力F x＝ Fsinθ||。
故 A 正确 ||， B、 C、D 错误 ||。
2.(湖北省武汉三中 2019 ～2019学年高一上学期期末)以下图 ||，被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球 ||，若按力的实质作用成效来分解小球遇到的重力G||，则 G 的两个分力的方向分别是图中的导学号 1321411 ( B )A．1和 4B．3和4C．2和 4D．3和2分析：小球重力产生两个成效||，一是使绳索拉伸 ||，二是使斜面受压||，故应按此两个方向分解 ||，分别是 3和 4||，故 B正确 ||， A 、 C、D 错误 ||，应选 B||。
3.(浙江省嘉兴市2019～ 2019学年高一上学期期末 )如图是质量为m 的汽车极限爬坡时的照片 ||，若汽车要迟缓匀速地开上与水平面夹角为30 °的斜坡 ||，车胎和路面之间的动摩擦33因数起码要达到 __ 3____||，汽车对斜坡的压力为__ 2 mg____||。
导学号 1321411分析：要使汽车不打滑 ||，则有：μ mgcos30°≥mgsin30 ||°，解得：μ≥ tan30＝°3；3重力垂直于斜坡的分力为： N＝ mgcos30 ＝°32 mg；3因此汽车对斜坡的压力为2 mg||。
3 3故答案为：3；2 mg||。
4．(山东省青州一中2019～ 2019 学年高一上学期质检)用绳索将鸟笼挂在一根水平横梁上||，以下列图所示 ||。
若鸟笼重19.6 N||，求绳索 OA 和 OB 的拉力各是多大||。
2019版高中物理 第三章 相互作用 3.5 力的分解习题 新人教版必修1
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:B2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 αC.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:B3已知竖直平面内有一个大小为10 N的力作用于O点,该力与x轴正方向之间的夹角为30°,与y轴正方向之间的夹角为60°,现将它分解到x轴和y轴方向上,则()A.F x=5 N,F y=5 NB.F x=C.F x=5 N,F y=D.F x=10 N,F y=10 N解析:画出坐标系及受力情况,如图所示,已知两分力方向,作出平行四边形,由三角形关系得F x=F cos 30°=N,F y=F sin 30°=5 N。
答案:B4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,如图所示,F2答案:B5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 αB.F sin αC.F tan αD.F cot α答案:B6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。
高中物理第三章相互作用力的分解专练新人教必修
力的分解班级姓名考生号。
1.为了行车的方便与安全，上山的公路都是很长的“之”字形盘山公路，这样做的主要目的是( )A．减小上山车辆受到的摩擦力B．减小上山车辆的重力C．减小上山车辆对路面的压力D．减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力2．如下图所示，大小分别为F1、F2、F3的三个力恰好围成封闭的直角三角形(顶角为直角)。
下列四个图中，这三个力的合力最大的是( )3．(多选)在一些救援行动中，千斤顶发挥了很大作用。
如图所示是剪式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。
当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N，此时千斤顶两臂间的夹角为120°，则下列判断正确的是( )A．此时两臂受到的压力大小均为1.0×105 NB．此时千斤顶对汽车的支持力为1.0×105 NC．若继续摇动把手使两臂靠拢，两臂受到的压力将增大D．若继续摇动把手使两臂靠拢，两臂受到的压力将减小4．如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动时，受到的摩擦力大小是( )A．甲、乙、丙所受摩擦力相同B．甲受到的摩擦力最大C．乙受到的摩擦力最大D．丙受到的摩擦力最大5．如图所示，用两根承受的最大拉力相等，长度不等的细线AO、BO悬挂一个中空铁球，当在球内不断注入铁砂时，则( )A ．AO 先被拉断B ．BO 先被拉断C ．AO 、BO 同时被拉断D ．条件不足，无法判断6．如右图所示，一个半径为r 、重为G 的光滑均匀球，用长度为r 的细绳挂在竖直光滑的墙壁上，则绳子的拉力F 和球对墙壁的压力F N 的大小分别是( )A ．F ＝G ，F N ＝G 2B ．F ＝2G ，F N ＝GC ．F ＝3G ，F N ＝32G D ．F ＝233G ，F N ＝33G7．如图所示，墙上有两个钉子a 和b ，它们的连线与水平方向的夹角为45°，两者的高度差为l 。
人教版(2019)高中物理必修一第三章 相互作用—力基础提升(附答案)
2020—2021人教（2019）高中物理必修一第三章相互作用—力基础提升人教（新教材）必修第一册第三章相互作用—力1、力F1和F2的合力大小为10 N，其中F1的大小为5 N，则F2的大小可能为() A．4 N B．10 NC．18 N D．20 N2、下列两个实验中体现出的共同的物理思想方法是()A．极限法B．放大法C．控制变量法D．等效替代法3、(双选)有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个100 g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2 mm.现用这支圆珠笔水平推一本放在水平桌面上质量为900 g的书，当按钮压缩量为3.6 mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动．(g取10 m/s2)，下列说法正确的是()A．笔内小弹簧的劲度系数是500 N/mB．笔内小弹簧的劲度系数是50 N/mC．书与桌面间的动摩擦因数是0.02D．书与桌面间的动摩擦因数是0.24、如图所示是我国一种传统的民族体育项目“押加”,实际上相当于两个人拔河。
如果绳质量不计,且保持水平,甲、乙两人在“押加”比赛中甲获胜。
则下列说法中正确的是( )A.甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力B.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小C.甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D.只有当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小5、两个大小相等的共点力F1、F2,当它们之间的夹角为90°时,合力的大小为20 N,则当它们之间的夹角为120°时,合力的大小为()A.40 NB.10NC.20ND.10N6、(双选)如图,氢气球受风力作用而使拉住它的细绳与地面的夹角为θ,在细绳被剪断的瞬间,气球所受外力的合力为(氢气球的重力忽略不计) ( )A.与原来绳子的拉力大小相等,方向相反B.沿风力方向,大小等于风力C.沿竖直方向向上,大小等于气球所受的浮力D.与原来绳子的拉力方向相反,大小等于风力与浮力的合力7、建筑工地上有三根木头堆放在水平地面上，现工人将另一根木头P搁在上面，便于将木头P锯断，关于木头P在支撑点M、N处受到的弹力的方向，下面哪个图是正确的()8、如图所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，物块位于水平面上．A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点，A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2.物块与地面的最大静摩擦力为F fm，则弹簧的劲度系数为()A.F fmx1＋x2B.2F fm x1＋x2C.2F fmx2－x1D.F fm x2－x19、(双选)有一个木块放在水平地面上,如图所示,用弹簧测力计拉着细绳水平牵引木块,弹簧测力计有示数但木块没有移动,以下判断正确的是 ( )A.涉及木块的作用力和反作用力一共有3对B.涉及木块的作用力和反作用力一共有4对C.木块一共受到2对平衡力的作用D.木块一共受到3对平衡力的作用10、乐轩想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也没推动,于是他便想了个妙招,如图所示,用A、B两块木板搭成一个底角较小的人字形架,然后往中央一站,衣橱居然被推动了!下列说法正确的是()A.这是不可能的,因为乐轩根本没有用力去推衣橱B.这是不可能的,因为无论如何乐轩的力气也没那么大C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于乐轩的重力D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于乐轩的重力11、吊坠是日常生活中极为常见的饰品,深受人们喜爱。
学年高中物理第三章相互作用力分解课时作业新人教版必修
3-5 力的分解A组：合格性水平训练1．[力的分解实例]我国自行设计建筑的世界第二斜拉索桥——上海南浦大桥，桥面高46 m，主桥全长845 m，引桥全长7500 m，引桥建得这样长的目的是()A．增大汽车上桥时的牵引力B．减小汽车上桥时的牵引力C．增大汽车的重力平行于引桥桥面向下的分力D．减小汽车的重力平行于引桥桥面向下的分力答案D分析引桥越长，斜面倾角θ越小，重力沿斜面方向的分力F＝mg sinθ越小，故D正确。
2．[平行四边形定章]在图中，要将力F沿两条虚线分解成两个力，则A、B、C、D四个图中，能够分解的是()答案A分析依据平行四边形定章可知，分力的方向沿平行四边形的两个邻边的方向，协力的方向沿对角线的方向，因此图A中的力F能够沿两条虚线分解成两个力，故A正确；依据平行四边形定章可知，若两个分力的方向相反，是不行能画出平行四边形的，故B错误；同理C错误；依据平行四边形定章可知，分力的方向沿平行四边形的两个邻边的方向，协力的方向沿对角线的方向，因此图D中的力F不可以沿图示的方向，D错误。
3.[力的分解]如下图，将圆滑斜面上的物体的重力mg分解为F1、F2两个力，以下结论正确的选项是()A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力，F2是物体对斜面的正压力B．物体受mg、F N、F1、F2四个力作用C．物体只受重力mg和弹力F N的作用D．F N、F1、F2三个力的作用成效跟mg、F N两个力的作用成效不同样答案C分析F1、F2是物体的重力mg的分力，A错误；斜面圆滑，因此物体只受重力mg和弹力F N的作用，故C正确；F1、F2是重力的两个分力，它们是等效代替的关系，成效同样，不可以说物体受4个力的作用，因此B、D错误。
4.[力的分解]如下图，把竖直向下的90 N的力分解为两个力，一个力在水平方向上且大小为120 N，另一个分力的大小为()A．30 N B．90 NC．120 N D．150 N答案D分析由题意，依据平行四边形定章作卖力的分解表示图如下图，依据勾股定理：F2＝F2＋F21＝902＋1202N＝150 N，故A、B、C错误，D正确。
新教材高中物理第3章相互作用——力4力的合成和分解课后提升训练新人教版
第三章 4A组·基础达标1．将一个大小为 8 N 的力分解成两个分力，下列各组值不可能的是( )A．1 N 和 10 N B．10 N 和 10 NC．10 N 和 15 N D．15 N 和 20 N【答案】A 【解析】1 N与10 N的合力范围是9 N≤F≤11 N．不可能为8 N，故A符合题意；10 N与10 N的合力范围是0 N≤F≤20 N，可能为8 N；10 N与15 N的合力范围是5 N≤F≤25 N，可能为8 N；15 N与20 N的合力范围是5 N≤F≤35 N，可能为8 N．故选A．2．在“互成角度的两个力的合成”实验中，用两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度地拉橡皮条，使它伸长到某一位置O点．为了确定两个分力的大小和方向，这一步操作中必须记录的是( )A．橡皮条固定端的位置B．描下O点位置、两条细绳套的方向及两个弹簧测力计的读数C．橡皮条伸长后的总长D．两个弹簧测力计的读数【答案】B 【解析】该实验的实验目的是验证力的平行四边形定则，要根据两个弹簧拉橡皮筋时两个拉力的大小和方向作出平行四边形求出其合力大小，然后与一个弹簧拉橡皮筋时的拉力大小进行比较，最后得出结论，故需要记录的是两弹力的大小和方向，故A、C、D 错误，B正确．3．某物体在n个共点力的作用下合力为零，若把其中一个力F1的方向沿顺时针方向转过90°，而保持其大小不变，其余力保持不变，则此时物体所受的合力大小为( ) A．F1B．2F1C．2F1D．0【答案】B 【解析】物体在n个力作用下合力为零，则除F1以外的其他力的合力大小也为F1，且与F1反向，故当F1转过90°，大小不变时，合力应为2F1，故B正确．4．下列关于力的说法正确的是( )A．力是物体对物体的作用，所以发生力的作用必须相互接触B．物体受到的几个共点力的合力一定大于每一个分力C．一个物体静止在斜面上，物体所受重力沿垂直斜面方向上的分力就是物体对斜面的压力D．一个2 N的力可以分解为7 N和6 N的两个力【答案】D 【解析】力是物体对物体的作用，发生力的作用不一定必须相互接触，例如磁体之间的作用，A错误；物体受到的几个共点力的合力不一定大于每一个分力，可能等于也可能小于每一个分力，B错误；一个物体静止在斜面上，物体所受重力沿垂直斜面方向上的分力大小等于物体对斜面的压力，C错误；7 N和6 N的力的合力范围是1～13 N，则一个2 N的力可以分解为7 N和6 N的两个力，D正确．5．(多选)两个力F1和F2间的夹角为θ，两个力的合力为F，以下说法中正确的是( ) A．若F1和F2的大小不变，θ角越小，合力F就越大B．合力F总比分力F1和F2中的任何一个力都大C．如果夹角θ不变，F1大小不变，只要F2增大，合力F就必然增大D．如果夹角θ满足一定条件，合力F和分力F1、F2的大小可能相等【答案】AD 【解析】若F1和F2的大小不变，θ角越小，根据平行四边形定则知，合力F就越大，故A正确．合力可能比分力大，可能比分力小，也可能与分力相等，故B错误．如果夹角θ不变，若夹角为180°，F1大小不变，增大F2，则合力可能减小，故C错误．如果夹角为120°，F1、F2大小相等，则合力与分力大小相等，故D正确．6．物体重为G，被绳OA和OB吊在空中，OA绳和OB绳的拉力分别为F1、F2，如图所示，则( )A．F1、F2的合力是GB．F1、F2的合力是FC．物体对绳OA的拉力方向与F1方向相同，大小相等D．物体受到重力G、OA绳拉力F1、OB绳拉力F2和F共四个力【答案】B 【解析】合力与分力具有等效替代的关系，所谓等效是指合力F的作用效果与其分力F1、F2共同作用产生的效果相同．F1、F2的合力是F，A错误，B正确；物体对绳OA 的拉力与绳OA对物体的拉力等大反向，C错误；合力F是为研究问题方便而假想出来的力，实际上不存在，应与实际受力区别开来，D错误．7．图甲中一个人单独向上用力F提着一桶水，水桶静止；图乙中两个人分别用力F1、F2共同也提着这桶水，水桶保持静止，则( )A ．F 1、F 2的大小一定比F 大B ．F 1、F 2的大小一定比F 小C ．F 1、F 2之间的张角越小越省力D ．F 的大小等于F 1、F 2的大小之和【答案】C 【解析】F 1与F 2的合力等于重力，根据平行四边形定则，合力一定，夹角越小，F 1与F 2越小，故C 正确．8．如图所示，用一根长为L 的细绳一端固定在O 点，另一端悬挂质量为m 的小球A ，为使细绳与竖直方向成30°角且绷紧，小球A 处于静止，则需对小球施加的最小力等于( )A ．3mgB ．32mgC ．12mgD ．33mg 【答案】C 【解析】以小球为研究对象，分析受力，如图所示拉力T 的方向不变，根据平行四边形定则可知，当小球施加的力F 与细绳垂直时，所用的力最小，根据平衡条件得F min＝mg sin 30°＝12mg ，A 、B 、D 错误，C 正确．9．(多选)将一个F ＝10 N 的力分解为两个分力，如果已知其中一个不为零的分力F 1的方向与F 成30°角，如图所示，则关于另一个分力F 2，下列说法正确的是( )A ．F 2的方向可能与F 平行B ．F 2的大小可能小于5 NC．F2的大小可能大于5 ND．F2的方向与F1垂直时F2最小【答案】CD 【解析】如果F2的方向与F平行，则F1的方向也与F平行，这显然不符合题意，所以可知F2的方向不可能与F平行，故A错误；当F2的方向与F1的方向垂直时，F2具有最小值F2min＝F sin 30°＝5 N，所以F2的大小不可能小于5 N，故B错误，C、D正确．10．力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是( ) A．高大的桥要建很长的引桥，是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力B．帆船逆风行驶时，风力不能分解出沿船前进方向的分力C．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩玩滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快D．运动员做引体向上(缓慢上升)动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开时手臂产生的合力增大的缘故【答案】A 【解析】高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，根据力的合成和分解可知，汽车重力沿桥面向下的分力减小，达到行车方便和安全的目的，故A正确．帆船能逆风行驶，根据力的合成和分解，可知风力一定能分解出沿船前进方向的分力，故B错误．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时重力沿斜面向下的分力，使小孩下滑得更快，故C错误．运动员做引体向上(缓慢上升)动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时觉得手臂用力大，是因为张开手臂产生的合力不变，分力的夹角越大，则分力越大，故D错误．B组·能力提升11．(1)在“验证力的平行四边形定则”实验中，两秤的拉力在图中作出，图中方格每边长度表示1 N，O是橡皮条的一个端点，用两个直角三角板作出合力F的图示，最后得到的合力的大小为________N.(2)在“验证二力合成的平行四边形定则”的实验中，下列说法正确的是( )A．两次拉橡皮条伸长的长度相等就能实现“等效”B．同一组实验，两次拉橡皮条时不一定使结点到达同一位置C．实验中，测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对测力计刻度D．实验中，把橡皮条与绳套的结点拉到O点时，为了便于算出合力的大小，两个测力计之间的夹角一定得取90°【答案】(1)图见解析7 N (2)C【解析】(1)以F1、F2为邻边，作出平行四边形，如图所示，由图可知，合力为F＝×7 N ＝7.0 N.(2)在“验证力的平行四边形定则”的实验中，采用了“等效法”，即要求两次拉橡皮筋到同一点O，从而使橡皮筋产生的形变大小和方向都相同，故A、B错误；本实验是通过在白纸上作力的图示来验证平行四边形定则，为了减小实验误差，弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行，读数时视线要正对测力计刻度，否则，作出的是拉力在纸面上的分力，误差较大，故C正确；合力是我们根据平行四边形画出来的，不是计算出来的，两测力计之间的夹角不一定为90°，便于作图和减小误差即可，故D错误．12．在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学进行实验的主要步骤是：a．如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计；b．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O 点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小．用笔在两绳的拉力方向上分别标记a、b两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向；c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向．(1)实验中确定分力方向时，图甲中的b点标记得不妥，其原因是________________________________________________________________________．(2)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是____________________．(3)图乙是在白纸上根据实验数据作出的力的图示，其中________是F1和F2合力的实际测量值．(4)实验中的一次测量如图丙所示，两个测力计M、N的拉力方向互相垂直，即α＋β＝90°.若保持测力计M的读数不变，当角α由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在O点，可采用的办法是________．A．增大N的读数，减小β角B．减小N的读数，减小β角C．减小N的读数，增大β角D．增大N的读数，增大β角【答案】(1)O、b两点太近，误差大(2)使合力F与F1、F2共同作用的效果相同(3)F(4)B【解析】(1)为了减小测量的误差，记录方向时，记录点与O点的距离适当大一些，图甲中的b点标记得不妥，其原因是O、b两点太近，误差大．(2)用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，这样做的目的是与F1、F2共同作用的效果相同．(3)F1和F2合力的实际测量值是用一根弹簧测力计测量的，不是根据平行四边形定则作出的，故F是F1和F2合力的实际测量值．(4)由题意可知，保持O点位置不动，即合力大小、方向不变，弹簧测力计M的读数不变，因此根据力的平行四边形定则，画出受力分析图如图．所以由图可知α角逐渐变小时，N的示数减小，同时β角减小，故B正确．13．一同学用电子秤、水壶、细线、墙钉和贴在墙上的白纸等物品，探究两个互成角度的力的合成规律．(1)如图甲所示，在电子秤的下端悬挂一装满水的水壶，记下水壶________时电子秤的示数F.(2)如图乙所示，将三细线L1、L2、L3的一端打结，另一端分别拴在电子秤的挂钩、墙钉A和水壶带上．水平拉细线L1，在白纸上记下结点O的位置、__________________和电子秤的示数F1.(3)如图丙所示，将另一颗墙钉B钉在与O同一水平位置上，并将L1拴在其上．手握电子秤沿着图乙中L2的方向拉细线L2，使____________________和三根细线的方向与图乙中重合，记录电子秤的示数F2.(4)在白纸上按一定标度作出电子秤拉力F、F1、F2的图示，将F的箭头端分别与F1、F2的箭头端连接，用作图工具检验发现所围形状是一个__________________．【答案】(1)静止(2)三细线的方向(3)结点O的位置(4)平行四边形。
2019高中物理 第三章 相互作用 课后提升训练 3.3 摩擦力 新人教版必修1
课后提升训练摩擦力(25分钟50分)一、选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分)1.(多选)如图所示,物块A以某一速度v水平向右滑上顺时针转动的水平传送带上,在滑上传送带的瞬间,关于物块A受到的摩擦力,下列说法正确的是( )A.物块A可能受到向左的滑动摩擦力B.物块A可能受到向右的滑动摩擦力C.物块A可能受到静摩擦力D.物块A可能不受摩擦力【解析】选A、B、D。
当物块A的速度小于传送带的速度时,物块A相对传送带向左运动,所受滑动摩擦力的方向向右,B正确。
当物块A的速度大于传送带的速度时,物块A相对传送带向右运动,所受滑动摩擦力向左,A正确。
当物块A的速度等于传送带的速度时,物块A不受摩擦力,D正确。
2.如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。
若将a 与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。
则( )A.f1=0,f2≠0,f3≠0B.f1≠0,f2=0,f3=0C.f1≠0,f2≠0,f3=0D.f1≠0,f2≠0,f3≠0【解析】选C。
物块a相对于b,物块b相对于P,都有沿斜面下滑的趋势,所以a与b、b与P之间的摩擦力f1、f2不为零,把物块a和b及斜面P看成一个整体,P与桌面之间没有相对运动的趋势,P与桌面之间摩擦力f3为零,所以选项C正确,A、B、D错误。
【补偿训练】如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是( )A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向【解析】选A。
原木P的支撑点M、N处弹力垂直于接触面,M处的支持力竖直向上,N处受到的支持力垂直MN斜向上,故A项正确、B项错误;M处受到的静摩擦力沿水平方向,C项错误;N处受到的静摩擦力沿MN方向,D项错误。
3.甲图中小明用60N的水平力推木箱,没推动,此时木箱受的摩擦力为F1;乙图中小明用100N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受的摩擦力为F2;丙图中小明把木箱推动了,此时木箱受的摩擦力为F3。
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课后提升训练力的分解
(25分钟50分)
一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)
1.已知力F的一个分力F1跟F成30°角,F1大小未知,如图所示,则另一个分力F2的最小值为( )
A. B.
C.F
D.无法判断
【解析】选A。
由力的三角形定则知,当力F2与力F1垂直时,F2最小,故F2=
Fsin30°=,故A正确。
【补偿训练】
(多选)下列说法正确的是( )
A.2N的力可以分解成6N和3N的两个分力
B.10N的力可以分解成5N和3N的两个分力
C.2N的力可以分解成6N和5N的两个分力
D.10N的力可以分解成10N和10N的两个分力
【解析】选C、D。
逆向思维法,根据两个分力的合力的取值范围来判定。
A项中2N不在6N和3N的合力范围内,B 项中10N不在5N和3N的合力范围内,C、D两项中的每个力均在其他两个力的合力范围内,故A、B错误,C、D正确。
2.为了行车的方便与安全,上山的公路都是很长的“之”字形盘山公路,这样做的主要目的是( )
A.减小上山车辆受到的摩擦力
B.减小上山车辆的重力
C.减小上山车辆对路面的压力
D.减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力
【解析】选D。
如图所示,重力G产生的效果是使物体下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分力F2,则F1=Gsin θ,F2=Gcosθ,倾角θ减小,F1减小,F2增大,同一座山,高度一定,把公路修成盘山公路时,使长度增加,则路面的倾角减小,即减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力,可使行车安全,故D正确,A、B、C错误。
3.物体放在斜面上,当斜面倾角缓慢增大时,物体始终相对斜面静止,则下列说法中正确的是( )
A.物体对斜面的压力逐渐减小
B.物体对斜面的压力的大小不变
C.物体的重力沿斜面方向的分力逐渐减小
D.物体的重力沿斜面方向的分力大小不变
【解析】选A。
对在斜面上的物体进行受力分析,并把重力分解可得:物体对斜面的压力F N=mgcosθ,重力沿斜面方向的分力F1=mgsinθ,当斜面倾角缓慢增大时,即θ增大,则F N减小,F1增大,故A项正确,B、C、D项错误。
4.如图所示,F1、F2为有一定夹角的两个力,L为过O点的一条直线,当L取什么方向时,F1、F2在L上的分力之和最大( )
A.F1、F2合力的方向
B.F1、F2中较大力的方向
C.F1、F2中较小力的方向
D.以上说法都不正确
【解析】选A。
F1和F2在L上的分力之和等价于F1和F2的合力在L上的分力,而要使F1和F2的合力分解在L上的力最大,就应该使L与合力方向一致,L若在其他方向上,都会使这个分力减小,A正确。
5.质量为m的木块在推力F作用下,在水平地面上滑动,如图所示,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下列各值中的( )
A.μmg
B.μ(mg+Fsinθ)
C.μ(mg+Fcosθ)
D.μFcosθ
【解析】选B。
木块滑动时受到四个力的作用:重力mg、推力F、支持力F N、摩擦力F f,沿水平方向建立x轴,竖直方向建立y轴,将F进行正交分解,如图所示(这样建立坐标系只需分解F),在竖直方向上有F N=mg+Fsinθ,由于F f=μF N,所以F f=μ(mg+Fsinθ),故选项B正确。
6.(2017·金华高一检测)在图中,AB、AC两光滑斜面互相垂直,AC与水平方向成30°角。
若把球O的重力按照其作用效果分解,则两个分力的大小分别为
( )
A.,G
B.G,G
C.G,G
D.G,G
【解析】选A。
把重力按作用效果进行分解得,F1=Gsin30°=,F2=Gsin60°=G。
A对。
【补偿训练】
(多选)如图所示,用轻绳AO和OB将重为G的重物悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间处于静止状态,AO绳水平,OB 绳与竖直方向的夹角为θ。
则AO绳的拉力F A、OB绳的拉力F B的大小与G之间的关系为( )
A.F A=Gtanθ
B.F A=
C.F B=
D.F B=Gcosθ
【解析】选A、C。
绳子OC的拉力F C等于重物重力G。
将F C沿AO和BO方向分解,两个分力分别为F A′、F B′,如图所示,
可得
=tanθ,=cosθ。
F A′=Gtanθ,F B′=。
由力的相互性可知,F A=F A′,F B=F B′,故A、C正确。
二、非选择题(本题共2小题,共20分)
7.(10分)如图所示,在倾角为θ的斜面上有一块竖直放置的挡板,在挡板和斜面间搁有一个重为G的光滑圆球,求该球对斜面的压力和对挡板的压力。
【解析】球受到竖直向下的重力作用,该重力总是欲使球向下运动,但由于斜面和挡板的限制,球才保持静止状态。
因此,球的重力产生了两个效果:使球垂直压紧斜面和使球垂直压紧挡板。
如图所示,将球的重力G分解为垂直于斜面的分力F1和垂直于挡板的分力F2,则F1=,F2=Gtanθ。
因此,球对斜面的压力和对挡板的压力的大小分别为=F1=,= F2=Gtanθ
方向分别垂直于斜面向下,垂直于挡板水平向左
答案:,垂直于斜面向下Gtanθ,垂直于挡板水平向左
【延伸探究】当挡板与斜面垂直时,求球对斜面及挡板的压力大小。
提示:将重力分解,如图所示,则球对斜面的压力F1=Gcosθ
球对挡板的压力F2=Gsinθ
答案:GcosθGsinθ
8.(10分)(2017·辽源高一检测)如图所示,质量为2kg的直角三棱柱A放在水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,且斜面倾角θ为37°。
质量为1kg的光滑球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)地面对三棱柱的支持力。
(2)竖直墙壁对球的弹力。
(g取10m/s2,sin37°=,cos37°=)
【解析】(1)选取A和B整体为研究对象,它受到重力(M+m)g,地面支持力F N,墙壁的弹力F和地面的摩擦力F f的作用(如图甲所示)而处于平衡状态。
根据平衡条件有:
F N-(M+m)g=0,
可得F N=(M+m)g=30N
(2)以B为研究对象,它受到重力mg,三棱柱对它的支持力F NB,墙壁对它的弹力F的作用(如图乙所示),而处于平衡状态,根据平衡条件有:
F NB·cosθ=mg,
F NB·sinθ=F
解得F=mgtanθ=7.5N
答案:(1)30N (2)7.5N
【补偿训练】
如图所示,三个力作用于同一点O点,大小分别为F1=10N,F2=20N,F3=26N,且F1与F3夹角为127°,F2与F3夹角为143°,求三个力的合力。
【解析】以O点为原点,F3为y轴负方向建立直角坐标系,如图所示,则F1与x轴夹角为37°,F2与x轴的夹角为53°。
分别把各个力分解到两个坐标轴上,
F1x=F1cos37°,F1y=F1sin37°;
F2x=-F2cos53°,F2y=F2sin53°;
分别求出x轴和y轴上的合力。
F x=F1x+F2x=8N-12N=-4N,
F y=F1y+F2y-F3=6N+16N-26N=-4N。
计算x轴和y轴上的合力F x、F y的合力的大小和方向,即三个力的合力的大小和方向,如图所示。
合力的大小为F合==4N。
合力与F3的夹角θ满足tanθ==1。
即θ=45°,合力方向与F3方向偏左45°。
答案:4N,方向与F3方向偏左45°。