【精准解析】2021学年高中物理人教版必修第一册一课一练：3.4.3力的分解

新20版练B1物理人教3.4.3力的分解
第三章相互作用力
第4节力的合成和分解
课时3力的分解
考点1对力的分解的理解
1.(广西南宁2019高一月考)关于合力与其两个分力的关系,下列说法中正确的是()。

A.合力的作用效果与两个分力共同作用的效果相同
B.两个分力的作用效果与它们合力的作用效果不一定相同
C.两个分力的大小之和就是合力的大小
D.一个力可以分解为任意大小的两个分力
答案：A
解析：两个分力的作用效果与其合力的作用效果一定是相同的,合力可以等效替代两个分力,A正确,B错误;分力与合力的关系遵从平行四边形定则,不符合平行四边形定则的分解都是不正确的,C、D错误。

2.(陕西宝鸡2019高一月考)(多选)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,减小斜面的倾角,是为了减小汽车重力沿桥面向下的分力,达到行车方便和安全的目的
B.幼儿园的滑梯很陡,是为了增加小孩滑梯时受到的重力,使小孩下滑得更快
C.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
D.帆船能逆风行驶,说明风力一定能分解出沿船前进方向的分力
答案：AD
解析：汽车上桥时重力沿斜面向下的分力为mg sinθ,当引桥长时,θ角小,重力向下的分力小时,车行驶方便、安全,A项正确;B项中滑梯陡与小孩重力互不相干,B项错误;C中双臂产生的合力大小均等于人的重力,C项错误;风吹船帆使之向前航行一定是风力可以分解出沿船前进方向的分力,D项正确。

3.(广东中山2019高一月考)小明想推动家里的衣橱,但使出了很大的力气也推不动,他回忆起物理课堂上学习的“力的分解”知识,便想了个妙招:如图3-4-14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,衣橱就会被推动。

下列说法中正确的是()。

图3-4-14
A.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱
B.这是不可能的,因为无论如何小明的力气也没那么大
C.这有可能,A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
D.这有可能,但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
答案：C
解析：小明的重力可分解为沿两个木板方向的分力,由于两个木板夹角接近180°,根据平行四边形定则,可知分力可远大于小明的重力,选项C正确。

考点2按力的实际作用效果理解
4.(甘肃平凉2018高一期中)如图3-4-15所示漫画中的大力士用绳子拉动汽车,绳中的拉力为F,绳与水平方向的夹角为θ。

若将F沿水平和竖直方向分解,则其竖直方向的分力为()。

图3-4-15
A.F sinθ
B.F cosθ
C. sin
D. cos
答案：A
解析：将F分解为水平方向和竖直方向,根据平行四边形定则,竖直方向上分力F'=F sinθ,故A正确,B、C、D 错误。

故选A。

5.将物体所受重力按力的效果进行分解,图3-4-16中错误的是()。

图3-4-16
答案：C
解析：A项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力G1和沿斜面向下使物体向下滑的分力G2;B项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力G1和G2,A、B两项正确;C项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体紧压两接触面的分力G1和G2,C项错误;D项中物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分力G2,D项正确。

6.(多选)如图3-4-17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()。

图3-4-17
A.甲、乙、丙所受摩擦力相同
B.甲受到的摩擦力最小
C.乙受到的摩擦力最大
D.丙受到的摩擦力最大
答案：BC
解析：题图中三个物体对地面的压力分别为F N甲=mg-F sinθ,F N乙=mg+F sinθ,F N丙=mg,因它们均相对地面滑动,由摩擦力F f=μF N知,F f乙>F f丙>F f甲,B、C两项正确。

F2两个力,下列说法中正确的是()。

7.(多选)如图3-4-18所示,把光滑斜面上物体的重力mg分解为F
1、
图3-4-18
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共4个力的作用
C.物体受到的合力为mg sin θ,方向沿斜面向下
D.力F N 、F 1、F 2这3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：F 1、F 2两个力是mg 的两个正交分力,其作用效果与重力mg 等效,F 1的作用是使物体沿斜面下滑,F 2的作用是使物体压紧斜面。

物体只受重力mg 和斜面对物体的支持力F N 的作用。

综上所述,选项C 、D 正确。

8.(南京盐城2019一模)减速带是交叉路口常见的一种交通设施,车辆驶过减速带时要减速,以保障行人的安全,当汽车前轮刚爬上减速带时,减速带对车轮的弹力为F ,图3-4-19中弹力F 画法正确且分解合理的是(
)。

图3-4-19
答案：B
解析：减速带对车轮的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面,指向受力物体,故A 、C 错误;按照力的作用效果分解,将F 可以分解为水平方向和竖直方向,水平方向的分力产生的效果减慢汽车的速度,竖直方向上分力产生向上运动的作用效果,故B 正确,D 错误。

故选B 。

考点3力的分解唯一性讨论
9.(多选)将大小为10N 、方向确定的力F 分解成两个力F 1和F 2,若已知F 1的大小及F 2与F 的夹角为30°,则下列判断正确的是(
)。

A.当F 1>5N 时,有两解
B.当F 1=5N 时,有一解
C.当5N<F 1<10N 时,有两解
D.当F 1<5N 时,无解答案：BCD
解析：由题意可知,F 1最小时,即为F 1垂直于F 2时,F 1min =F sin 30°=10×0.5N=5N 。

当F 1<5N 时,无解;当F 1=5N 时,有一解;当5N<F 1<10N 时,有两解;当F 1≥10N 时,有一解,故B 、C 、D 正确,A 错误。

10.(湖北黄石二中2019高一月考)如图3-4-20所示,在绳下端挂一物体,用力F 拉物体使悬线偏离竖直方向的夹角为α,且保持其平衡。

保持α不变,当拉力F 有极小值时,F 与水平方向的夹角β应是(
)。

图3-4-20
A.0
B.π2
C.α
D.2α
答案：C
解析：由题图可知当F与倾斜绳子垂直时F有极小值,所以β=α。

考点4力的合成与分解的综合运用
11.如图3-4-21所示,绳OC与竖直方向成30°角,O为质量不计的光滑滑轮,已知物体B重1000N,物体A重400 N,物体A、B均静止。

求:
图3-4-21
(1)物体B所受摩擦力为多大?
答案：对滑轮O受力分析:由于OA、OB绳中的拉力大小相等,OC的拉力与OA、OB两个拉力的合力平衡,合力在∠BOA的角平分线所在的直线上,所以BO与竖直方向的夹角为60°,与水平方向的夹角为30°。

对物体A,拉力和重力平衡,则有:F T=G A=400N,
对物体B,摩擦力等于拉力的水平分量,则有:
F f =F
T
cos30°=2003N。

(2)OC绳的拉力为多大?
答案：对滑轮O,OC绳的拉力与OA、OB两绳拉力的合力平衡,则有F TC=2F T cos30°=3F T=4003N。

12.(江西九江2019高一检测)如图3-4-22所示,某人用轻绳牵住一只质量m=0.6kg的氢气球,因受水平风力的作用,系氢气球的轻绳与水平方向成37°角。

已知空气对气球的浮力为15N,人的质量M=50kg,且人受的浮力忽略不计(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)。

求:
(1)水平风力的大小;
答案：对氢气球进行受力分析,如图甲所示。

由平衡条件可知,竖直方向:F浮=mg+T sin37°;水平方向:F风=T cos 37°,解得F风=12N,T=15N。

(2)人对地面的压力大小;
答案：对人受力分析,如图乙所示。

由平衡条件可知,竖直方向:T'=T,F N=Mg-T'sin37°=500N-15×0.6N=491N,则人对地面的压力大小为491N。

(3)若水平风力增强,人对地面的压力如何变化?(要求说明理由)
答案：若风力增强,只改变了水平方向的力,视氢气球及人为一整体可知,竖直方向上的受力情况没有改变,则人对地面的压力不变。