高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第4章 力与平衡第2节 力的分解精品课时作业

这是一份高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第4章 力与平衡第2节 力的分解精品课时作业，共6页。试卷主要包含了把一个力分解为两个力时等内容，欢迎下载使用。

第2节 力的分解


课后篇巩固提升


基础巩固


1.





(多选)小娟、小明两人共提一桶水匀速前行,如图所示,已知两人手臂上的拉力大小相等且为F,两人手臂间的夹角为θ,水和水桶的总重力为G,则下列说法中正确的是( )


A.当θ为120°时,F=G


B.不管θ为何值,均有F=


C.当θ=0°时,F=


D.θ越大时,F越小


解析两分力相等,由力的合成可知,θ=120°时,F合=F分=G,θ=0°时,F分=F合=,故A、C对,B错;θ越大,在合力一定时,分力越大,故D错。


答案AC


2.把一个力分解为两个力时( )


A.一个分力变大时,另一个分力一定要变小


B.两个分力不能同时变大


C.无论如何分解,两个分力不能同时小于这个力的一半


D.无论如何分解,两个分力不能同时等于这个力


解析由于两分力的大小与两分力的夹角有关,所以一个分力变大,另一个可变大,也可变小,故A、B项均错;当两个分力方向相同时,两个分力取最小值,此时F=F1+F2,显然F1、F2不能同时小于合力的一半,C项正确;当两个等大分力的夹角为120°时,两个分力与合力大小相等,D项错。


答案C


3.





如图所示,将绳子的一端系在汽车上,另一端系在等高的树干上,两端点间绳长为10 m。用300 N的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m,不考虑绳子的重力和绳子的伸长量,则绳子作用在汽车上的力的大小为( )


A.1 500 NB.6 000 N


C.300 ND.1 500 N





解析由题意可知绳子与水平方向的夹角正弦值为sin α==0.1,所以绳子的作用力为F绳==1 500 N,A项正确,B、C、D项错误。


答案A


4.在静止的水面上停着一艘小船,甲、乙两人用绳子拉船,使船沿OO'方向航行,甲用1 000 N的力拉绳子,方向如图所示,则乙的拉力最小值为( )





A.500 NB.500 N


C.1 000 ND.400 N


解析要使船沿OO'方向航行,甲和乙的拉力的合力方向必须沿OO'方向。如图所示,作平行四边形可知,当乙拉船的力的方向垂直于OO'时,乙的拉力F乙最小,其最小值为F乙min=F甲sin 30°=1 000× N=500 N,故B正确。





答案B


5.





假期里,一位同学在厨房里帮助妈妈做菜,对菜刀产生了兴趣。他发现菜刀刀刃的前部和后部的厚薄不一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大,如图所示,他先后作出过几个猜想,其中合理的是( )


A.刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关


B.在刀背上加上同样的压力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关


C.在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大


D.在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大


解析把刀刃部分抽象后,可简化成一个等腰三角劈,设顶角为2θ,背宽为d,侧面长为l,如图乙所示。





当在劈背施加压力F后,产生垂直侧面的两个分力F1、F2,使用中依靠这两个分力分开被加工的其他物体。由对称性知,这两个分力大小相等(F1=F2),因此画出力分解的平行四边形,实为菱形,如图丙所示。在这个力的平行四边形中,取其四分之一考虑(图中阴影部分),根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系,由关系式,得F1=F2=。由此可见,刀背上加上一定的压力F时,侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关,顶角越小,sin θ的值越小,F1和F2越大。但是,刀刃的顶角越小时,刀刃的强度会减小,碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂,实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要,所以做成前部较薄,后部较厚。使用时,用前部切一些软的物品(如鱼、肉、蔬菜、水果等),用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品,俗话说:“前切后劈”,指的就是这个意思,故D正确。


答案D


6.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( )





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


解析将各图中的力F沿水平和竖直方向分解,则题图中三个物体对地面的压力分别为N甲=mg-Fsin θ,N乙=mg+Fsin θ,N丙=mg,因它们均相对地面滑动,由f=μN知,f乙>f丙>f甲,故C正确。


答案C


能力提升


1.(多选)如图所示,光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力,下列说法正确的是( )





A.物体受到重力mg、N、F1、F2四个力的作用


B.物体只受到重力mg和斜面的支持力N的作用


C.F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2是物体对斜面的压力


D.力N、F1、F2三力的作用效果与力mg、N两个力的作用效果相同


解析先由重力的作用效果分析,再由力产生的原因进行判断,F1、F2两个力是重力mg的两个分力,其作用效果与重力mg等效,F1不是斜面作用在物体上使物体下滑的力,F2不是物体对斜面的压力,物体只受重力mg和斜面的支持力N的作用,故B、D正确。


答案BD


2.如图所示,同一平面内有三个共点力F1=90 N,F2=30 N,F3=60 N,它们之间互成120°夹角,求这三个力的合力大小。





解析建立图示坐标系,x轴Fx=F2sin 60°-F1cs 30°=-30 N,Fy=F1sin 30°+F2cs 60°-F3=0,合力F=Fx=-30 N,方向沿x轴负向,所以三个力的合力大小为30 N。





答案30 N


3.如图所示,ABC为一直角劈形物体,将其卡于孔中,该物体的斜边AB与直角边AC的夹角θ=60°。当用F=100 N 的力沿水平方向推该物体时,求物体的上侧面和下侧面产生的推力大小。





解析加在物体上的力F产生两个效果,即使劈形物体的两个侧面产生垂直向外的推力。由此可断定两个分力F1、F2的方向分别是垂直水平面BC向下和垂直斜面AB斜向上。受力分析如图所示。





由几何知识可得F2==100×2 N=200 N


F1=F·tan 60°=100× N≈173 N


故该物体的上侧面和下侧面产生的推力大小分别为200 N和173 N。


答案200 N 173 N