3.4 力的合成与分解同步课时作业训练— 2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word含答案)

文档属性

名称 3.4 力的合成与分解同步课时作业训练— 2021-2022学年高一上学期物理人教版(2019)必修第一册(word含答案)
格式 docx
文件大小 679.0KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2021-08-17 05:59:15

图片预览

文档简介

2021-2022年高一物理同步课时作业训练(人教版2019)
3.4 力的合成与分解
一、单选题。本大题共10小题,每小题只有一个选项符合题意。
1.将物体所受重力按力的作用效果进行分解,下列图中错误的是(  )
A.B.C.D.
2.某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用,在如图所示的四种情况中(坐标纸中每格边长表示1N大小的力),该物体所受的合外力大小正确的是(  )
A.甲图中物体所受的合外力大小等于4N
B.乙图中物体所受的合外力大小等于2N
C.丙图中物体所受的合外力大小等于0
D.丁图中物体所受的合外力大小等于0
3.将F沿水平和竖直方向分解,则其竖直方向的分力为(  )
A.Fsinθ B.Fcosθ C.false D.false
4.建筑装修中,工人用质量为m的磨石对倾角为θ的斜壁进行打磨(如图所示),当对磨石施加竖直向上大小为F的推力时,磨石恰好沿斜壁向上匀速运动,已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ,则磨石受到的摩擦力大小是(  )
A.(F-mg)cosθ B.(F-mg)sinθ
C.μ(F-mg)cosθ D.μ(F-mg)tanθ
5.一根长为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处悬一重物,已知AC>CB,如右图所示,则下列说法中正确的应是(  )
A.增加重物的重力,BC段绳先断 B.增加重物的重力,AC段绳先断
C.增加重物的重力,AC、BC段绳同时断 D.增加重物的重力,谁先断无法确定
6.如图所示,AB、AC为互相垂直的两光滑斜面,将重为G的小球放在两斜面之间,AC与水平面成false角。若把小球的重力G按照其作用效果分解,则两个分力的大小分别为(  )
A.false,false B.false,false C.false,false D.false,false
7.已知两个共点力的合力为50N,分力F1的方向与合力F的方向成30°角,分力F2的大小为30N。则(  )
A.F1的大小是唯一的 B.F2的方向是唯一的
C.F2有两个可能的方向 D.F2可取任意方向
8.如图所示,一个质量为M的物体受到三个共点力F1、F2、F3的作用,则物体所受的合力大小是(  )
A.2F1 B.F2 C.2F3 D.0
9.如图所示,一物体在三根不可伸长的轻绳的作用下处于静止状态,ac轻绳与竖直方向成37°角,bc轻绳与竖直方向成53°角,已知ac轻绳与bc轻绳能够承受的最大拉力均为20N,cd轻绳能够承受足够大的拉力,g=10m/s2,sin37°=0.6,sin53°=0.8。则所挂重物的最大质量为
A.1.6kg B.2.4kg C.2.5kg D.2.8kg
10.如图所示为两个共点力的合力F随两分力的夹角false变化的图象,则这两个分力的大小可能为(  )
A.false和false B.false和false C.false和false D.false和false
二、多选题。本大题共3小题,每小题有一个选项或多个选项符合题意。
11.关于“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验,下列说法正确的是(  )
A.测合力时,橡皮筋的结点应被拉到测对应分力时的同一位置
B.实验中应尽量保持弹簧测力计的拉力方向与木板平行
C.实验中应保证两只弹簧测力计的拉力大小之和等于所测合力的大小
D.以两个力为邻边作平行四边形,两邻边间的对角线对应的有向线段表示合力的大小和方向
12.如图所示,静止在斜面上的重物的重力可分解为沿斜面向下的分力false和垂直斜面的分力false关于这两个分力,下列说法中正确的是(  )
A.false作用在物体上,false作用在斜面上
B.false的性质是弹力
C.false是使物体压紧斜面的力
D.false和false是物体重力的等效替代,实际存在的是重力
13.如图所示,质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿粗糙斜面匀速向上滑动,斜面与水平方向的夹角为θ,物体与斜面之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则物体受到的摩擦力大小是(  )
A.false B.false C.false D.false
三、填空题。本大题共4小题。
14.两个人共同提起重false的一桶水,提绳的夹角为60°,两绳的长度相等,如图所示,这时每根绳子受到的拉力是_____________false。
15.如图所示,一重为G的小球被垂直于斜面的三角形木板挡住静止在倾角为α的斜面上,则小球对斜面的压力为________,小球对三角形木板的压力为_______.
16.如图所示,固定气缸的活塞与轻质曲杆false相连,false连线恰在气缸轴线上,A、B、C三处均由光滑铰链连接,现在B处施一大小为F,方向与false垂直的力,则气缸活塞对气缸内物体的压力大小为______(设此时false垂直于false,且false与false成false角)。
17.在两个共点力false和false大小一定的情况下,合力F的大小与两个力的夹角θ有关:
(1)当false,即两个力方向__________时,false__________,说明合力的大小等于__________,合力的方向与__________的方向相同;
(2)当false,即两个力方向__________时,false__________,说明合力的大小等于__________,合力的方向跟两个力中较__________(填“大”或“小”)的那个方向相同.若false和false大小相等,则合力为__________;
(3)当false,即两个力方向__________时,false__________,false_________,φ为合力F与false的夹角;
(4)当false和false的夹角θ在false到false之间时,越大,false的值越__________,因而合力就越__________.综上所述,两个大小一定的共点力,它们的合力取值范围为__________false__________.
四、解答题。本大题共4小题,解答过程必修有必要的文字说明,公式和解题过程。
18.岸边两人同时用力拉小船,两力的大小和方向如图所示。请分别用作图法和计算法求出这两个力的合力。
19.一重为G的圆柱体工件放在V形槽中,槽顶角α=60°,槽的两侧面与水平方向的夹角相同,槽与工件接触处的动摩擦因数处处相同,大小为μ=0.25,则:
(1)要沿圆柱体的轴线方向(如图甲所示)水平地把工件从槽中拉出来,人至少要施加多大的拉力?
(2)现把整个装置倾斜,使圆柱体的轴线与水平方向成37°角,如图乙所示,且保证圆柱体对V形槽两侧面的压力大小相等,发现圆柱体能自动沿槽下滑,求此时工件所受槽的摩擦力大小。(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
20.如图所示,一条小船在河中向正东方向行驶,船上挂起一个风帆,帆受侧向风作用,风力大小F1 为100N,方向为东偏南30°,为了使船受到的合力能恰沿正东方向,岸上一人用一根绳子拉船,绳子取向与河岸垂直,作出力的示意图,求出风力和绳子拉力的合力F的大小及绳子拉力F2的大小。
21.某压榨机的结构如图所示,其中false为固定绞链,false为质量可忽略不计的滑块,通过滑轮可沿光滑壁移动,false为被压榨的物体,当在铰链false处作用一垂直于壁的压力false时,则物体false所受的压力等于多少。
参考答案
1.C
【解析】物体所受重力按力的作用效果进行分解中,A、B、D均符合题意,C中的重力应分解为水平向左的分力和垂直斜面向下的分力,故ABD正确,C错误。
故选C。
2.D
【解析】A.对(甲),先将F1与F3合成,然后再用勾股定理,求得合力等于5N,故A错误;
B.对(乙),先将F1与F3沿水平和竖直方向正交分解,再合成,求得合力等于5N,故B错误;
C.对(丙),可将F3沿水平和竖直方向正交分解,求得合力等于6N,故C错误;
D.根据三角形法则,(丁)图中合力等于0,故D正确。
故选D。
3.A
【解析】将F沿水平和竖直方向分解,则其竖直方向的分力为Fsinθ。
故选A。
4.A
【解析】磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力作用而处于平衡状态,由图可知,F一定大于重力mg;先将重力及向上的推力合成后,将二者的合力沿垂直于斜壁方向及平行于斜面方向分解,则在沿斜壁方向上有
f=(F-mg)cosθ
在垂直斜壁方向上有
FN=(F-mg)sinθ

f=μ(F-mg)sinθ
故选A。
5.A
【解析】对C点进行受力分析,如图
由于C点处于平衡状态,对A、B两绳的拉力合成得到合力F,根据平衡条件得
false
由于AC>BC,据几何关系得出
false
false
增加物体的质量,BC绳先断。
故选A。
6.A
【解析】将重力沿垂直于AB和垂直于AC两个方向分解,根据平行四边形定则作力图,如图所示
false
false
故选A。
7.C
【解析】已知一个分力有确定的方向,与F成30°夹角,知另一个分力的最小值为
Fsin30°=25N
而另一个分力大小大于25N,小于30N,所以分解的组数有两组解。如图
故选C。
8.C
【解析】根据三角形定则,F1与F2的合力等于从F1的起点到F2的终点的有向线段,即与F3相同,故合力等于2F3。
故选C。
9.C
【解析】对结点c受力分析,由共点力平衡条件可得
false
false
由上可知:false,则ac轻绳承受的最大拉力20N时,此时物体悬挂质量最大,则有
false
故选C。
10.B
【解析】设两分力的大小分别为false、false,且false,由题图可知,false时,有
false
false时,有
false
联立得
false
false
故选B。
11.ABD
【解析】A.为保证等效性,测合力时,橡皮筋的结点应被拉到测对应分力时的同一位置,选项A正确;
B.实验中应尽量保持弹簧测力计的拉力方向与木板平行,选项B正确;
C.若两只弹簧测力计的拉力大小之和等于所测合力的大小,则两只弹簧测力计的拉力方向一定是重合的,所以实验中应该使两只弹簧秤的拉力方向成一定角度,才能做平行四边形进行合成,选项C错误;
D.以两个力为邻边作平行四边形,两邻边间的对角线对应的有向线段表示合力的大小和方向,选项D正确。
故选ABD。
12.CD
【解析】A.物体受重力、支持力与摩擦力,而false、false是重力的两个分力,实际不存在,实际受到的就是重力作用在物体上,故A错误;
B.false是重力的分力,性质是重力,故B错误;
C.false的作用效果false是使物体压紧斜面,故C正确;
D.false和false是物体重力的等效替代,实际存在的是重力,故D正确。
故选CD。
13.BD
【解析】物体受力如图
由正交分解可知,在运动方向上有
false
解得
false
在垂直于运动方向上有
false

false
解得
false
故选BD。
14.115.5
【解析】两个人共同提起重false的一桶水,提绳的夹角为60°,两绳的长度相等,绳子拉力在竖直方向分力的合力与重力相等,有
false
则这时每根绳子受到的拉力
false
15.false false
【解析】[1][2]将小球的重力按作用效果分解,如图
由平衡条件可得
小球对斜面的压力为false,小球对三角形木板的压力为false
16.false
【解析】所加的力起了两个效果,一是推杆false,另一是推杆false,所以可以将力F分解为沿false和false方向的两个分力false和false,而false又起了两个效果,一是沿气缸方向推活塞,另一是平行于活塞方向推活塞,所以再把false分解成沿气缸方向和垂直于气缸方向的两个分力false和false,如图所示

false
false
【点拨】
有时经常会要进行多次分解才能达到所要求的作用效果。
17.相同 false 分力之和 两个力 相反 false 分力之差 大 零 垂直 false false 小 小 false false
【解析】(1)[1][2][3][4]当false,即两个力方向相同,合力false,说明合力的大小等于分力之和,合力的方向与两个力方向相同;
(2)[5][6][7][8][9]当false,即两个力方向相反时,合力false,说明合力的大小等于两分力之差,合力的方向跟两个力中较大的那个方向相同,若false和false大小相等,则合力为零;
(3)[10[11][12]当false,即两个力方向垂直,由勾股定理得
false
φ为合力F与false的夹角;
false
(4)[13][14][15][16]当false和false的夹角θ在false到false之间时,越大,false的值越小,因而合力就越小,综上所述,两个大小一定的共点力,它们的合力取值范围为
false
18.两个力的合力大小为600N,方向与F1成60°
【解析】(1)作图法
选定合适的标度,如用5.0mm长的线段表示150N的力,用O点代表船。依据题意作出力的平行四边形,如图所示。
用刻度尺量出表示合力F的对角线长为20.0mm,可求得合力的大小
false
用量角器量出F与F1的夹角为60°,故这两个力的合力大小为600N,方向与F1成60°。
(2)计算法
如图所示,平行四边形的对角线AB、OD交于C点,由于OA=OB,所以平行四边形OADB是菱形,OD与AB互相垂直平分,OD是∠AOB的角平分线,则
∠AOD=60°
OD=2OC=2OAcos60°
因此,合力的大小
F=2F1cos60°=600N
方向与F1成60°。
19.(1)0.5G;(2)0.4G
【解析】(1)分析圆柱体的受力可知,沿轴线方向受到拉力F、两个侧面对圆柱体的滑动摩擦力,由题给条件知
F=2Ff
由圆柱体重力产生的效果将重力进行分解,如图所示:
由平衡条件可得
G=F1=F2
由Ff=μF1得
F=0.5G
(2)把整个装置倾斜,则重力沿压紧两侧的斜面的分力
F1′=F2′=Gcos 37°=0.8G
此时工件所受槽的摩擦力大小
Ff′=2μF1′=0.4G
20.,false,false
【解析】如图所示,以F1、F2为邻边作平行四边形,使合力F沿正东方向,
false
false
21.false
【解析】将力F安作用效果沿AB方向和AC方向进行分解,作出分解图如下所示,则有
false
则得
false
再将false按照作用效果分解为力false和false作出力的分解图如下图所示
则得
false
联立解得
false
根据几何知识可知
false

false
则物体false所受的压力等于5F。