3.5力的分解 同步练习能力提升-2021-2022学年高一上学期物理教科版（2019）必修第一册（word含答案）

第三章相互作用第五节力的分解高一物理上学期必修第一册同步练习能力提升（教科版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．一物块在固定的斜面上沿着斜面向下滑动，分别对物块施加大小相等的力F，施力后物块仍然沿斜面向下滑动。则力F使物块所受的摩擦为一定增大的是（　　）
A．F的方向垂直于斜面向上 B．F的方向沿斜面向下
C．F的方向沿斜面向上 D．F的方向竖直向下上
2．如图所示为门锁关门时的示意图，锁舌尖角为，此时锁壳挤压锁舌的力为40N，锁舌表面较光滑，摩擦不计，则关门时弹簧对锁舌的作用力为（，）（　　）
A．24N，拉力 B．24N，推力 C．32N，拉力 D．32N，推力
3．如图所示，将光滑斜面上物体的重力mg分解为G1、G2两个力，下列说法正确的是（　　）
A．物体受到重力mg、支持力FN以及G1、G2四个力的作用
B．物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用
C．G1是斜面给物体的下滑力，G2是物体给斜面的压力
D．斜面对物体支持力FN的大小等于mgsinθ
4．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
5．超市里磁力防盗扣的内部结构及原理如图所示，在锥形金属筒内放置四颗小铁珠（其余两颗未画出），工作时弹簧通过铁环将小铁珠挤压于金属筒的底部，同时，小铁珠陷于钉柱上的凹槽里，锁死防盗扣。当用强磁场吸引防盗扣的顶部时，铁环和小铁珠向上移动，防盗扣松开。已知锥形金属筒底部的圆锥顶角是120°，弹簧通过铁环施加给每个小铁珠竖直向下的力F，小铁珠锁死防盗扣，每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为（不计摩擦以及小铁珠的重力）（　　）
A． B． C． D．
6．如图所示，质量为m的小车在与竖直方向成α角的恒定拉力F作用下，沿水平地面向左运动一段距离l。在此过程中，地面对小车的支持力大小恒为FN，阻力大小恒为Ff。下列关于各力的大小关系正确的是（　　）
A．Ff7．如图，为了行车方便和安全，跨江大桥都要造专门长的引桥来减小桥面的坡度，减小坡度的目的是 （　　）
A．减小汽车与桥面之间的压力 B．增大汽车沿桥面方向的下滑力
C．减小汽车重力沿桥面方向的分力 D．增大汽车重力沿桥面方向的分力
8．如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处施加竖直向下的力F，整个装置处于静止状态，设杆与水平面间的夹角为θ，下列说法正确的是（　　）
A．当F一定时，θ越大，轻杆受力越大
B．当F一定时，θ越大，轻杆受力越小
C．当θ一定时，F越大，轻杆受力越小
D．当θ=30°时，轻杆受力
9．三个相同光滑空油桶按下图四种方式存放在不同的箱子中，则油桶A对C的支持力最大的是（ ）
A．图(1) B．图(2) C．图(3) D．图(4)
10．2021年夏季，河南郑州突如其来的洪涝灾害造成路面塌陷、桥梁垮塌，一汽车行驶中不慎陷人泥潭，天无绝人之路，碰巧在车前方30m处有一棵大树，如图甲所示，司机拿出后备箱里的绳索一端系在车上，一端系在树上，他在绳索中点垂直绳子施加F=100N的水平恒力，将绳索中点拉离原位置x=30cm，如图乙所示，结果就把车拉了出来。则车被拉出时绳子对车的拉力约为（　　）（角很小时，）
A．500N B．1000N C．2500N D．5000N
11．质量为m的物体以某一初速度冲上倾角为60°的固定斜面，物体与斜面间动摩擦因数为0.5，则在自由上滑过程中，物体所受合力大小为（　　）
A． B．
C． D．
12．图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。若将F沿水平方向和竖直方向分解，则其竖直方向的分力为（　　）
A． B． C． D．
二、多选题，共3小题
13．已知力F的一个分力F1跟F成角，大小未知，，则另一个分力F2的大小可能是（ ）
A． B． C． D．
14．如图，光滑斜面上物体重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法中正确的是（　　）
A．物体受到mg、FN 、F1、F2四个力的作用
B．物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用
C．力FN 、F1、F2三力的作用效果与mg、FN两个力的作用效果相同
D．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
15．将力分解成、两个分力，如果已知的大小和与之间的夹角，且为锐角，则
A．当时，一定有两解
B．当时，有两解
C．当时，才有唯一解
D．当时，无解.
三、填空题，共2小题
16．如图所示，放在水平面上的物体受到一个与水平方向成α角的斜向下的力F的作用，在水平面上做直线运动，如果保持力F的大小不变，使力F与水平面的夹角α变小，则摩擦力的大小f ____（填“变大”“变小”或“不变”）．
17．如图所示，在“用DIS验证斜面上力的分解”的实验中，A、B处各放一个力传感器，将物体的重力分解为平行于斜面方向的分力(用F1表示)和垂直于斜面方向的分力(用F2表示).在斜面倾角θ由0°变为90°的过程中，F1将___________，F2将__________．(以上均选填“变大”、“变小”或“不变”)
四、解答题，共2小题
18．如图所示，光滑斜面倾角θ=53°，用一竖直方向的光滑挡板将球挡在斜面上，已知球重100N。问：
(1)由于物体重力作用，物体对挡板和斜面产生了哪些作用效果。
(2)请按照上述效果在图中分解重力，并且求出两个分力的大小（sin53=0.8，cos53°=0.6）。
19．如图，帆板船的帆与船身成37°角，今有垂直于帆，大小为400N的风力作用于帆面上，求：
（1）船在前进方向上获得的推力大小．
（2）船的侧面所受的推力大小．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
试卷第1页，共3页
参考答案
1．D
【详解】
A．F的方向垂直于斜面向上，物块对斜面的正压力减小，所受的摩擦力一定减小，故A错误；
BC．F的方向沿斜面向下或向下，物块对斜面的正压力不变，所受的摩擦力一定不变，故BC错误；
D．F的方向竖直向下上，由于F在垂直斜面向下存在分力，所以物块对斜面的正压力增大，所受的摩擦力一定增大，故D正确。
故选D。
2．B
【详解】
此时锁壳挤压锁舌的力为40N，锁舌表面较光滑，摩擦不计，则关门时锁壳挤压锁舌的力沿弹簧方向的分力为
方向向右，则弹簧对锁舌的作用力为24N，为推力作用。
故选B。
3．B
【详解】
AB．斜面光滑，物体只受重力和支持力两个力的作用，故A错误，B正确；
C．G1是重力作用在物体上使物体下滑的分力，G2是重力作用在物体上使物体挤压斜面的力，不是物体对斜面的压力，因为物体对斜面的压力受力物体是斜面，不是物体，而G2作用在物体上，故C错误；
D．在垂直斜面方向上，由平衡得
故D错误。
故选B。
4．C
【详解】
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。
5．A
【详解】
将力F分解为沿垂直于钉柱的压力和垂直斜面的压力，则由几何关系可知
则每个小铁珠对钉柱产生的侧向压力为
BCD错误，A正确；
故选A。
6．D
【详解】
A．摩擦力和拉力大小关系不确定，故A错误；
B．如果小车匀速运动，则有
若小车加速，则有
若小车减速，则有
故B错误；
CD．取小车为研究对象，竖直方向合力为零，则有
解得
说明
故C错误，D正确。
故选D。
7．C
【详解】
A．设桥面的倾角为，汽车在桥面上运行时对桥面的压力
倾角越小，压力越大，A错误；
B．汽车沿桥面方向的下滑力
倾角越小，下滑力越小，B错误；
CD．汽车重力沿桥面方向的分力
倾角越小，重力沿桥面方向的分力越小，C正确，D错误。
故选C。
8．B
【详解】
ABCD．T1、T2及F构成了一个菱形，F是菱形的一条对角线，由几何关系可得
所以：
当F一定时，θ越大，轻杆受力越小，故A错误，B正确；
当θ一定时，F越大，轻杆受力越大，故C错误；
当θ=30°时，轻杆受力，故D错误。
故选B。
9．D
【详解】
光滑油桶C受力如图所示
把油桶C的重力G沿、的反方向进行分解，有图可知
即
图(4)中角最大，最小，可见最大。
故选D。
10．C
【详解】
如图所示
将作用在绳索中点的水平恒力F下分解到沿AO方向的拉力和沿BO方向的拉力，因
则有
由于
则
因此
代入数值得
故选C。
11．B
【详解】
物体所受的滑动摩擦力沿斜面向下，物体所受合力大小为
故选B。
12．A
【详解】
如图所示，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
故选A。
13．BCD
【详解】
已知力F的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，F=100N，由平行四边形定则可知，当F2垂直于F1 时候，另一个分力F2最小， ，所以F2一定大于等于50N，即BCD都是可能的．
综上所述本题答案是：BCD
14．BC
【详解】
AB．物体只受重力和支持力两个力，故A错误，B正确；
C．力FN、F1和F2的三个力的作用效果跟mg、FN两个力的效果相同，故C正确；
D． F1不是斜面作用在物体上使物体下滑的力，而是重力沿斜面向下的分力，F2不是物体对斜面的压力，因为物体对斜面的压力受力物体是斜面，不是物体，而F2作用在物体上，故D错误；
故选BC。
15．BCD
【详解】
将力分解成、两个分力，如图所示
由三角形定则可知，另一个分力的最小值为：
当时，只有唯一解；
当时，、、三矢量构不成三角形，故无解；
当时，可构成两个矢量三角形，有两解；
当时，可能构成两个矢量三角形，也可能只构成一个矢量三角形，不能确定是有一解，还是有两解；
A.与分析不符，故A错误；
B.与分析相符，故B正确；
C.与分析相符，故C正确；
D.与分析相符，故D正确。
16．变小
【解析】
对物体受力分析，受推力、重力、支持力和滑动摩擦力，如图：
根据竖直方向受力平衡条件，有N=G+Fsinα
摩擦力f=μN
当α变小时，支持力变小，滑动摩擦力变小．
17．变大 变小
【解析】
本题考查了力的分解．将重力分解为沿斜面方向的分力和垂直于斜面方向的分力，所以随着θ由0 变到90 ，F1变大；F2变小．此题借助于新颖的情景，考查了力的分解．理解了情景解题的难度就不大了．
18．(1)对挡板水平向左的压力和垂直对斜面的压力；(2)，
【详解】
(1)由于物体重力作用，物体对挡板和斜面产生的作用效果为对挡板水平向左的压力和垂直对斜面的压力。
(2)分解如下图
则有
19．（1）船在前进方向上获得的推力大小240N．
（2）船的侧面所受的推力大小320N．
【详解】
解：将力F进行分解，如图所示，
则有：F1=Fsin37°=400×0.6N=240N
F2=Fcos37°=400×0.8N=320N
答：（1）船在前进方向上获得的推力大小240N．
（2）船的侧面所受的推力大小320N．
【点评】考查应用平行四边形定则将力进行分解，运用三角函数列出等式．注意夹角的确定，同时风吹帆的力垂直于帆．
答案第1页，共2页
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