3.5力的分解 同步练习 (word版含答案)

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基础过关（教科版2019）
练习
一、单选题，共12小题
1．如图所示，一物块静止在倾角为的固定斜面上，物块所受的重力为。沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力，这两个方向上的分力分别为和。则分力、的大小分别为（　　）
A． B． C． D．
2．如图，重为G的圆球与两轻杆连接，轻杆与竖直墙壁间分别用A、B铰链连接，O为球心，将球的重力按作用效果分解，分力的方向应为（　　）
A．OA与OB方向 B．OB与OD方向
C．OC与OB方向 D．OC与OD方向
3．小刘同学用轻质圆规做了如图所示的小实验，其中圆规两脚A与B分别模拟横梁与斜梁，钥匙模拟重物。通过实验能说明：O点受到向下的力F产生的对横梁A与斜梁B的作用效果分别是（　　）
A．压力、拉力 B．压力、压力 C．拉力、拉力 D．拉力、压力
4．弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一，许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程，屈膝是其中的一个关键动作。如图所示，人屈膝下蹲时，膝关节弯曲的角度为θ，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，一物块受一恒力F作用，现要使该物块沿直线AB运动，应该再加上另一个力作用，则加上去的这个力的最小值为（　　）
A．Fcosθ B．Fsinθ C．Ftanθ D．
6．如图所示，、两光滑斜面相互垂直，与水平面成角。若把重为的球的重力按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为（　　）
A．， B．，
C．， D．，
7．下列说法中正确的是（　　）
A．速度、加速度是通过控制变量法获得定义的
B．匀速直线运动不是理想模型
C．平均速度体现了等效代的物理思想
D．力的合成是一种等效替代方法，而力的分解却不是
8．有一种多功能“人”字形折叠梯，其顶部用活页连在一起，在两梯中间某相对的位置用一轻绳系住，如图所示，可以通过调节绳子的长度来改变两梯的夹角。一质量为m的人站在梯子顶部，若梯子的质量及梯子与水平地面间的摩擦不计，整个装置处于静止状态，则（　　）
A．角越大，梯子对水平地面的作用力越大
B．角越大，梯子对水平地面的作用力越小
C．角越大，绳子的拉力越大
D．角越大，人对梯子的压力越大
9．表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，O、a、b、c、d等为网绳的结点，安全网水平张紧后，质量为m的运动员从高处落下，恰好落在O点上。该处下凹至最低点时，网绳、均为如图乙所示，此时O点受到向下的冲击力大小为4F，则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为（　　）
A．F B．2F C．4 F+mg D．
10．如图所示，某物流货场一与水平面夹角为θ的传送带逆时针匀速率转动。质量为m的货箱放在传送带上且相对传送带静止，已知货箱与传送带间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。下列有关货箱受到的摩擦力的说法正确的是（　　）
A．大小为mgsinθ，方向沿传送带向上
B．大小为mgsinθ，方向沿传送带向下
C．货箱可能不受传送带摩擦力的作用
D．大小为μmgcosθ，方向沿传送带向下
11．在竖直面内一个直角框架上通过两根相互垂直的绳子悬挂一个小球，如图所示，现让框架绕过O的垂直纸面方向的水平轴沿逆时针方向缓慢转动90°角，整个过程中装置始终在同一竖直平面内，则此过程中（　　）
A．OA杆上的绳拉力逐渐增大，OB杆上的绳拉力逐渐减小
B．OA杆上的绳拉力逐渐减小，OB杆上的绳拉力逐渐减小
C．OA杆上的绳拉力逐渐增大，OB杆上的绳拉力逐渐增大
D．OA杆上的绳拉力逐渐减小，OB杆上的绳拉力逐渐增大
12．如图所示为装卸工以水平向右的力沿斜面向上推货箱，假设斜面的倾角为，货箱与斜面间的动摩擦因数为，则货箱所受摩擦力为（　　）
A． B．
C． D．
二、多选题，共4小题
13．生活中拉链在很多衣服上应用，图中是衣服上拉链的一部分，当我们拉拉链的时候，拉头与拉链接触处呈三角形，使很难直接分开的拉链拉开，关于其中的物理原理，以下说法正确的是（　　）
A．拉开拉链的时候，三角形的物体增大了拉拉链的拉力
B．拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为两个较大的分力
C．拉开拉链的时候，三角形的物体将拉力分解为方向不同的两个分力
D．以上说法都不正确
14．如图所示，一个大人与一个小孩在河的两岸，沿河岸拉一条船前进，大人的拉力为 F1＝400 N，方向与 河中心线的夹角为 30°，若要大人小孩合力使船向正东方向行驶，下列说法正确的是（ ）
A．小孩施加的最小拉力为 200N
B．小孩施加的最小拉力为 N
C．小孩施加的最小拉力方向为正北
D．小孩施加的最小拉力方向为东偏北 60°
15．如图所示，光滑斜面上物体的重力mg分解为F1、F2两个力，下列说法中正确的是（　　）
A．F1是使物体下滑的力，F2是物体对斜面的压力
B．物体受到mg、FN、F1、F2四个力的作用
C．物体只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用
D．力FN、F1、F2三个力的作用效果与mg、FN两个力的作用效果相同
16．生活中的物理知识无处不在，如图所示是我们衣服上的拉链的一部分，在把拉链拉合的时候，我们可以看到有个三角形的东西在两链中间运动，使很难直接拉合的拉链很容易地拉合，关于其中的物理原理以下说法正确的是（ ）
A．在拉开拉链的时候，三角形的物体增大了分开两拉链的力
B．在拉开拉链的时候，三角形的物体只是为了将拉链分开并没有增大分开的力
C．合上拉链时，三角形的物体减小了的合上拉链的力
D．合上拉链时，三角形的物体增大了的合上拉链的力
三、填空题，共2小题
17．如图所示，斜面的倾角为θ，圆柱体质量为m。若把重力沿垂直于墙面和垂直于斜面两个方向分解，则重力垂直于斜面的分力大小为_______；垂直于墙面的分力大小为_______，已知重力加速度为g。
18．如图所示，物体静止于光滑水平面M上，力F作用于物体O点，现要使物体的合力沿着OO′的方向，（F和OO′都在M平面内），那么，必须同时再加一个力F′，这个力最小值是____________
四、解答题，共2小题
19．如图所示，质量为m的物块（三棱柱）静止在水平放置的斜面上，斜面的倾角为，通过将重力分解的方法求斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为多少。
20．把一个力分解为两个力和，已知合力为，与合力的方向的夹角为30°如图所示，若取某一数值，可使有两个大小不同的数值，则的取值范围是多少？
试卷第1页，共3页
参考答案
1．A
【详解】
斜面上物体的重力，按效果分解的力图如题目图。根据数学知识可知
，
故选A。
2．D
【详解】
将球的重力按作用效果分解，则分解为向左沿着OC方向拉杆的力与沿着OD方向压杆的力。故选D。
3．D
【详解】
ABCD．把绳子的拉力F沿着AO和BO的方向进行分解，分力即是力F对横梁A与斜梁B的作用。运用平行四边形定则进行分解可知，对横梁A产生了拉力的作用，对斜梁B产生了压力的作用，故ABC错误，D正确。
故选D。
4．D
【详解】
设大腿骨和小腿骨对膝关节的作用力大小为F1，已知它们之间的夹角为θ，F即为它们的合力的大小，作出平行四边形定则如图所示，有
F1cos
则脚掌对地面竖直向下的压力为
FN=F1sin
由牛顿第三定律可知脚掌所受地面竖直向上的弹力为
故D正确；ABC错误。
故选D。
5．B
【详解】
要使物块沿直线AB运动，应使合力沿AB方向，应用图解法，画出几种情况，如图所示，
当加上去的力与AB垂直时有最小值，该最小值为
故选B。
6．A
【详解】
对球所受重力进行分解，如图所示。
由几何关系得
故选A。
7．C
【详解】
A．速度、加速度是通过比值法定义的，A错误；
B．匀速直线运动是速度不变的直线运动，突出问题的主要因素、忽略次要因素，所以匀速直线运动是理想模型，B错误；
C．平均速度体现了等效替代的物理思想，C正确；
D．力的合成和分解都是属于等效替代方法定义的，D错误。
故选C。
8．C
【详解】
AB．对人和梯子整体，进行分析，有
根据牛顿第三定律，可知梯子对水平地面的作用力与水平地面对梯子的支持力等大，与角无关。故AB错误；
C．对一侧的梯子，受力分析有人给的沿梯子向下的压力，地面给竖直向上的支持力，绳子给的水平方向的拉力，如图
可知角越大，绳子的拉力越大。故C正确；
D．把人的重力分解成沿梯子的两个分力，有
可知，角越大，人对梯子的压力越小。故D错误。
故选C。
9．B
【详解】
由题可知，此时每根绳与水平方向的夹角为，设每根绳子张力为T，则有
解得，这时O点周围每根网绳承受的张力为
故选B。
10．A
【详解】
因为货箱放在传送带上相对传送带静止，即货箱受到的是静摩擦力，货箱有向下的运动趋势，静摩擦力的方向沿传送带向上，根据平衡，摩擦力大小为mgsinθ。
故选A。
11．A
【详解】
如图所示，设转动过程中绳与水平方向的夹角为，将小球重力向绳及绳方向分解，由物体的平衡条件可知
绳拉力
绳拉力
框架沿逆时针方向缓慢转动角的过程中，逐渐增大，所以绳拉力逐渐增大，绳拉力减小，A正确
故选A。
12．C
【详解】
对物体受力分析有
根据摩擦力公式得
故选C。
13．BC
【详解】
在拉开拉链的时候，三角形物体在两链间和拉链一起运动，手的拉力在三角形物体上产生了两个分力，而且方向不同，分力的大小大于拉力的大小，所以很难直接分开的拉链很容易拉开。
故选BC。
14．AC
【解析】
受力如图所示：
根据几何关系，，方向正北，故AC正确，BD错误．
15．CD
【详解】
A．F1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，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，A错误；
BC．物体只受重力和支持力两个力，F1、F2是重力的分效果，不是实际受到的力，B错误C正确；
D．力FN、F1、F2的三个力的作用效果跟mg、FN两个力的效果相同，D正确。
故选CD。
16．AD
【详解】
AB．在拉开拉链的时候，三角形物体在两链间和拉链一起运动，手的拉力在三角形物体上产生了两个分力，分力的大小大于拉力的大小，即三角形的物体增大了分开两拉链的力，所以将拉链很容易拉开，故A正确，B错误；
CD．合上拉链时，三角形的物体增大了的合上拉链的力，故C错误，D正确．
17． mgtanθ
【详解】
[1][2]物体与斜面和挡板接触，物体对斜面有垂直斜面向下的压力，对于挡板物体有垂直于挡板即水平的压力，所以按照重力产生的作用效果重力可分解为垂直于斜面的分力和水平方向的分力，以重力为对角线作出平行四边形可知，
根据几何关系可知，
垂直于斜面的分力大小是
垂直与墙面的分力大小是
N1=mgtanθ。
18．Fsinθ
【详解】
要使物体沿着OO′方向做加速运动，合力必须沿着OO′方向，根据三角形定则可知，合力的方向确定了，分力F的大小方向也是确定的，由F做OO′的垂线，此时的F′就是最小值，由三角形的知识可以求得最小值为
F′ = Fsinθ
点睛：物体从静止开始做匀加速直线运动，合力的方向和运动的方向是一样的，要使物体沿着OO′方向做加速运动，合力必须沿着OO′方向，根据三角形定则，可以求出此时最小的力F′。
19．，
【详解】
对物体受力分析:重力、支持力及摩擦力，作出受力图如图所示
三棱柱受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用而平衡，则
20．
【解析】
【详解】
如答图所示，以合力的箭头为圆心、以的大小为半径画圆弧与相交，分别得到如下几种情况：
（1）当时，圆弧与没有交点，无解．
（2）当时，圆弧与相切，有唯一交点P，且此时最小，可得，如答图所示．
（3）当时，圆弧与有两个交点M、N，即有两个解，可见的某一数值对应着的两个不同的数值，如答图所示．
（4）当时，圆弧与只有一个交点，只有唯一解，如答图所示．
由以上讨论可知，的取值范围为．
答案第1页，共2页
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