3.3力的分解 同步练习基础过关-2021-2022学年高一上学期物理沪科版（2020）必修第一册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 3.3力的分解 同步练习基础过关-2021-2022学年高一上学期物理沪科版（2020）必修第一册（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 557.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 其它版本 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-11-16 19:33:51 | ||
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文档简介
第三章相互作用与力的平衡--第三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（沪科版2020）
练习
一、单选题，共10小题
1．当直升机倾斜飞行时，螺旋桨产生的升力垂直于机身，升力与竖直方向的夹角为.现沿水平和竖直两个方向分解力，如图所示.下列说法中正确的是
A．水平分力大小为
B．水平分力大小为
C．竖直分力大小为
D．竖直分力大小为
2．物体静止在光滑的水平面上，力F作用于物体的中心O上，如图为俯视图，现要使合力沿OO′方向，那么，必须同时再加一个力，这个力的最小值是（ ）
A．Fcosθ B．Fsinθ C．Ftgθ D．Fctgθ
3．如图所示，用绳将重为G的球挂在光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为θ，则（ ）
A．球对墙的压力大小Gtan θ
B．球对墙的压力的方向垂直墙面向右
C．绳子中的张力大小为Gsin θ
D．绳子中的张力的方向沿绳子拉伸的方向
4．两个共点力F1=5N、F2=3N，保持F1的大小和方向都不变，F2的大小不变、方向可以改变，当它们的合力方向与F1方向间的夹角最大时，合力的大小为
A．3N B．4N C．5N D．8N
5．放在斜面上的物体，所受重力G可以分解为使物体沿斜面向下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分力F2，当斜面倾角增大时( )
A．F1和F2都增大
B．F1和F2都减小
C．F1增大，F2减小
D．F1减小，F2增大
6．某质点在同一平面内受到三个共点力，它们的大小和方向如图所示. 这三个力的合力方向为
A．沿着x轴正方向
B．沿着x轴负方向
C．沿着y轴正方向
D．沿着y轴负方向
7．两个共点力的合力大小为6N，已知其中一个分力的大小为4N，则另一个分力的大小可能为（ ）
A．12N B．8N
C．1N D．0N
8．如图所示，舰载机保持牵引力F大小不变，在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止，此时阻拦索夹角θ＝120°，空气阻力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为
A．2F B．F C．F D．
9．在日常生活中，力的分解有着广泛的应用，如甲图为斧子把木头劈开的图，已知两个侧面之间的夹角为，斧子对木头施加一个向下的力F时，产生了大小相等的两个侧向分力、，由乙图可得下列关系正确的是
A． B．
C． D．
10．下列对物体重力分解错误的是
A． B． C． D．
二、多选题，共2小题
11．如图所示，水平地面上放着一个画架，它的前支架是固定而后支架可前后移动，画架上静止放着一幅重为G的画，下列说法正确的是（ ）
A．画架对画的作用力大于G
B．画架对画的作用力等于G
C．若后支架缓慢向后退则画架对画作用力变大
D．若后支架缓慢向后退则画架对画作用力不变
12．用绳AC和BC吊起一重物处于静止状态，如图所示．若AC能承受的最大拉力为150 N，BC能承受的最大拉力为105 N．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．那么，下列不正确的说法是( )
A．当重物的重力为150 N时，AC、BC都不断，AC拉力比BC拉力小
B．当重物的重力为150 N时，AC、BC都不断，AC拉力比BC拉力大
C．当重物的重力为175 N时，AC不断、BC刚好断
D．当重物的重力为200 N时，AC断、BC不断
三、填空题，共2小题
13．将18N竖直向下的力分解为两个力，其中一个沿水平方向，另一个和竖直方向成30°角，那么水平方向分力为_____N，和竖直方向成30°角的分力为______N．
14．将一个30N的力进行分解，其中一个分力的方向与这个力成30°角，另一个分力的最小值为__N。
四、解答题，共2小题
15．如图所示的装置处于静止状态.已知A、B两点在同一水平面上，轻绳OA、OB与水平方向的夹角分别为，物体所受重力为 G，求：物体的重力沿AB、CD方向的分力大小．
16．小宁旅游途中听艄工说，帆船在逆风的情况下仍能靠风力行驶。回到学校后，小宁请教物理老师，老师说：“在一定条件下是可以实现的。”老师还解释道：“风是空气的流动。把空气看成一群弹性小球，风吹向帆面，可以看成小球跟帆面发生了弹性碰撞，会形成一个垂直于帆面的压力……
（1）请根据老师的解释，在图中画出风吹向帆面时对帆面形成的压力。
（2）将这个压力进行分解，并据此解释逆风时帆船也能前进的道理。
（3）有条件的话，用较光滑的平板、小车（在车上安装个风帆）、电风扇等器材，做个模拟试验。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【分析】
合力与分力遵循平行四边形定则，根据平行四边形定则分解后根据几何关系列式求解即可．
【详解】
将力F分解为两个相互垂直的分力，其中沿水平方向的分力大小为：Fx=Fsinθ．竖直分力大小为Fy=Fcosθ，故C正确，ABD错误；故选C.
【点睛】
本题是已知合力和两个分力的方向，分解具有唯一性，作图后，根据几何关系求解．
2．B
【详解】
要使物体沿着 方向做加速运动,合力必须沿着方向,根据三角形定则可以知道,合力的方向确定了,分力F的大小方向也确定了
,
由F做的垂线,此时的F'就是最小值,再由三角形的知识可以求得最小值为Fsinθ,
故B正确
故选B
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 方向做加速运动,合力必须沿着方向,根据三角形定则,可以求出此时最小的力.
3．A
【详解】
将球受到的重力进行分解，重力产生两个效果。第一，使绳绷紧产生形变，由于绳的形变沿绳的方向，故重力作用的这个效果用重力沿绳方向的分力G1来表示；第二，重力作用使球水平向左挤压竖直墙面，使墙产生形变，重力的这一效果用垂直接触面的分力G2表示，作出平行四边形。
球处于平衡态，由力的平行四边形定则得，球对墙的压力大小
F1=G2=Gtan θ
方向垂直墙面向左；
绳子中的张力大小
F2=G1=
方向沿绳子收缩的方向。
故选A。
4．B
【详解】
试题分析：如上图所示，以F1的终点为圆心，以F2的大小为半径画圆．则从F1起点到这个半圆上的就是合力F．只有当F2和F垂直的时候，F与F1的夹角最大．根据勾股定理可求出合力为4N，故B正确．
考点：本题考查力的分解
5．C
【分析】
斜面上物体的重力，按效果分解为为平行于斜面使物体下滑的分力 F1和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2，作出力的分解图，由数学知识求出两个分力的大小.
【详解】
斜面上物体的重力，按效果分解的力图如图．
根据数学知识可知：F1=Gsinθ，F2=Gcosθ．当斜面倾角增大时，则F1增大，F2减小，故C正确，ABD错误；故选C．
【点睛】
本题考查运用数学知识处理物理问题的能力，比较简单．对于力的分解，关键确定力的作用效果，定出两个分力的方向．
6．A
【详解】
由图F1、F2的方向沿坐标轴，根据平行四边形定则知，将F3分解F3x＝ 20×sin60°＝ 10N；F3y=20×cos60°=10N；所以：Fx＝F2+F3x＝20 10≈2.68N；Fy=F3y-F1=10-10=0N；可知三个力的合力沿x轴的正方向，大小为2.68N；
A. 沿着x轴正方向，与结论相符，选项A正确；
B. 沿着x轴负方向，与结论不相符，选项B错误；
C. 沿着y轴正方向，与结论不相符，选项C错误；
D. 沿着y轴负方向，与结论不相符，选项D错误；
7．B
【详解】
有两个共点力的合力大小为6N，若其中一个分为大小为4N，另一个分力的大小应在2N≤F≤10N范围，所以可能为8N;故选B.
【点睛】
本题求解分力的范围与确定两个力的合力范围方法相同．基本题．也可以采用代入法，将各个选项代入题干检验，选择符合题意的．
8．C
【详解】
试题分析：根据平行四边形定则得，因为它们之间的夹角是120°，又因两个力的大小均为F，所以F合=F，故C正确，ABD错误．故选C.
考点：力的合成
【名师点睛】解决本题的关键知道合力与分力遵循平行四边形定则；注意两个等大的互成1200角的两个力的合力与分力相等.
9．A
【详解】
选斧子为研究对象，斧子对木头施加一个向下的力F，其作用效果与沿斧子的斜面垂直向下方向分解的分力和的作用效果是相同的，力F的分解如图：
则：，
因此有：，故A正确，B,C,D错误；故选A．
【点睛】
对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可．
10．C
【详解】
试题分析： C选项中重力由两个分解效果：一是垂直于斜面压紧斜面的力G2,二是垂直于竖直面，压紧竖直面的力G1．G1方向错误，C错．
考点：力的分解．
【名师点睛】力的效果分解法
(1)根据力的实际作用效果确定两个分力的方向．
(2)根据两个分力的方向作出力的平行四边形或三角形．
(3)利用数学知识解三角形，分析、计算分力的大小．
11．BD
【分析】
画处于静止状态，受力平衡，对画进行受力分析，根据平衡条件列式即可求解。
【详解】
AB．画处于静止状态，受到重力和画架对画的作用力，受力平衡，所以画架对画的作用力大小等于重力G，故B正确，A错误；
CD．若后支架向前移动稍许后，画仍然处于平衡状态，画架对画的作用力大小仍然等于重力G，不变，故D正确，C错误。
故选BD。
12．ACD
【分析】
对结点受力分析后，应用平衡条件求解出AC绳和BC绳上的拉力关系，根据两绳所能承受的最大拉力判断谁先断，按照最小的求解即可．
【详解】
A、B项：取C点为研究对象进行受力分析如图所示：
当重物的重力为150N时，AC拉力为：T1=mgcos37°=120N＜150N
BC拉力为：T2=mgcos53°=90N＜105N
即当重物的重力为150N时，AC、BC都不断，且AC拉力比BC拉力大，故A错误，B正确；
C项：当重力为175N时，假设绳子不断时，AC拉力为：T1=mgcos37°=140N
BC拉力为：T2=mgcos53°=175×0.6N=105N，所以BC绳刚好先断，BC断后AC要承担的拉力为175N会断，故C错误；
D项：由前面分析可知当重物的重力为200N时，BC一定会断，BC断后AC要承担的拉力为200N最终也会断，故D错误．
本题选不正确的，故选ACD．
【点睛】
本题为平衡条件的应用，正确受力分析、作出力图后根据临界条件列式，再进行判断即可．
13．
【详解】
解：根据平行四边形定则，已知一个分力沿水平方向，做出平行四边形如图所示，由图形可知另一个分力F2的大小为：
F2==12 N
F1=Ftan30°=6N．
故答案为6，12．
【点评】
力的合成与分解都遵守平行四边形定则，合力可能大于分力的大小也可能小于分力的大小，这是矢量运算的特点．
14．15
【详解】
如图，合力为F=30 N，θ=30°，由三角形法则可知：当F2垂直F1时，F2有最小值，最小值为
F2min=Fsin θ=30×sin30° N =15 N
所以另一个分力的最小值为15 N。
15．，
【详解】
将物体的重力按平行四边形定则进行分解，如图
（1）沿AB方向的分力为
（2）沿CD方向的分力为
16．（1）见解析；（2）见解析
【详解】
（1）风吹向帆面，会形成一个垂直于帆面的压力，如下图所示
（2）将该压力沿航向和垂直于航向分解，如下图
压力有沿航向方向的分力，故逆风时帆船也能前进。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
练习
一、单选题，共10小题
1．当直升机倾斜飞行时，螺旋桨产生的升力垂直于机身，升力与竖直方向的夹角为.现沿水平和竖直两个方向分解力，如图所示.下列说法中正确的是
A．水平分力大小为
B．水平分力大小为
C．竖直分力大小为
D．竖直分力大小为
2．物体静止在光滑的水平面上，力F作用于物体的中心O上，如图为俯视图，现要使合力沿OO′方向，那么，必须同时再加一个力，这个力的最小值是（ ）
A．Fcosθ B．Fsinθ C．Ftgθ D．Fctgθ
3．如图所示，用绳将重为G的球挂在光滑墙上，绳与竖直墙的夹角为θ，则（ ）
A．球对墙的压力大小Gtan θ
B．球对墙的压力的方向垂直墙面向右
C．绳子中的张力大小为Gsin θ
D．绳子中的张力的方向沿绳子拉伸的方向
4．两个共点力F1=5N、F2=3N，保持F1的大小和方向都不变，F2的大小不变、方向可以改变，当它们的合力方向与F1方向间的夹角最大时，合力的大小为
A．3N B．4N C．5N D．8N
5．放在斜面上的物体，所受重力G可以分解为使物体沿斜面向下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分力F2，当斜面倾角增大时( )
A．F1和F2都增大
B．F1和F2都减小
C．F1增大，F2减小
D．F1减小，F2增大
6．某质点在同一平面内受到三个共点力，它们的大小和方向如图所示. 这三个力的合力方向为
A．沿着x轴正方向
B．沿着x轴负方向
C．沿着y轴正方向
D．沿着y轴负方向
7．两个共点力的合力大小为6N，已知其中一个分力的大小为4N，则另一个分力的大小可能为（ ）
A．12N B．8N
C．1N D．0N
8．如图所示，舰载机保持牵引力F大小不变，在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止，此时阻拦索夹角θ＝120°，空气阻力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为
A．2F B．F C．F D．
9．在日常生活中，力的分解有着广泛的应用，如甲图为斧子把木头劈开的图，已知两个侧面之间的夹角为，斧子对木头施加一个向下的力F时，产生了大小相等的两个侧向分力、，由乙图可得下列关系正确的是
A． B．
C． D．
10．下列对物体重力分解错误的是
A． B． C． D．
二、多选题，共2小题
11．如图所示，水平地面上放着一个画架，它的前支架是固定而后支架可前后移动，画架上静止放着一幅重为G的画，下列说法正确的是（ ）
A．画架对画的作用力大于G
B．画架对画的作用力等于G
C．若后支架缓慢向后退则画架对画作用力变大
D．若后支架缓慢向后退则画架对画作用力不变
12．用绳AC和BC吊起一重物处于静止状态，如图所示．若AC能承受的最大拉力为150 N，BC能承受的最大拉力为105 N．(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．那么，下列不正确的说法是( )
A．当重物的重力为150 N时，AC、BC都不断，AC拉力比BC拉力小
B．当重物的重力为150 N时，AC、BC都不断，AC拉力比BC拉力大
C．当重物的重力为175 N时，AC不断、BC刚好断
D．当重物的重力为200 N时，AC断、BC不断
三、填空题，共2小题
13．将18N竖直向下的力分解为两个力，其中一个沿水平方向，另一个和竖直方向成30°角，那么水平方向分力为_____N，和竖直方向成30°角的分力为______N．
14．将一个30N的力进行分解，其中一个分力的方向与这个力成30°角，另一个分力的最小值为__N。
四、解答题，共2小题
15．如图所示的装置处于静止状态.已知A、B两点在同一水平面上，轻绳OA、OB与水平方向的夹角分别为，物体所受重力为 G，求：物体的重力沿AB、CD方向的分力大小．
16．小宁旅游途中听艄工说，帆船在逆风的情况下仍能靠风力行驶。回到学校后，小宁请教物理老师，老师说：“在一定条件下是可以实现的。”老师还解释道：“风是空气的流动。把空气看成一群弹性小球，风吹向帆面，可以看成小球跟帆面发生了弹性碰撞，会形成一个垂直于帆面的压力……
（1）请根据老师的解释，在图中画出风吹向帆面时对帆面形成的压力。
（2）将这个压力进行分解，并据此解释逆风时帆船也能前进的道理。
（3）有条件的话，用较光滑的平板、小车（在车上安装个风帆）、电风扇等器材，做个模拟试验。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．C
【分析】
合力与分力遵循平行四边形定则，根据平行四边形定则分解后根据几何关系列式求解即可．
【详解】
将力F分解为两个相互垂直的分力，其中沿水平方向的分力大小为：Fx=Fsinθ．竖直分力大小为Fy=Fcosθ，故C正确，ABD错误；故选C.
【点睛】
本题是已知合力和两个分力的方向，分解具有唯一性，作图后，根据几何关系求解．
2．B
【详解】
要使物体沿着 方向做加速运动,合力必须沿着方向,根据三角形定则可以知道,合力的方向确定了,分力F的大小方向也确定了
,
由F做的垂线,此时的F'就是最小值,再由三角形的知识可以求得最小值为Fsinθ,
故B正确
故选B
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 方向做加速运动,合力必须沿着方向,根据三角形定则,可以求出此时最小的力.
3．A
【详解】
将球受到的重力进行分解，重力产生两个效果。第一，使绳绷紧产生形变，由于绳的形变沿绳的方向，故重力作用的这个效果用重力沿绳方向的分力G1来表示；第二，重力作用使球水平向左挤压竖直墙面，使墙产生形变，重力的这一效果用垂直接触面的分力G2表示，作出平行四边形。
球处于平衡态，由力的平行四边形定则得，球对墙的压力大小
F1=G2=Gtan θ
方向垂直墙面向左；
绳子中的张力大小
F2=G1=
方向沿绳子收缩的方向。
故选A。
4．B
【详解】
试题分析：如上图所示，以F1的终点为圆心，以F2的大小为半径画圆．则从F1起点到这个半圆上的就是合力F．只有当F2和F垂直的时候，F与F1的夹角最大．根据勾股定理可求出合力为4N，故B正确．
考点：本题考查力的分解
5．C
【分析】
斜面上物体的重力，按效果分解为为平行于斜面使物体下滑的分力 F1和垂直于斜面使物体紧压斜面的分力F2，作出力的分解图，由数学知识求出两个分力的大小.
【详解】
斜面上物体的重力，按效果分解的力图如图．
根据数学知识可知：F1=Gsinθ，F2=Gcosθ．当斜面倾角增大时，则F1增大，F2减小，故C正确，ABD错误；故选C．
【点睛】
本题考查运用数学知识处理物理问题的能力，比较简单．对于力的分解，关键确定力的作用效果，定出两个分力的方向．
6．A
【详解】
由图F1、F2的方向沿坐标轴，根据平行四边形定则知，将F3分解F3x＝ 20×sin60°＝ 10N；F3y=20×cos60°=10N；所以：Fx＝F2+F3x＝20 10≈2.68N；Fy=F3y-F1=10-10=0N；可知三个力的合力沿x轴的正方向，大小为2.68N；
A. 沿着x轴正方向，与结论相符，选项A正确；
B. 沿着x轴负方向，与结论不相符，选项B错误；
C. 沿着y轴正方向，与结论不相符，选项C错误；
D. 沿着y轴负方向，与结论不相符，选项D错误；
7．B
【详解】
有两个共点力的合力大小为6N，若其中一个分为大小为4N，另一个分力的大小应在2N≤F≤10N范围，所以可能为8N;故选B.
【点睛】
本题求解分力的范围与确定两个力的合力范围方法相同．基本题．也可以采用代入法，将各个选项代入题干检验，选择符合题意的．
8．C
【详解】
试题分析：根据平行四边形定则得，因为它们之间的夹角是120°，又因两个力的大小均为F，所以F合=F，故C正确，ABD错误．故选C.
考点：力的合成
【名师点睛】解决本题的关键知道合力与分力遵循平行四边形定则；注意两个等大的互成1200角的两个力的合力与分力相等.
9．A
【详解】
选斧子为研究对象，斧子对木头施加一个向下的力F，其作用效果与沿斧子的斜面垂直向下方向分解的分力和的作用效果是相同的，力F的分解如图：
则：，
因此有：，故A正确，B,C,D错误；故选A．
【点睛】
对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可．
10．C
【详解】
试题分析： C选项中重力由两个分解效果：一是垂直于斜面压紧斜面的力G2,二是垂直于竖直面，压紧竖直面的力G1．G1方向错误，C错．
考点：力的分解．
【名师点睛】力的效果分解法
(1)根据力的实际作用效果确定两个分力的方向．
(2)根据两个分力的方向作出力的平行四边形或三角形．
(3)利用数学知识解三角形，分析、计算分力的大小．
11．BD
【分析】
画处于静止状态，受力平衡，对画进行受力分析，根据平衡条件列式即可求解。
【详解】
AB．画处于静止状态，受到重力和画架对画的作用力，受力平衡，所以画架对画的作用力大小等于重力G，故B正确，A错误；
CD．若后支架向前移动稍许后，画仍然处于平衡状态，画架对画的作用力大小仍然等于重力G，不变，故D正确，C错误。
故选BD。
12．ACD
【分析】
对结点受力分析后，应用平衡条件求解出AC绳和BC绳上的拉力关系，根据两绳所能承受的最大拉力判断谁先断，按照最小的求解即可．
【详解】
A、B项：取C点为研究对象进行受力分析如图所示：
当重物的重力为150N时，AC拉力为：T1=mgcos37°=120N＜150N
BC拉力为：T2=mgcos53°=90N＜105N
即当重物的重力为150N时，AC、BC都不断，且AC拉力比BC拉力大，故A错误，B正确；
C项：当重力为175N时，假设绳子不断时，AC拉力为：T1=mgcos37°=140N
BC拉力为：T2=mgcos53°=175×0.6N=105N，所以BC绳刚好先断，BC断后AC要承担的拉力为175N会断，故C错误；
D项：由前面分析可知当重物的重力为200N时，BC一定会断，BC断后AC要承担的拉力为200N最终也会断，故D错误．
本题选不正确的，故选ACD．
【点睛】
本题为平衡条件的应用，正确受力分析、作出力图后根据临界条件列式，再进行判断即可．
13．
【详解】
解：根据平行四边形定则，已知一个分力沿水平方向，做出平行四边形如图所示，由图形可知另一个分力F2的大小为：
F2==12 N
F1=Ftan30°=6N．
故答案为6，12．
【点评】
力的合成与分解都遵守平行四边形定则，合力可能大于分力的大小也可能小于分力的大小，这是矢量运算的特点．
14．15
【详解】
如图，合力为F=30 N，θ=30°，由三角形法则可知：当F2垂直F1时，F2有最小值，最小值为
F2min=Fsin θ=30×sin30° N =15 N
所以另一个分力的最小值为15 N。
15．，
【详解】
将物体的重力按平行四边形定则进行分解，如图
（1）沿AB方向的分力为
（2）沿CD方向的分力为
16．（1）见解析；（2）见解析
【详解】
（1）风吹向帆面，会形成一个垂直于帆面的压力，如下图所示
（2）将该压力沿航向和垂直于航向分解，如下图
压力有沿航向方向的分力，故逆风时帆船也能前进。答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
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