3.3力的分解课后练习能力提升（word版含答案）

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课后练习能力提升（沪科版2020）
练习
一、单选题，共12小题
1．已知力F=20N，它的一个分力F1跟F成30度角，另一个分力F2的大小为10N，则F1的大小是（ ）
A．10N B． C．20N D．30N
2．力的合成和分解在生产和生活中有着重要的作用，下列说法中正确的是（　　）
A．高大的桥要建很长的引桥，减小斜面的倾角，是为了减小汽车重力平行于桥面的分力，达到行车方便和安全的目的
B．幼儿园的滑梯很陡，是为了增加小孩滑滑梯时受到的重力，使小孩下滑得更快
C．运动员做引体向上（缓慢上升）动作时，双臂张开很大的角度时要比双臂竖直平行时学得手臂用力大，是因为张开手臂产生的合力增大的缘故
D．斜劈顶角越小越容易钉进物体，是因为斜劈顶角越小，劈面给物体的力越小
3．在一块长木板上放一铁块，当把长木板从水平位置绕一端缓缓抬起时，铁块所受的摩擦力(　　)
A．随倾角θ的增大而减小
B．在开始滑动前，随θ角的增大而增大，滑动后，随θ角的增大而减小
C．在开始滑动前，随θ角的增大而减小，滑动后，随θ角的增大而增大
D．在开始滑动前保持不变，滑动后，随θ角的增大而减小
4．如图所示，质量为m的木块受到与水平面夹角为θ的力F的作用，在水平地面上做匀速直线运动，则木块与地面之间的动摩擦因数μ为（ ）
A． B． C． D．tanθ
5．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，在把拉链拉开的时候，我们可以看到有一个三角形的东西在两链中间运动，使很难直接分开的拉链容易地拉开，关于其中的物理原理以下说法中正确的是( )
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．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拉链的力
C．拉开拉链时，三角形的物体增大了分开拉链的力，但合上拉链时减小了合上的力
D．以上说法都不正确
6．如图所示，一重力为G的物体静止在倾角为θ的斜面上，沿平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解重力G，这两个方向上的分力分别为F1和F2．则分力F2的大小为
A．G
B．
C．
D．
7．如图所示，加在同一物体上的两个力F1、F2．F1=18N，方向向右；F2=24N，方向向左．现加第三个力F3，使三个力的合力为零，则第三个力F3的大小和方向是 （ ）
A．6N，方向向左 B．6N，方向向右
C．42N，方向向左 D．42N，方向向右
8．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，现要使物体沿着方向做匀加速运动和都在M平面内，那么必须同时再加一个力，这个力的最小值为　　
A． B． C． D．
9．如图所示，AO、BO、CO是完全相同的三条绳子，将一根均匀的钢梁吊起．当钢梁足够重时，结果AO先断，则
A．α>120° B．α<120°
C．α＝120° D．无法确定
10．将三根伸长可不计的轻绳AB、BC、CD如图连接，现在B点悬挂一个质量为m的重物，为使BC绳保持水平且AB绳、CD绳与水平天花板夹角分别为60o与30o，需在C点再施加一作用力，则该力的最小值为（ ）
A． B． C． D．
11．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．
二、多选题，共3小题
12．将一个大小为10N的力分解为两个分力，如果已知其中的一个分力的大小为15N，则另一个分力的大小可能是（ ）
A．4 N B．8 N C．12 N D．16 N
13．已知力F的一个分力F1跟F成30°角，大小未知，另一个分力F2的大小为F，方向未知。则F1的大小不可能是（　　）
A．F B．F
C．F D．F
14．如图所示,A、B为两个相同的双向力传感器,该型号传感器在受到拉力时读数为正,受到压力时读数为负．A连接质量不计的细绳,可沿固定的圆弧形轨道移动．B固定不动,通过光滑铰链连接长为0.3m的轻杆．将细绳连接在杆右端O点构成支架．始终保持杆水平,绳与杆的夹角∠AOB用θ表示．用另一绳在O点悬挂一个钩码,两个传感器的读数用F1、F2表示．移动传感器A改变θ,F1、F2的数值相应地发生变化,如表所示,(g=10m/s2)则( )
F1 1.001 0.580 1.002
F2 -0.868 -0.291 0.865
θ 30° 60° 150°
A．A传感器对应的表中力F1
B．B传感器对应的表中力F1
C．钩码质量为0.05 kg
D．钩码质量为0.2 kg
三、填空题，共2小题
15．求一个力的分力，叫力的分解，分解力必须遵循__________定则，分解力时通常按______________分解．
16．三个共点力，F1=5N，F2＝10N，F3＝15N，θ=60°，则它们的x轴分量的合力为______，y轴分量的合力为______，合力大小______，方向与x轴正方向的夹角为______．
四、解答题，共2小题
17．一个所受重力为的木箱，放在倾角为的斜面上。在研究重力产生的效果时，有两位同学分别画出如图所示的两种分解方法。请对这两种分解方法作一评价。
18．如图所示，匈牙利的一位大力士曾创造过用牙齿拉动载重汽车的纪录。现设一辆载重汽车的质量为，大力士牙齿的拉力为，绳子与地面的夹角为，则牵引汽车向前的力为多大？
试卷第2页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．B
【详解】
因为垂直段最短，知当分力F2与分力F1垂直时，F2最小。如图
则
根据三角函数可知，F1的大小是，故B正确，ACD错误。
故选B。
2．A
【详解】
A．减小斜面倾角，则汽车的重力沿斜面向下的分力也减小，从而保证行车方便和安全，故A正确；
B．小孩的重力只与小孩的质量和重力加速度有关，与滑梯坡度无关，故B错误；
C．运动员手臂的合力大小一直等于其重力，手臂夹角增大时，为了保证合力不变，手臂上的力增大，故C错误；
D．设劈背的宽度是d，劈的侧面的长度是L，将作用在劈背上力F分解为两个分力，且与劈的两个侧面垂直，根据对称性，两分力大小相等，则以为为邻边的平行四边形就是一个菱形，如图所示
因为菱形的对角线互相垂直且平分，所以根据三角形相似
解得
在L、F不变的情况下，两个侧面之间的夹角越小，即d越小，越大，越容易钉进物体，故D错误。
故选A。
3．B
【详解】
解：在滑动前，铁块所受的摩擦力为静摩擦力，根据平衡有：f=mgsinθ，当θ增大时，静摩擦力增大．
滑动后，铁块所受的摩擦力为滑动摩擦力，根据f=μmgcosθ知，θ增大时，滑动摩擦力减小．故B正确，A、C、D错误．
故选B．
【点评】在分析摩擦力时应注意先分析是动摩擦力还是静摩擦力，然后再根据不同摩擦力的求法进行列式分析即可得出结论．
4．A
【详解】
试题分析：由于物体做匀速运动，对物体受力分析知，水平方向 Fcosθ=f，竖直方向 FN=mg+Fsinθ，滑动摩擦力 f=μFN=μ（mg+Fsinθ）．所以 故选A．
考点：静态平衡问题．
5．A
【详解】
在拉开拉链的时候，三角形物体在两链间运动，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，所以很难直接分开的拉链很容易拉开，故A正确，BCD错误．
6．C
【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：
F1=Gsinθ,F2=Gcosθ
A. G与分析不符，A错误
B. 与分析不符，B错误
C. 与分析相符，C正确
D. 与分析不符，D错误
7．B
【详解】
和的合力大小为6N，方向向左，要使物体合力为零，则第三个力闭合与的合力等大反向，故的大小为6N，方向水平向右，B正确．
8．C
【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的大小方向也确定了，由F做OO＇的垂线，此时的就是最小值，再由三角形的知识可以求得最小值为，所以C正确．故选C．
9．B
【详解】
OA绳拉力FA的两个分力沿OB、OC绳向上，大小等于OB、OC绳的拉力FB、FC，如图所示．若OA先断则说明FA>FB(FB＝FC)，故α<120°，B正确．
10．D
【详解】
对B点，由平衡可知
解得
对C点分析，CD的拉力方向一定，则当外力的方向与CD垂直时，外力F最小，根据平行四边形定则知
故选D。
11．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．
12．BCD
【详解】
解：有两个共点力的合力大小为10N，若其中一个分为大小为15N，另一个分力的大小应在5N≤F≤25N范围，所以可能为BCD．
故选BCD．
【点评】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．
13．BD
【详解】
根据力的合成关系由三角形定则可知，两分力与合力可构成一个闭合的三角形，由于
所以有两种情况，如图所示
由几何关系可得
所以AC正确，不符合题意；BD错误，符合题意；
故选BD。
14．AC
【详解】
设钩码对点O产生竖直向下的拉力为F,当θ为锐角时,该力作用在O点产生两个效果,一个是沿AO方向拉细绳,另一个则是沿OB方向压杆,而当θ为钝角时,F对细绳和杆都产生拉力,所以A传感器对应的是表格中的力F1，故A正确，B错误；
如图为θ=30°时力F的分解示意图,由图可知,mg=F1cos60°,故m=..=0.05kg，故C项正确，D项错误．
15．平行四边形 力的作用效果
【详解】
求一个力的分力，叫力的分解，分解力必须遵循平行四边形定则，分解力时通常按力的作用效果分解．
16．15N； ； ； ；
【详解】
合力在x轴上的分量，合力在y轴上的分量为，合力，合力方向跟x轴正方向的夹角为，则有，解得
答案：
17．见解析
【详解】
从力的分解所遵循的平行四边形定则来看，这两种分解方法都可以。但考虑到斜面上物体所受重力的作用效果时，左图所示的方法更为合理。
生活经验告诉我们，放在斜面上的物体，在重力作用下，既会顺势下滑，又对斜面施加着向下压的作用（如下图）因此，应该把重力沿着平行于斜面和垂直于斜面的两个方向分解。这两个分力互相垂直，根据数学知识，很容易算出它们的大小
由此可见，放在斜面上的物体对斜面压力的大小不等于物体所受的重力，而且随着倾角的增大，垂直于斜面的分力逐渐减小，沿着斜面的分力则逐渐增大。
18．
【详解】
牵引汽车向前的力为大力士牙齿的拉力沿水平方向的分力，即
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页