3.3 力的分解 同步练习—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）

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能力提升（沪科版2020）
练习
一、单选题，共12小题
1．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
2．两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
3．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．当用强磁场吸引防资扣的顶部时，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刚好是90°，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．F B．F C．F D．F
4．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．
5．下图中按力的作用效果分解正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
6．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．
7．下列关于力的说法正确的是
A．力是物体对物体的作用，所以发生力的作用必须相互接触
B．物体受到的几个共点力的合力一定大于每一个分力
C．一个2N的力可以分解为7N和6N的两个力
D．一个物体静止在斜面上，物体所受重力沿垂直斜面方向上的分量就是物体对斜面的压力
8．如图所示，已知合力F=60N，一个分力沿OC方向与F成30°角，在下列各值中，哪个不可能是F的另一个分力的大小（　　）
A．25N B．35N C．300N D．45N
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．把一个力分解为两个力时（　　）
A．一个分力变大时，另一个分力一定要变小
B．两个分力不能同时变大
C．无论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的一半
D．无论如何分解，两个分力不能同时等于这个力
11．如图所示，拖拉机拉着耙耕地，拉力F与水平方向成角，若将该力沿水平和竖直方向分解，则它的水平分力为　　
A． B． C． D．
12．2021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
二、多选题，共3小题
13．把一个已知力F分解，要求其中一个分力F1跟F成30°，而大小未知；另一个分力F2＝F，但方向未知，则F1的大小可能是(　　)
A． B．F C．F D．F
14．如图所示，一个重为15N的重锤，用细线悬挂在O点，现在用力F拉砝码，使悬线偏离竖直方向时处于静止状态，此时所用拉力F的值可能为（）
A．7.5N B． C． D．12.0N
15．把一个力分解为两个力的时候
A．无论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的一半
B．无论如何分解，两个分力不能同时大于这个力的2倍
C．两个分力有可能同时变大
D．一个分力变大时，另一个分力一定要变小
三、填空题，共2小题
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______．
17．一个力的大小为36N，它的一个分力F1与它的夹角为30°，则它的另一个分力F2的最小值为_____．
四、解答题，共2小题
18．如图，接触面均光滑，球处于静止， 球的重力为G=40N，斜面倾角θ=370 求:球对斜面的压力和球对竖直挡板的压力（cos.37°=0. 8，sin37°=0. 6)
19．如图所示，一个质量为10N的小球放在光滑斜面和光滑挡板之间，处于静止状态，斜面与挡板垂直，斜面的倾角为30°，求：
（1）小球所受斜面的支持力大小；
（2）小球所受挡板支持力大小．
试卷第2页，共2页
试卷第1页，共1页
参考答案
1．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。
2．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．
3．C
【详解】
以一个铁珠为研究对象，将力F按照作用效果分解如图所示：
由几何关系可得小铁球对钉柱产生的侧向压力为：
．
故选C．
4．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
5．A
【详解】
力F的作用效果，如图所示，故A正确；
物体的重力，按效果分解成一个垂直接触面的力，与垂直挡板的力，如图所示，故B错误；
按照力的作用效果，拉力分解成如图所示，故C错误；
物体的重力，按效果分解分解成如图所示，故D错误；
考点：考查了力的分解
【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．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。
7．C
【详解】
试题分析：发生力的相互作用的物体不一定直接相互接触，如万有引力、磁场间相互作用力等；所以A 项错误；合力不一定大于每一个分力，合力可以小于任何一个分力，所以B项错误；7N和6N的力的合力范围为， 所以C项正确；重力沿垂直斜面方向的分量大小等于物体对斜面的压力，但是二者仅仅在数值上有量的关系，不能说重力的分力就是压力，二者的性质不同．所以D项错误．
考点：本题考查力的概念、性质，力的合成与分解．
8．A
【详解】
合力大小为F，力F和一个分力F1的方向的夹角为θ，根据平行四边形定则作图，如图所示：
可知，另一个分力的最小值为：F2=Fsinθ=30N．因此不可能是25N，本题选择不可能的，故选A．
【点睛】
本题关键是确定合力与分力的方向，然后根据平行四边形定则作图分析，最后根据几何关系求解，简单题．
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】
A．可以通过改变分力的方向来使分力的大小变大，故A错误；
B．两个分力方向相反，即可同时变大，故B错误；
C．根据平行四边形定则、三角形知识可知，无论如何分解，两个分力不可能同时小于这个力的，故C正确；
D．当两个分力夹角为时，且两分力大小相等，此时两分力均等于合力，故D错误。
故选C。
11．B
【详解】
根据平行四边形定则，以F为对角线作平行四边形，如图:
则有；故选B.
【点睛】
根据平行四边形定则，以F为对角线作平行四边形，由数学知识求解竖直方向的分力．
12．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。
13．BC
【分析】
根据“已知力F分解、求F1的大小”可知，本题考查力的分解讨论，根据力的平行四边形定则，运用几何三角形的边角关系列式分析.
【详解】
由题意可知，F2的大小为，大于，因此有两种分解结果；根据平行四边形定则得，如图所示：
又因一个分力F1跟F成30°角，且F2的大小为，由几何关系得或；故B、C正确，A、D错误.故选BC.
【点睛】
解决本题的关键知道合力一定，分力的方向已知，因为F2大于该分力的最小值，所以有两解，注意巧用几何知识中直角三角形中线与各边的关系.
14．BC
【详解】
以物体研究对象，分析受力情况：重力G、绳子的拉力T和力F，
由平衡条件得知，T与F的合力与G大小相等、方向相反，当F的方向不同，由于物体处于静止状态，此合力保持不变，作出F在三种不同方向时力的合成图，由图看出：当F与绳子垂直时F最小，由数学知识得F的最小值为，故BC正确，AD错误；
故选BC．
【点睛】本题是三力平衡条件，关键要正确分析受力，作出力图，其次运用图解法得到F达到最小值的条件．
15．AC
【分析】
合力的作用效果与分力的共同作用效果相同，根据平行四边形定则可以知道合力与分力的大小关系；
【详解】
A、根据力的平行四边形定则，结合三角形知识，无论如何分解，两个分力不可能同时小于这个力的一半，故A正确；
B、合力与分力符合三角形定则，在三角形中，两个边的长度能同时大于第三个边长度的两倍，故B错误；
C、把一个力分解为同一直线、反方向二力的两个分力，一个分力变大时，另一个分力变大，所以两个分力有可能同时变大，故C正确；
D、根据力的平行四边形定则可知，一个分力大小变大，方向不变时，另一个分力有可能增大，也可能减小；当其中一个分力大小变大，且方向变化时，则另一分力有可能增大，也可能减小，故D错误．
故选AC．
【点睛】
关键知道分力和合力遵循平行四边形定则，以及知道合力的作用效果与两分力的作用效果是等效的．
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：
17．18N
【详解】
当两个分力垂直的时候，另一个分力最小，即
18．球队挡板的压力大小为30N，方向垂直于挡板向左；球对斜面的压力为50 N，方向垂直于斜面向下
【详解】
以球为对象所受重力产生的两个效果如下：
球对挡板的压力大小与F1相同，所以为30N，方向垂直于挡板向左
球对斜面的压力大小与F2相同，所以为50 N，方向垂直于斜面向下
19．（1） (2)
【详解】
解：对小球受力分析
根据平衡条件可得
小球所受挡板支持力大小
小球所受斜面的支持力大小答案第1页，共2页
答案第1页，共2页