2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册4.2力的分解同步练习-（word版含答案）

鲁科版高一物理必修第一册课时同步练习
第2节 力的分解
一、单项选择题
1、将一个有确定方向的力F=10 N分解成两个分力,已知一个分力有确定的方向,与F成30°夹角,另一个分力的大小为6 N,则在分解时 ( )
A.有无数组解 B.有两组解
C.有唯一解 D.无解
2、某力的大小为5 N,其可以分解为(　　)
A.12 N和6 N的两个分力
B.均为5 N的两个分力
C.1 N和2 N的两个分力
D.均为2 N的两个分力
3、如图所示,一个半径为r、重为G的光滑均匀球,用长度为r的细绳挂在竖直光滑的墙壁上,则绳子的拉力FT和球对墙壁的压力FN的大小分别是( )
A.G, B.2G,G
C.G, D.G,
4、如图所示,三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它们共同悬挂一重物,其中OB是水平的,A端、B端分别固定在水平天花板上和竖直墙上。若逐渐增加C端所挂重物的质量,则最先断的绳 (　　)
A.必定是OA
B.必定是OB
C.必定是OC
D.可能是OB,也可能是OC
5、如图所示是李强同学设计的一个小实验。他将细绳的一端系在手指上,绳的另一端系在直杆的A端,杆的左端顶在掌心上,组成一个“三角支架”。在杆的A端悬挂不同重物,并保持静止。下列不正确的说法是 (　　)
A.绳子是被拉伸的,杆是被压缩的
B.杆对手掌施加作用力的方向沿杆由C指向A
C.绳对手指施加作用力的方向沿绳由B指向A
D.所挂重物质量越大,绳和杆对手的作用力也越大
6、兴趣小组研究发现,用不同形状的斧子劈柴效果不同。如图所示是斧子劈柴的示意图,图中bc边为斧子的背,ab、ac边为斧子的刃面。为了容易劈开木柴,使用的斧子应 (　　)
A.bc边长一些,ab、ac边短一些
B.bc边短一些,ab、ac边长一些
C.bc边一样长时,ab、ac边短一些
D.ab、ac边一样长时,bc边长一些
7、如图所示为节日里悬挂灯笼的一种方式,A、B点等高,O为结点,轻绳AO、BO长度相等,拉力分别为FA、FB,灯笼受到的重力为mg。下列表述正确的是 (　　)
A.FA一定小于mg
B.FA与FB大小相等
C.FA与FB是一对平衡力
D.FA与FB大小之和等于mg
8、小明想推动家里的衣橱，但使出了最大力气也推不动，他便想了个妙招，如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的“人”字形架，然后往中央一站，衣橱被推动了．下列说法正确的是(　　)
A．这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱
B．这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大
C．这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
D．这有可能，A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
二、多项选择题
9、把一个力分解为两个力时,下列说法中正确的是 ( )
A.一个分力变大时,另一个分力一定要变小
B.两个分力可同时变大、同时变小
C.不论如何分解,两个分力不能同时大于这个力的两倍
D.不论如何分解,两个分力不能同时小于这个力的一半
10、下列说法正确的是(　　)
A．2 N的力可以分解成6 N和3 N的两个分力
B．10 N的力可以分解成5 N和3 N的两个分力
C．2 N的力可以分解成6 N和5 N的两个分力
D．10 N的力可以分解成10 N和10 N的两个分力
11、一个力F分解为两个不为零的分力F1、F2,以下说法可能正确的是 (　　)
A.F1、F2与F都在同一直线上
B.F1、F2都小于
C.F1或F2的大小等于F
D.F1、F2的大小都与F相等
12、如图所示,质量为m的物体受到推力F作用,沿水平方向做匀速直线运动,已知推力F与水平面的夹角为θ,物体与地面间的动摩擦因数为μ,则物体所受的摩擦力大小为 (　　)
A.F cos θ B.μmg
C.μF D.μ(mg+F sin θ)
13、如图所示，质量为m的木块在与水平方向成θ角的推力F作用下，在水平地面上做匀速直线运动．已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为(　　)
A．μmg B．μ(mg＋Fsin θ)
C．μ(mg－Fsin θ) D．Fcos θ
三、非选择题
14、小明坐在窗前做完了物理作业后,盯着邻居家外墙上支放的空调室外机研究起来。他发现邻居家支放空调室外机的支架是两个边长大约是3∶4∶5的直角三角形支架,室外机恰好对称地放在两个支架的正中央(这样每个支架大概就承受一半的重量),如图所示。他估测该室外机的质量大约在60 kg左右,而且支架材料的质量跟室外机相比应该可忽略不计。进一步他还发现,邻居家的室外机安放得比较靠外,其重心大致位于两个三角形的小锐角顶点连线AA'的正上方。试根据以上信息,并结合你对题中图片的观察,建立合理模型,帮小明大致计算出支架AB和支架AC受到的力的大小。
15、重为40 N的物体与竖直墙面间的动摩擦因数为μ=0.4,若用斜向上的推力F=50 N支撑住物体,物体处于静止状态,如图所示。这时物体受到的摩擦力是多少牛 要使物体匀速下滑,推力的方向不变,则推力的大小应变为多大 (sin37°=0.6,cos37°=0.8)
16、如图所示，一个重为100 N的小球被夹在竖直的墙壁和A点之间，已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角，且θ＝60°，所有接触点和面均不计摩擦．试求小球对墙面的压力F1和对A点压力F2．
17、如图所示，在水平地面上有一重为G＝200 N的货箱，货箱与水平地面之间的动摩擦因数为μ＝0.2，今在货箱上施加一个与水平面成37°角斜向上的拉力作用，使其沿水平方向运动，若这一拉力F＝100 N，求货箱受到的合力．(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
18、如图所示，已知物体在三个共点力的作用下沿x轴运动，其中F1＝80 N，F2＝120 N，它们与x轴夹角都是30°，F3是确保物体沿x轴运动的最小分力．试问：
(1)最小分力为多大？沿什么方向？
(2)三个分力的合力多大？
答案与解析
1、B
解析：如图,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F sin 30°=5 N,而另一个分力的大小大于5 N小于10 N,所以分解时有两组解。故选B。
2、B
解析：12 N和6 N的合力范围是6 N≤F≤18 N,所以不可能是大小为5 N的力分解的两个力,故A错误;5 N、5 N的合力范围是0≤F≤10 N,所以可能是大小为5 N的力分解的两个力,故B正确;1 N、2 N的合力范围是1 N≤F≤3 N,所以不可能是大小为5 N的力分解的两个力,故C错误;2 N、2 N的合力范围是0≤F≤4 N,所以不可能是大小为5 N的力分解的两个力,故D错误。
3、D
解析：由题意可知:细绳与墙间的夹角为30°,将重力按效果分解,如图
FT=F1==G
FN=F2=G tan 30°=G
4、A
解析：OC下悬挂重物,它对O点的拉力等于重物的重力G。OC绳的拉力产生两个效果:使OB在O点受到水平向左的力F1,使OA在O点受到沿绳子方向斜向下的力F2,F1、F2是F的两个分力。如图所示,表示F2的有向线段最长,分力F2最大,故当逐渐增大所挂重物的质量时,OA绳最先断。
5、B
解析：物体重力的作用效果是:一方面拉紧细绳,另一方面,使杆压紧手掌,故选项A正确;杆对手掌的作用力方向沿杆由A指向C,绳对手指的作用力由B指向A,故选项B错误,选项C正确;将重力分解为沿绳方向的力F1和沿杆方向的力F2,如图所示,由F1=,F2=Gtan θ可知,物重G越大,F1 、F2也越大,故选项D正确。此题选不正确的,故选B。
6、B
解析：如图所示:斧头对木柴两端形成挤压力,两力与斧头的ab、ac边相互垂直;
则可知当bc边短一些,ab、ac边长一些时两力之间的夹角更大,则两分力更大;故B正确,A、C、D错误。
7、B
解析：由于A、B点等高,O为结点,轻绳AO、BO长度相等,则对结点O点受力分析,作出平行四边形如图所示。设∠AOB=2θ,由几何关系可知:FA=FB=,故选项B正确;轻绳AO、BO的拉力大小相等,但没有作用在一条直线上,不能成为一对平衡力,故选项C错误;当2θ=120°时有FA=FB==mg,当0°<2θ<120°时有FA=FBmg,故选项A错误;FA与FB的矢量之和等于mg,FA与FB的大小之和不等于mg,故选项D错误。
8、C
解析：如图所示：
小明的重力可以分解成沿A板、B板两个方向的力，由于底角较小，所以A板、B板方向的力会很大．A板对衣橱的力可以分解成水平方向和垂直方向的力，而水平方向的力有可能大于小明的重力，故选C．
二、多项选择题
9、BD
解析：当两个分力夹角很大时,任何一个分力都可能大于合力的两倍,故选项C不正确;当两个分力方向相同时,两个分力取最小值,此时F=F1+F2,显然F1、F2不能同时小于F的一半,故选项D正确;由于两分力的大小与两分力夹角有关,所以一个分力变大,另一个分力可能变大,也可能变小,故选项A错,B正确。
10、CD
解析：逆向思维法，根据两个分力的合力的取值范围来判定．如A项中6 N和3 N的合力的范围是3 N≤F≤9 N，故合力不可能是2 N，即2 N的力不能分解为6 N和3 N的两个分力．同理B选项也不符合．
11、ACD
解析：根据三角形定则,合力与它的两个分力可以构成三角形或三力在同一直线上,知A、C、D正确。
12、AD
解析：对物体受力分析如图,因为物体做匀速运动,所以物体所受的合力为零,在水平方向有Ff=F cos θ,选项A正确;再由Ff=μFN,FN=mg+F sin θ可知,Ff=μ(mg+F sin θ),选项D正确,B、C错误。
13、BD
解析：木块匀速运动时受到四个力的作用：重力mg、推力F、支持力N、摩擦力f．沿水平方向建立x轴，将F进行正交分解，如图所示(这样建立坐标系只需分解F)，由于木块做匀速直线运动，所以，在x轴上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；在y轴上，向上的力等于向下的力(竖直方向二力平衡)．即Fcos θ＝f，N＝mg＋Fsin θ，又由于f＝μN所以f＝μ(mg＋Fsin θ)，故本题应选B、D．]
三、非选择题
14、答案：模型图见解析：FAB=400 N　FAC=500 N
解析：模型图如图所示
将A点所受压力按实际作用效果分解如图,则有=,得FAC=500 N;=,得FAB=400 N。
15、解析：(1)对物体静止时受力分析并进行正交分解
则:F1=Fsin37°=30 N
F2=Fcos37°=40 N
在竖直方向上:f+F1=mg,
代入数据得:f=10 N
(2)物体能匀速下滑时,
根据竖直方向的平衡,有mg-F′sin37°-f′=0 ①
根据水平方向的平衡,有N′=F2′=F′cos37° ②
又:f′=μN′ ③
代入数据解得:F′≈43.5 N
答案:10 N　43.5 N
16、解析：球的重力产生两个作用效果：压紧墙壁和A点，作出重力及它的两个分力F′1和F′2构成的平行四边形如图所示．
球对墙面的压力F1＝F′1＝Gtan 60°＝100 N
方向垂直墙壁向右．
球对A点的压力
F2＝F′2＝＝200 N，方向沿O→A方向．
答案：F1＝100 N，方向垂直墙壁向右　F2＝200 N，方向沿O→A方向
17、解析：货箱共受到四个力的作用：竖直向下的重力G、地面对货箱竖直向上的支持力N、斜向上的拉力F、与地面的滑动摩擦力f，其受力图如图所示，
正交分解得，
竖直方向：N＋Fsin 37°－G＝0 ①
水平方向：Fx合＝Fcos 37°－f ②
且f＝μN ③
联立①②③得Fx合＝52 N
由于竖直方向合外力为零，所以货箱所受合外力F合＝Fx合＝52 N，方向水平向右．
答案：52 N，方向水平向右
18、解析：物体由静止开始沿x轴运动，则F1、F2和F3三个力的合力沿x轴方向，由于力的边角关系较复杂，连续利用平行四边形定则来合成较繁琐，但F1、F2与x轴夹角关系明确，可使用正交分解法．
如图所示建立直角坐标系，其中三个力的交点O为原点，以原x轴为x轴，y轴垂直于x轴方向，把F1、F2沿x、y轴分解．
则F1x＝F1cos 30°＝40 N
F1y＝F1sin 30°＝40 N
F2x＝F2cos 30°＝60 N
F2y＝F2sin 30°＝60 N
(1)要使物体沿x轴方向运动，则y轴方向上合力为零，根据题意，当F3沿y轴正向，且F3＝F2y－F1y＝20 N时，分力F3最小．
(2)三个分力的合力F＝F1x＋F2x＝100 N．
答案：(1)20 N　沿y轴正方向
(2)100 N