【第三章 相互作用】人教版(2019)新高一衔接讲义第14讲第三章第四节 力的合成与分解 -第二课时

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名称 【第三章 相互作用】人教版(2019)新高一衔接讲义第14讲第三章第四节 力的合成与分解 -第二课时
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文件大小 1.7MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-08-24 09:47:01

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第四节:力的分解(第二课时)
基础知识集训(时间:5分钟;难度:易)
本节清单
力的分解
(1)定义:求一个力的分力的过程。力的分解是力的合成的逆运算。
(2)运算法则:跟力的合成一样,也是平行四边形定则和三角形定则。
(3)分解方法
正交分解法 效果分解
分解方法 将一个力沿着两个互相垂直的方向进行分解的方法 根据一个力产生的实际效果进行分解
实例分析
x轴方向上的分力:Fx = F cosθy轴方向上的分力:Fy= F sin F1= F2 = G tan
能力提升集训(时间:40分钟;难度:中)
题组一:力的分解
1 . 将F沿水平和竖直方向分解,则其竖直方向的分力为(  )
A.Fsinθ B.Fcosθ C.F/sinθ D.F/cosθ
2 . 重力为G的物体静止在倾角为θ的斜面上,将重力G分解为垂直斜面向下的力F2和平行斜面向下的力F1,那么(  )
A.F2就是物体受到的支持力
B.物体对斜面的正压力方向与F2方向相同
C.F1就是物体受到的静摩擦力
D.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、F1和F2共五个力的作用
3 . 如图所示,一根长为l的细绳一端固定在O点,另一端悬挂质量为m的小球A,为使细绳与竖直方向夹30°角且绷紧,小球A处于静止状态,则对小球施加的力最小为( )
A. B. C. D.
4 . 将一个力F分解为两个力F1、F2,下列情况不可能的是
A.F1或F2垂直于F B.F1或F2的大小等于F
C.F1和F2的大小都等于F D.F1、F2的大小和方向都与F相同
5 . 两个力的合力为60N,其中一个分力为30N,那么另一个分力的大小为  
A.15N B.25N C.85N D.95 N
6 . (多选)如图所示,一架救援直升机通过软绳打捞河中物体,物体质量为m,由于河水的流动对物体产生水平方向的冲击力,使软绳偏离竖直方向,当直升机相对地面静止时,绳子与竖直方向成θ角,已知物体所受的浮力不能忽略。下列说法正确的是( )
A.绳子的拉力为
B.绳子的拉力可能少于
C.物体受到河水的水平方向的作用力等于绳子的拉力
D.物体受到河水的水平方向的作用力小于绳子的拉力
7 . 如图所示,在倾角30°斜面上有一竖直放置的档板,存档板和斜面之间有一重为G=20N的光滑圆球。求:
(1)斜面对球的支持力大小:
(2)球对档板的压力大小。
题组二:共点力平衡的处理方法
1 . 近日一张名为“史上最寂寞熊猫”走红网络,一只熊猫躺在倾斜的树干上一动不动,姿势令人忍俊不禁,树干给熊猫的力方向为( )
A.垂直于树干向上 B.沿树干向上
C.竖直向上 D.树干形变复杂,无法判断力的方向
2 . 如图所示,把球夹在竖直墙面AC和木板BC之间,不计摩擦.设球对墙的压力为,球对板的压力为,在将板BC逐渐放至水平的过程中,下列说法中正确的是( )
A.和都减小 B.和都增大
C.增大,减小 D.减小,先减小后增大
3 . 如图所示,质量为m的小球套在竖直固定的光滑圆环上,在圆环的最高点有一个光滑小孔,一根轻绳的下端系着小球,上端穿过小孔用力拉住,开始时绳与竖直方向夹角为θ,小球处于静止状态,现缓慢拉动轻绳,使小球沿光滑圆环上升一小段距离,则下列关系正确的是( )
A.绳与竖直方向的夹角为θ时,F=mgcosθ
B.小球沿光滑圆环上升过程中,轻绳拉力逐渐增大
C.小球沿光滑圆环上升过程中,小球所受支持力逐渐增大
D.小球沿光滑圆环上升过程中,小球所受支持力大小不变
4 .(多选) 如图所示,质量为M的木块A套在粗糙水平杆上,并用轻绳将木块A与质量为m的小球B相连。现用水平力F将小球B缓慢从实线位置放下到虚线位置,在此过程中木块A始终静止不动。假设杆对A的支持力为FN,杆对A的摩擦力为Ff,绳中张力为FT,则此过程中(  )
A.F增大 B.Ff不变 C.FT减小 D.FN不变。
5 .(多选) 如图所示,在倾角为α的斜面上,放一质量为m的小球,小球和斜面及挡板间均无摩擦,当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中,则有( )
A.斜面对球的支持力逐渐减小 B.斜面对球的支持力先减小后增大
C.挡板对小球的弹力先减小后增大 D.挡板对小球的弹力先增大后减小
6 . 一质量mB=10kg的物块B放于粗糙水平桌面上并处于静止状态,另有一质量mA=3kg的物块A连着绳子静止在空中,绳子的结点为O,OC绳子的一端C固定在竖直墙面上,并且与墙面的夹角为,(g取10m/s2)求
(1)BO之间绳子上的拉力F1和OC之间绳子上的拉力F2;
(2)此时物块B与桌面之间的摩擦力f多大?
(3)发现当物块A的质量增加到mA=5kg时,物块B刚好要滑动,求桌面的动摩擦因数?(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
7 . 水平面上固定着半径R="60" cm的薄圆筒,筒中放置着两个圆柱,小圆柱半径r1="10" cm、重力为G1 ="30" N,大圆柱半径 r2 ="30" cm。圆筒和圆柱的中心轴均水平,且圆筒的中心O与大、小圆柱的切点Q的连线恰好竖直,如图所示。不计一切摩擦,求
(1)筒对小圆柱的支持力N1和大、小圆柱之间的压力F;
(2)大圆柱所受重力G2 。
综合应用集训(时间:20分钟;难度:难)
1 . 直升机水平向前加速飞行时,需要将机头向下倾斜。原因是倾斜后螺旋桨的升力F可分解为Fx和Fy,如图,其中( )
A.Fx使飞机加速向前飞 B.Fy使飞机加速向前飞
C.Fx必须与飞机重力平衡 D.Fy必须大于飞机的重力
2 . 如图,小明在倾斜的路面上使用一台没有故障的体重秤,那么测出来的体重示数比他实际体重( )
A.偏大 B.偏小 C.准确 D.不准确,但无法判断偏大偏小
3 . 如图所示,一条小船在河中向正东方向行驶,船上挂起一风帆,帆受侧向风作用,风力大小为,方向为东偏南,为了使船受到的合力能恰沿正东方向,岸上一人用一根绳子拉船,绳子取向与河岸垂直,求:
风力和绳子拉力的合力大小
绳子拉力的大小.
4. . 如图所示,人拉着旅行箱前进,拉力F与水平方向成α角,若将拉力F沿水平和竖直方向分解,则下列说法正确的是(  )
A.水平分力为Fcosα B.竖直分力为Fsinα
C.水平分力为Ftanα D.竖直分力为Fcotα
5. 如图所示,将绳子的一端系在汽车上,另一端系在等高的树干上,两端点间绳长为10 m.用300 N的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5 m,不考虑绳子的重力和绳子的伸长量,则绳子作用在汽车上的力的大小为 (  )
A.1500 N B.6000 N C.300 N D.150 N
6 . 明朝谢肇淛的《五杂组》中记载:“明姑苏虎丘寺庙倾侧,议欲正之,非万缗不可。一游僧见之,曰:无烦也,我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去,经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形,木楔的顶角为θ,现在木楔背上加一力F,方向如图所示,木楔两侧产生推力N,则:
A.若F一定,θ大时N大 B.若F一定,θ小时N大
C.若θ一定,F大时N大 D.若θ一定,F小时N大
7. 电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力FT,但不能到绳的自由端去直接测量,某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器(如图中B、C为该夹子的横截面)测量时,只要如图所示那样用一硬杆竖直向上作用在绳上的某点A,使绳产生一个微小偏移量a,借助仪表很容易测出这时绳对硬杆的压力F.现测得该微小偏移量为a=12 mm,BC间的距离为2L=250 mm,绳对硬杆的压力为F=300 N,试求绳中的张力FT
.
参考答案 题组一:力的分解
1.A 根据力的作用效果可以将F分解为沿水平方向和竖直方向的两个力,根据平行四边形定则,竖直方向上分力Fx=Fsinθ.故A正确,B、C、D错误.
2.B 不是物体对斜面的压力,而使物体紧压斜面的分力。因为物体对斜面的压力受力物体是斜面,而的受力体是物体,A错误;物体对斜面的压力方向垂直于斜面向下,与的方向相同,根据几何知识得到,B正确;不是物体受到的静摩力,而使物体下滑的力,大小等于物体受到的静摩力,C错误;和是重力的分力,不能在重复计算受力,D错误.
3.C 试题分析:以小球为研究对象,分析受力,作出力图如图,根据作图法分析得到,当小球施加的力F与细绳垂直时,所用的力最小.根据平衡条件得F的最小值为
4. D 合力与分力的大小关系遵循平行四边形定则,其中一个分力可以垂直于F是可能的,故A可能;根据平行四边形定则,其中一个分力的大小可以等于F 是可能的,故B可能误;根据平行四边形定则,两个分力的大小可以与F的大小相等,但不可能大小和方向都与F相同,故D不可能,C可能;
5.C 有两个共点力的合力大小为60N,若其中一个分为大小为30N,另一个分力的大小应在范围,所以可能为85N,故A、B、D错误,C正确.故选C.
6.BD 对物体受力分析,如图所示:
根据平衡条件,竖直方向有,则有,故绳子的拉力可能小于mg;故A错误,B正确。C、D、在水平方向上有,,有,物体受到河水水平方向的作用力小于绳子拉力;则C错误,D正确。故选BD。
7【答案】(1) (2)
【解析】球受到竖直向下的重力作用,这个重力总是欲使球向下运动,但是由于挡板和斜面的支持,球才保持静止状态,因此,球的重力产生两个作用效果,如图所示
两个分力:①使球垂直压紧档板的力F 1;②使球垂直压紧斜面的力F 2,将重力G分解为F 1和F 2,由几何知识可得


根据牛顿第三定律可得:这个球受到斜面的弹力大小为,
到档板的弹力大小为。
题组二:共点力平衡的处理方法
1.C 熊猫静止在树干上,受重力和树干对熊猫的作用力,根据二力平衡,树干对熊猫的力与重力等大反向,故树干给熊猫的力方向为竖直向上,故C正确,ABD错误。
2.A 以小球为研究对象,分析受力:小球受到重力mg、墙对小球的支持力FN1′和板对球的支持力FN2′.设板与墙间的夹角为α.
根据平衡条件得知:FN1′板对球的支持力FN2′的合力与mg大小相等、方向相反,则由图可得 FN1′=mgcotα,FN2′=;在将板BC逐渐放至水平的过程中,α增大,cotα减小,sinα增大,则知FN1′减小,FN2′减小,根据牛顿第三定律得知 FN1减小,FN2减小。故A正确。BCD错误。故选A。
3.D 对小球受力分析,小球受到重力mg、轻绳的拉力F和圆环的弹力N,如图,根据平衡条件可知:mg和N的合力与F大小相等、方向相反,根据几何知识得知N=mg,且有F=2mgcosθ,故A错误。
小球沿圆环缓慢上移,处于动态平衡状态,对小球进行受力分析,小球受重力G、绳的拉力F、圆环的支持力N,三个力。满足受力平衡。作出受力分析图如下,由图可知△OAB∽△GFA,即:;则得:F=mg,N=mg,当A点上移时,半径R不变,AB减小,故F减小,N不变,故D正确,BC错误;故选D。
4.CD 以B为研究对象,小球受到重力、水平力F和轻绳的拉力T,如图1所示:
由平衡条件得:,,减小,则和F均减小
再以整体为研究对象,力图如图2所示,根据平衡条件得:,则逐渐减小。,即保持不变,故选项CD正确,AB错误。
5.AC 小球受重力、斜面支持力F1和挡板支持力F2,将F1与F2合成为F,如图;
小球一直处于平衡状态,三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线,故F1和F2合成的合力F一定与重力等值、反向、共线。从图中可以看出,当挡板绕O点逆时针缓慢地转向水平位置的过程中,F1越来越小,F2先变小后变大;故选AC。
6.【答案】(1) (2)(3)
【解析】(1)以O点为研究对象,受力分析如图所示:
根据平衡条件可以得到:,
代入数据可以得到:,;
(2)以B为研究对象,受力分析如图所示:
根据平衡条件可以知道:;
(3)由上面分析可知:摩擦力为:
,,所以:。
7 . 【答案】(1) ,(2)
【解析】(1)分析小圆柱的受力,如图,平移F、N1、G1,三力首尾相连构成的封闭矢量三角形与△OQO2相似,有
① 其中OO2=50cm,OQ=30cm
解得②
又③
解得④
(2)分析大圆柱的受力,如图,平移F′、N2、G2,三力首尾相连构成的封闭矢量三角形与△OQO1相似,有

解得
综合应用集训(时间:20分钟;难度:难)
1.A Fx的方向是沿着飞机前进的方向,其作用效果是使飞机加速向前飞. Fy的方向竖直向上,与飞机的重力平衡,即Fy等于飞机的重力的大小;故选项A正确,BCD错误;故选A.
2.B 因为人肯定是垂直接触体重秤的,在倾斜的路面上使用一台没有故障的体重秤,可将该情景简化为斜面模型,人站在斜面上,对地面的压力为(θ为斜面的倾角),故小于重力,测出的体重比实际的小,B正确.
3.AB 将F分解为水平方向和竖直方向,根据平行四边形定则,水平方向上分力.竖直方向的分力:,AB正确.
4【答案】(1) (2)
【解析】以、为临边做平行四边形,使合力F沿正东方向,如图所示
则有:,

4.AB 将F分解为水平方向和竖直方向,根据平行四边形定则,水平方向上分力.竖直方向的分力:,AB正确.
5A 对作用点,受力分析,如图所示,并进行力的合成,结合几何关系,则有:;解得:T=1500N;故A正确,BCD错误;故选A。
6.BC 选木楔为研究对象,木楔受到的力有:水平向左的F、和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力,由于木楔处于平衡状态,所以侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的分力是相等的,力F的分解如图:
则:,所以:,由公式可知,当F一定,θ小时FN大;当θ一定,F大时FN大。故A、D错误,B、C正确。
7.【答案】1.6×103N
【解析】对A点受力分析,如图所示,
由平衡条件得:F=2Tsinα
当α很小时,sinα≈tanα
由几何关系得:
解得:
代入数据解得T=1.6×103 N。
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