鲁科版2023-2024学年高一物理上学期（必修1）同步练习-5.2力的分解

鲁科版2023-2024学年高一物理上学期（必修1）同步练习- 5.2 力的分解
一、单选题
1．如图所示，放在水平地面上的物块，受到一个与水平方向成角斜向下方的力F的作用，该物块恰好在水平地面上做匀速直线运动。如果保持该推力F的大小不变，而使力F与水平方向的夹角变小，那么，地面受到的压力N和物块受到的摩擦力f的变化情况是（　　）
A．N变小，f变大 B．N变大，f变小
C．N变大，f变大 D．N变小，f变小
2．已知的合力，合力F其中一个分力跟F成角，大小未知；另一个分力的大小为，方向未知，则的大小可能是（　　）
A． B． C．12N D．18N
3．如图所示，AB、AC两光滑斜面互相垂直。AC与水平方向成30°角。若把球O的重力G按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为（　　）
A．G，G B．，G C．G，G D．G，G
4．小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也推不动，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，衣橱居然被推动了！下列说法中正确的是（　　）
A．这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力
B．这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大
C．这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱
D．这有可能，但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力
5．如图所示，为了行车方便与安全，高大的桥要造很长的引桥，其主要目的是（ ）
A．减小过桥车辆受到的摩擦力
B．减小过桥车辆的重力
C．减小过桥车辆对引桥面的压力
D．减小过桥车辆的重力平行于引桥面向下的分力
6．为了行车方便与安全,厦门杏林大桥引桥很长,坡度较小,其主要目的是（ ）
A．减小过桥车辆受到的摩擦力
B．减小过桥车辆的重力
C．减小过桥车辆的重力沿引桥面向下的分力
D．减小过桥车辆对引桥桥面的压力
7．如图所示F为已知恒力，其大小为10N，将F分解为F1和F2两个分力，已知分力F1沿OA方向，OA跟F的夹角为30°，则F2的大小（　　）
A．一定小于10N
B．最大等于10N
C．最小等于5N
D．无法确定
8．已知某力的大小为10N，则不可能将此力分解为下列哪组力 （ ）
A．3N、3N
B．6N、6N
C．100N、100N
D．400N、400N
9．如图所示，某钢制工件上开有一个楔形凹槽，凹槽的截面是一个直角三角形ABC，∠CAB=30°，∠ABC=90°，∠ACB=60°。在凹槽中放有一个光滑的金属球，当金属球静止时，金属球对凹槽的AB边的压力为F1，对BC边的压力为F2，则的值为（　　）
A． B． C． D．
10．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，设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等，大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致约为（　　）
A． B．
C． D．
11．如图所示，水平地面上质量为m的物体，在推力F作用下向右运动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，木块与地面间的动摩擦因数为μ，木块受到的摩擦力为（　　）
A．F B．0.6F C．μ（mg+0.6F） D．mg
12．某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种情况中（坐标纸中每格边长表示1N的大小的力），该物体所受的合外力大小正确的是（ ）
A．甲图中物体所受的合外力大小等于5N
B．乙图中物体所受的合外力大小等于4N
C．丙图中物体所受的合外力大小等于3N
D．丁图中物体所受的合外力大小等于2N
13．如图所示，用两根承受的最大拉力相等、长度不等的细绳AO、BO（AO>BO）悬挂一个中空铁球，当在球内不断注入铁砂时，则（　　）
A．绳AO先被拉断
B．绳BO先被拉断
C．绳AO、BO同时被拉断
D．条件不足，无法判断
14．固定斜面上有一木盒恰能沿斜面匀速下滑，则盒（　　）
A．如在木盒内放一砝码，木盒与砝码将加速下滑
B．如在木盒内放一砝码，木盒与砝码将减速下滑
C．如在木盒上作用一竖直向下力，木盒将继续匀速下滑
D．如在木盒上作用一竖直向下力，木盒可以减速至静止
二、多选题
15．如图所示，甲、乙两个物体系在一根通过定滑轮（质量忽略不计）的轻绳两端，甲放在水平地板上，乙被悬挂在空中，若将甲沿水平地板向右缓慢移动少许后甲仍静止，则（　　）
A．轻绳对甲的拉力变大
B．甲对地面的压力减小
C．甲所受的静摩擦力减小
D．悬挂滑轮的绳的张力变小
16．在汽车的维修中，千斤顶发挥了很大作用，图中分别为剪式千斤顶的实物图和示意图。当摇动把手时，螺纹轴迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起。当汽车刚被顶起时，若已知汽车对千斤顶的压力为4.0×104N，且千斤顶两臂间的夹角恰为120°，则（　　 ）
A．此时千斤顶对汽车的支持力为4.0×104N
B．此时两臂受到的压力大小各为2.0×104N
C．若摇动把手把车继续往上顶，两臂受到的压力将减小
D．若摇动把手把车继续往上顶，两臂受到的压力将不变
17．将一个力F=5N分解为两个不为零的力Fl、F2，下列分解情况中哪些是可能的（ ）
A．F1=10N ，F2=10N B．Fl=3N ，F2=14N
C．Fl、F2与F在同一直线上 D．Fl、F2同时与F垂直
18．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
三、填空题
19．如图所示，人游泳时若某时刻手掌对水的作用力大小为F，该力与水平方向的夹角为，则该力在水平方向的分力大小为 。
20．如图所示，绳OC与竖直方向成30°角，O为质量不计的光滑滑轮，已知物体B重1000N，物体A重400N，物体A、B均静止，求物体B所受摩擦力大小为 Ｎ，OC绳的拉力大小为 N。（结果均保留三位有效数字）
21．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
22．如图所示，一运送救灾物资的直升飞机沿水平方向匀速飞行，已知物资的总质量为m，吊运物资的悬索与竖直方向成θ角，重力加速度为g。求：
（1）画出吊运物资的受力示意图，用力的合成求物资所受的空气阻力为f；
（2）画出吊运物资的受力示意图，用力的分解求悬索对物资的拉力为F．
23．小明在超市买了个篮球，放在购物车里推上倾角为θ的斜坡，如图1所示。已知篮球重为G，购物车的a、b面相互垂直，b面与斜坡平行。请在图2中画出篮球所受的重力并将其根据作用效果进行分解，同时求出两个分力的大小。
24．如图所示，物体A放在某一水平面上，已知物体A重60N，A与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3，A、B均处于静止状态，绳AC水平，绳CD与水平方向成37°角，CD绳上的拉力为15N。sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：
(1)物体A受到的摩擦力为多大？
(2)物体B重力为多大？
25．如图所示，在水平地面上有一重为G=200N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=100N，求货箱受到的合力。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
26．如图所示，在倾角为的斜面上，放一质量为m的光滑小球，球被竖直的木板挡住，则球对挡板的压力是多少？
27．如图在倾角斜面上有一块竖直放置的挡板，在挡板和斜面之间放有一个重为 G=20N的光滑圆球，整个装置处于静止状态。
（1）作图：按作用效果对小球重力进行分解；
（2）试求这个球对斜面的压力大小和对挡板的压力大小。
28．如图所示，重为G的均匀球体放在倾角的光滑斜面上，并被斜面上竖直的光滑挡板挡住处于静止状态。请解答下面两个问题：
（1）若以图中有向线段OG表示球体所受的重力G，请根据平行四边形定则在图中按力的作用效果分解重力G；
（2）列式计算出（1）问中两分力的大小。
参考答案：
1．D
【详解】对物块受力分析，如图所示
物块受推力、重力、支持力和滑动摩擦力。根据共点力的平衡条件及作用力和反作用力的关系，有
，
当变小，支持力变小，故地面受到的压力N变小，物块受到的滑动摩擦力变小。
故选D。
2．C
【详解】根据平行四边形定则得，如图所示
又因一个分力跟F成角，且，，由几何关系得
或
故选C。
3．B
【详解】根据重力压两个光滑斜面的作用效果，将重力分解为与两斜面分别垂直的G1和G2，根据平行四边形定则作出力的示意图，如图所示
由几何关系可得
故选B。
4．A
【详解】开始小明是推不动衣橱的，说明小明的推力小于最大静摩擦力，站在人字形架时，重力产生两个效果，分别向左右两侧推墙壁和衣橱，如图
小明的重力可以分解成沿A，B两个方向的力，由于底角较小，所以A，B方向的力会很大，A对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力，而水平方向的力会远大于小明的重力，可能大于最大静摩擦力
故选A。
5．D
【详解】ACD．对车受力分析，受重力、支持力和阻力，重力的大小方向均不变，重力产生两个作用效果，使物体沿斜面下滑，使物体紧压斜面，设斜面倾角为，将重力按照作用效果分解如图：
由几何关系可得，平行斜面分量为：
由于引桥越长，坡角越小，越小；垂直斜面分量为：
压力等于重力垂直斜面分量，变小，压力变大，摩擦力变大，故D正确，AC错误；
B．物体重力不变，故B错误。
6．C
【详解】对车受力分析，受重力、支持力和阻力，物体重力不变，B错误；重力产生两个作用效果，使物体沿斜面下滑，使物体紧压斜面，设斜面倾角为θ，将重力按照作用效果正交分解，如图：
由几何关系可得：平行斜面分量为G1=mgsinθ，由于引桥越长，坡角θ越小，G1越小，故C正确；θ变小，压力变大，故摩擦力变大，故AD错误；故选C.
7．C
【详解】当如图所示时
的大小最小，即
则的大小大于或等于5N即可。
故选C。
8．A
【详解】A、两个力合成的最大值为3N+3N=6N，小于10N，故A不可能；
B、6N与6N合成最大12N，最小0N，可以为10N，故B可能；
C、100N与100N合成最大200N，最小0N，可以为10N，故C可能；
D、400N与400N合成最大800N，最小0N，可以为10N，故D可能；
本题选择不可能，故选A.
9．C
【详解】金属球受到的重力产生两个作用效果，压AB面和压BC面，作图如下
对AB面的压力等于分力，对BC面的压力等于分力，由几何关系得
故选C。
10．C
【详解】受力如图所示
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
则
故选C。
11．C
【详解】由于物体向右运动，所以物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，即
在竖直方向上，有
联立可得
故选C。
12．A
【详解】A．甲图中，水平方向合力大小为
所以合外力大小为
故A正确；
B．乙图中，水平方向合力大小为
竖直方向合力大小为
所以合外力大小为
故B错误；
C．丙图中，F2与F3的合力等于F1，所以三个力的合力大小为
故C错误；
D．丁图中，三个力的图示首尾相接构成一个矢量三角形，所以合外力为零，故D错误。
故选A。
13．B
【详解】依据力的作用效果将铁球对结点O的拉力分解如图所示
据平行四边形定则可得
FB>FA
又因为两绳承受的最大拉力相同，故当在球内不断注入铁砂时，BO绳受到的拉力先达到最大值，BO绳先断。
故选B。
14．C
【详解】在木盒内放砝码或作用一竖直向下力，重力的下滑分力与滑动摩擦力同时增加，且依然相等，故木盒还是继续匀速下滑，ABD错误，C正确。
故选C。
15．BC
【详解】设轻绳的拉力为T，拉甲物体时与水平方向夹角为
A．将甲沿水平地板向右缓慢移动少许后，变大，而轻绳拉力T仍等于乙物体的重量，大小保持不变，A错误；
BC．对甲物体进行受力分析可知
而
整理得
随着角度的增大，支持力减小，静摩擦力减小。
BC正确；
D．悬挂滑轮的绳的张力等于两段轻绳拉力的合力，而两段绳子夹角变小，合力变大，因此悬挂滑轮的绳的张力变大，D错误。
故选BC。
16．AC
【详解】A．根据牛顿第三定律得知千斤顶对汽车的支持力等于汽车对千斤顶的压力，为，故A正确；
B．将汽车对千斤顶的压力分解沿两臂的两个分力，根据对称性可知两臂受到的压力大小相等，由得
故B错误；
CD．继续摇动把手，两臂靠拢，夹角减小，由分析可知，不变，当减小时，增大，减小，故C正确，D错误；
故选AC。
17．AC
【详解】10N和10N的合力范围是[0,20N]，而5N在合力范围内，可知5N的力可能分解为两个10N的力，选项A正确；3N和14N的合力范围是[11N，17N]，而5N不在合力范围内，可知5N的力不能分解为3N和14N的力，选项B错误；Fl、F2与F可以在同一直线上，选项C正确；Fl、F2不可能同时与F垂直，选项D错误．
18．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。
19．
【详解】沿水平方向和竖直方向将手掌对水的作用力分解，则有该力在水平方向的分力大小为
20． 346 692
【详解】[1]OB、OA绳中的拉力大小均等于A的重力大小，即
物体B所受摩擦力大小为
[2]OC绳的拉力大小为
21．15
【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。
22．（1）；（2） ；
【详解】(1)受力分析以及合成如图所示：
根据共点力平衡条件可得：
；
(2)受力分析以及力的分解示意图如图所示：
可得绳索对物资的拉力：
。
23．，G1=Gcosθ，G2=Gsinθ
【详解】重力的分解如图
由几何关系得
G1=Gcosθ，G2=Gsinθ
24．(1)12N；(2)9N
【详解】以结点C为研究对象，受力情况如图所示，因为处于静止状态，F1=15N，在x轴上，AC绳的拉力
F2=F1cos37°=12N
在y轴上，BC绳的拉力
F3=F1sin37°=9N
A物体处于静止，在水平方向受到的摩擦力f大小与绳AC拉力大小相等，即
f=F2=12N
B物体处于静止，则
GB=F3=9N
25．52N，方向水平向右
【详解】货箱受到的合力
合力的方向水平向右。
26．mgtan
【详解】以小球为研究对象，将重力mg按效果进行分解，作出力分解图，如图。
则球对挡板的压力等于：
。
27．（1）；（2），
【分析】将小球的重力按作用效果进行分解，作出力的示意图，根据数学知识求出球对斜面的压力和对挡板的压力，再根据牛顿第三定律求解。
【详解】（1）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F1、F2，如图所示
（2）由几何知识可得，球对挡板的压力大小为
球对斜面的压力大小为
【点睛】本题主要考查了用分解法研究物体的平衡问题，基本思路是：首先根据重力的作用效果，确定两个分力的方向，再将重力进行分解，最后求解两个分力；本题也可以根据力的合成进行求解。
28．（1）；（2） ，
【详解】（1）以小球为研究对象，将重力按效果进行分解，分解成垂直于挡板和垂直于斜面的两个分力，作出力的分解图，如图所示
（2）根据几何知识可得
试卷第1页，共3页
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