高中物理人教版必修一限时训练：第三章-5力的分解+Word版含解析

1．(多选)(·百色高一检测)将一个力F分解为两个分力F1和F2，则下列说法中正确的是(　　)
A．F1和F2是物体实际受到的力
B．F1和F2两个分力在效果上可以取代力F
C．物体受到F1、F2和F三个力的作用
D．F是F1和F2的合力
【解析】　对力进行分解时，已知力为物体实际受到的力，分力是用来代替合力的，客观上是不存在的．在进行受力分析时，合力和分力是不能同时考虑的．综上所述，正确的选项是B、D.
【答案】　BD
2．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、F2都与F在同一直线上
C．F1或F2的大小等于F
D．F1、F2的大小和方向都与F相同
【解析】　一个力F可以分解成无数对分力，分力的大小和方向都是不确定的，F1和F2可以与F在同一直线上，但是不可能同时大小也都与F相同，因为两力合力的最大值为两力之和．故应选D.
【答案】　D
3．(多选)将已知力F分解为两个不为零的力，下列情况具有唯一解的是
(　　)
A．已知两个分力的方向，并且不在同一直线上
B．已知一个分力的大小和另一个分力的方向
C．已知两个分力的大小
D．已知一个分力的大小和方向
【解析】　力F分解为不共线的唯一一对分力的条件为已知两个分力的方向或已知一个分力的大小和方向，A、D正确．已知一个分力的大小和另一个分力的方向或已知两个分力的大小，力F一般可分解为两对分力，B、C错误．
【答案】　AD
4．(·莆田一中高一检测)如图3－5－14质量为m的木块静止在一固定的斜面上，已知动摩擦因素为μ，斜面倾角为θ，木块所受摩擦力为(　　)
图3－5－14
A．μmgcos θ　　　　 B．μmgsin θ
C．mgcos θ D．mgsin θ
【解析】　木块的重力有两个效果，一是压紧斜面，二是沿斜面方向使木块有下滑的趋势，沿斜面方向，由二力平衡知，Ff＝mgsin θ，故D正确．
【答案】　D
5．(·武汉一中高一检测)如图3－5－15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(　　)
图3－5－15
A．1 500 N　　　　 B．6 000 N
C．300 N D．1 500 N
【解析】　对作用点作受力分析，受到作用力F和两个绳子等大的拉力．由题目可知绳于与水平方向的夹角正弦值为sin α＝＝0.1，所以绳子的作用力为F绳＝＝1 500 N，A项正确，B、C、D项错误．
【答案】　A
6．(多选)将质量为m的长方形木块放在水平桌面上，用与水平方向成α角的斜向右上方的力F拉木块，如图3－5－16所示，则(　　)
图3－5－16
A．力F的水平分力为Fcos α
B．力F的竖直分力为Fsin α，它使物体m对桌面的压力比mg小
C．力F的竖直分力为Fsin α，它不影响物体对桌面的压力
D．力F与木块重力mg的合力方向可以竖直向上
【解析】　如图所示，将F分解为水平方向和竖直方向的两个分力F1＝Fcos α，F2＝Fsin α，F2有竖直方向提拉作用，故物体对平面的压力减小了．故正确答案为A、B.
【答案】　AB
7．(·黄山高一期末)如图3－5－17所示，细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同，长度MO＞NO，则在不断增加重物G重力的过程中(绳OC不会断)(　　)
图3－5－17
A．ON绳先被拉断
B．OM绳先被拉断
C．ON绳和OM绳同时被拉断
D．因无具体数据，故无法判断哪条绳先被拉断
【解析】　细绳MO与NO所受的拉力在数值上等于重力G沿两细绳方向的分力．如右图，根据平行四边形定则，可知，FON＞FOM，又细绳MO与NO所能承受的最大拉力相同，则在不断增加重物G重力的过程中，一定是ON绳先被拉断．
【答案】　A
8．(·九江一中高一期末)小明想推动家里的衣橱，但使出了吃奶的力气也推不动，他便想了个妙招，如图3－5－18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．下列说法中正确的是
(　　)
图3－5－18
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
【解析】　小明对人字架的中间产生了一个压力，设压力的大小等于重力，并且有沿A、B两木板向外推动的效果，由力的分解知，该分力有可能大于小明的重力，从而推动衣橱，故C正确．
【答案】　C
9．(·长沙期中)如图3－5－19所示是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图．使用时，用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上．撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长．粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚，假设推力大小不变，人走近墙壁使撑竿与墙壁间的夹角越来越小的过程中，撑竿对涂料滚的竖直向上推力为F1，挤压墙壁的力为F2，下列说法正确的是(　　)
图3－5－19
A．F1、F2均减小　　　 B．F1、F2均增大
C．F1减小，F2增大 D．F1增大，F2减小
【解析】　将撑竿的推力根据力的效果，分解如图所示，F1＝Fcos θ，θ减小，F1变大，F2＝Fsin θ，θ减小，F2减小，D对．
【答案】　D
10．(·太原高一检测)如图3－5－20所示，重物G＝200 N，搁放在动摩擦因数μ＝0.2的水平面上，受一个与水平面成37°角斜向上的拉力作用，沿水平面运动，若这一外力F＝100 N，求物体受到的合力．(g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)
图3－5－20
【解析】　物体受力分析如图所示：
正交分解得，竖直方向FN＋Fsin 37°－G＝0
水平方向F合＝Fcos 37°－Ff，且Ff＝μFN
联立得F合＝Fcos 37°－μ(G－Fsin 37°)
代入数据得F合＝52 N
方向水平向右．
【答案】　52 N，方向水平向右
11．如图3－5－21是压榨机的原理示意图，B为固定铰链，A为活动铰链，在A处作用一水平力F，滑块C就以比F大得多的力压物体D，已知图中l＝0.5 m，b＝0.05 m，F＝200 N，C与左壁接触面光滑，求D受到压力多大？(滑块和杆的重力不计)
图3－5－21
【解析】　力F的作用效果对AB、AC两杆沿杆方向产生挤压作用，因此可将F沿AB、AC方向分解为F1、F2如图甲，则F2＝.力F2的作用效果是使滑块C对左壁有水平向左的挤压作用，对物体D有竖直向下的挤压作用，因此，可将F2沿水平方向和竖直方向分解为力F3、F4如图乙，则物体D所受的压力为FN＝F4＝F2sin α＝·sin α＝ tan α.由题图可知tan α＝＝＝10，且F＝200 N，故FN＝1 000 N.
【答案】　1 000 N
12．甲、乙两人在两岸用绳拉小船在河流中行驶，如图3－5－22所示，已知甲的拉力是200 N，拉力方向与航向夹角为60°，乙的拉力大小为200N，且两绳在同一水平面内，
图3－5－22
(1)若要使小船能在河流正中间沿直线行驶，乙用力的方向如何？小船受到两拉力的合力为多大？
(2)若F乙大小未知，要使小船沿直线行驶，乙在什么方向时用力最小，此时小船所受甲乙合力多大？
(3)当θ＝60°时，要使小船沿直线行驶，F乙多大？
【解析】　(1)取船航向为x轴，与船航向垂直为y轴建立坐标系．如图所示，将F甲、F乙沿两坐标轴正交分解，有F甲x＝F甲cos 60°＝200×N＝100 N，F甲y＝F甲sin 60°＝200× N＝100 N.
F乙x＝F乙cos θ.F乙y＝F乙sin θ.若使小船在河流正中间行驶，则必须满足|F乙y|＝|F甲y|＝100 N，即F乙sin θ＝100 N，sin θ＝，故θ＝30°，F乙x＝F乙cos θ＝300 N，小船所受甲乙的合力F合＝F甲x＋F乙x＝100 N＋300 N＝400 N.
(2)当θ＝90°时，F乙有最小值为F乙min＝100 N，方向为垂直于船的航向，此时两拉力的合力F合′＝F甲x＝100 N.
(3)当θ＝60°时，则有F乙sin 60°＝F甲sin 60°，则F乙＝F甲＝200 N.
【答案】　(1)与航向夹角为30°　400 N
(2)与航向垂直100 N　(3)200 N