2019-2020年新教材高中物理 课时分层作业10 力的分解（含解析）鲁科版必修1

课时分层作业(十)(时间：40分钟分值：100分)[合格基础练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．(多选)下列说法正确的是()A．2N的力可以分解成6N和3N的两个分力B．10N的力可以分解成5N和3N的两个分力C．2N的力可以分解成6N和5N的两个分力D．10N的力可以分解成10N和10N的两个分力CD[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6N和3N的合力的范围是3N≤F≤9N，故合力不可能是2N，即2N的力不能分解为6N和3N的两个分力．同理B选项也不符合．]2．如图所示，把光滑斜面上的物体所受重力mg分解为F1、F2两个力．图中N为斜面对物体的支持力，则下列说法正确的是()A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力B．物体受到mg、N、F1、F2共四个力的作用C．F2是物体对斜面的压力D．力N、F1、F2这三个力的作用效果与mg、N这两个力的作用效果相同D[F1是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物体沿斜面下滑，但施力物体不是斜面，故选项A错误；物体受到重力mg和支持力N两个力的作用，F1、F2是重力的分力，故选项B错误；F2是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物体压斜面，F2的大小等于物体对斜面的压力，但两者的受力物体不同，F2的受力物体是物体，物体对斜面的压力的受力物体是斜面，故选项C错误；合力与分力的作用效果相同，故选项D正确．]3.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．通过实验会感受到什么，说法不正确的是()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AC．绳对手指施加作用力的方向沿绳由B指向AD．所挂重物质量越大，绳和杆对手的作用力也越大B[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＝Gcosθ，F2＝Gtanθ可知，物重G越大，F1、F2也越大，故选项D正确．]4．如图所示，质量为10kg的物体静止在平面直角坐标系xOy的坐标原点，某时刻只受到F1和F2的作用，且F1＝10N，F2＝102N，则物体的合力()A．方向沿y轴正方向B．方向沿y轴负方向C．大小等于10ND．大小等于102NC[正交分解如图，故物体的合力为10N，方向沿x轴正向．]5．AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°角，如图所示．若把球的重力G按照作用效果分解，则两个分力的大小分别为()A．12G和32GB．33G和3GC．23G和22GD．22G和32GA[对球所受重力进行分解如图所示．由几何关系得F1＝Gsin60°＝32G，F2＝Gsin30°＝12G，选项A正确．]6．如图所示，物体静止于光滑的水平面上，力F作用于物体上的O点，现要使物体所受的合力沿着OO′方向，那么必须同时再加一个力F′，这个力的最小值是()A．FcosθB．FsinθC．FtanθD．FcotθB[因合力在OO′方向上，由矢量三角形定则可知，把分力F的箭头和线OO′上任一点连起来，这段线段就表示F′，如图所示．由图易得：当F′与合力F合垂直时，即F′与OO′垂直时，F′最小，最小值为Fsinθ.]二、非选择题(14分)7．如图所示，一个重为100N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.[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＝Gtan60°＝1003N方向垂直墙壁向右．球对A点的压力F2＝F′2＝Gcos60°＝200N，方向沿O→A方向．[答案]F1＝1003N，方向垂直墙壁向右F2＝200N，方向沿O→A方向[等级过关练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端都固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳()A．必定是OAB．必定是OBC．必定是OCD．可能是OB，也可能是OCA[由力的分解图知F1最大，故OA先断，A正确．]2．如图所示，是斧头劈木柴的剖面图，其中BC边为斧头背，AB、AC边为斧头的刀面．要使斧头容易劈开木柴，斧头应该()A．BC边与AB、AC边都短一些B．BC边长一些，AB、AC边短一些C．BC边短一些，AB、AC边长一些D．BC边长一些，AB、AC边也长一些C[把斧头所受的向下的力F按力的实际作用效果沿垂直AB、AC边的两个方向分解为F1和F2，设BC与AC成θ角，由图可知F1＝F2，F＝2F1cosθ，所以F1＝F2＝F2cosθ.要使木柴容易劈开，应使F1和F2大一些，则θ应大一些，因此BC边应短一些，AB、AC边应长一些，故C正确．]3．(多选)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．μmgB．μ(mg＋Fsinθ)C．μ(mg－Fsinθ)D．FcosθBD[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Fcosθ＝f，N＝mg＋Fsinθ，又由于f＝μN所以f＝μ(mg＋Fsinθ)，故本题应选B、D.]4．如图所示，用细线悬挂一个均质小球靠在光滑竖直墙上．如果把线的长度缩短，则球对线的拉力T、对墙的压力N的变化情况正确的是()A．T、N都不变B．T减小，N增大C．T增大，N减小D．T、N都增大D[绳对物体的拉力可分解为互相垂直的两分力，如图所示，则Tcosα＝mg，Tsinα＝N.当绳长变短时，α角增大，cosα减小，所以T增大，N增大，故D正确．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(13分)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)[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＋Fsin37°－G＝0①水平方向Fx合＝Fcos37°－f②且f＝μN③联立①②③得Fx合＝52N由于竖直方向合外力为零，所以货箱所受合外力F合＝Fx合＝52N，方向水平向右．[答案]52N，方向水平向右6．(13分)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＝80N，F2＝120N，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？[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＝F1cos30°＝403NF1y＝F1sin30°＝40NF2x＝F2cos30°＝603NF2y＝F2sin30°＝60N(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＝20N时，分力F3最小．(2)三个分力的合力F＝F1x＋F2x＝1003N.[答案](1)20N沿y轴正方向(2)1003N