新人教版高中物理必修第二冊課時作業(yè)1：拓展課　對力的合成和分解的進一步討論

新人教版高中物理必修第一冊PAGEPAGE1拓展課對力的合成和分解的進一步討論基礎(chǔ)過關(guān)1.如圖所示，將光滑斜面上的物體的重力mg分解為F1、F2兩個力，下列結(jié)論正確的是()A.F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力，F(xiàn)2是物體對斜面的正壓力B.物體受mg、FN、F1、F2四個力作用C.物體只受重力mg和彈力FN的作用D.FN、F1、F2三個力的作用效果跟mg、FN兩個力的作用效果不相同解析F1、F2都作用在物體上，施力物體都是地球，選項A錯誤；斜面光滑，所以物體只受重力mg和彈力FN的作用，故選項C正確；F1、F2是重力的兩個分力，它們與重力是等效替代的關(guān)系，效果相同，不能說物體受4個力的作用，所以選項B、D錯誤。答案C2.如圖所示，有2n個大小為F的共點力，沿著頂角為120°的圓錐體的母線方向。相鄰兩個力的夾角都是相等的。這2n個力的合力大小為()A.nF B.2nFC.2(n－1)F D.2(n＋1)F解析在圓錐體兩側(cè)正對的兩個力的夾角為120°，則合力大小為F，方向沿軸線向下，同理，其余正對的兩個力的合力大小亦均為F，故2n個力的合力大小為nF，選項A正確。答案A

3.如圖所示，重為30N的物體A放于水平桌面上，現(xiàn)用大小為20N、方向與水平方向成30°角的力拉物體A，物體A仍保持靜止，則物體A對桌面的壓力為()A.30N B.20NC.10N D.0解析按照力的作用效果把拉力F分解，如圖所示，則F2＝Fsin30°＝20×eq\f(1,2)N＝10N，故桌面對A的支持力FN＝G－F2＝20N。由牛頓第三定律知FN′＝FN＝20N，B項正確。答案B4.減速帶是交叉路口常見的一種交通設(shè)施，車輛駛過減速帶時要減速，以保障行人的安全。當汽車前輪剛爬上減速帶時，減速帶對車輪的彈力為F，下圖中彈力F畫法正確且分解合理的是()解析減速帶對車輪的彈力方向垂直車輪和減速帶的接觸面，指向受力物體，故A、C錯誤；按照力的作用效果分解，將F分解為水平方向和豎直方向，水平方向的分力產(chǎn)生的效果減慢汽車的速度，豎直方向的分力產(chǎn)生向上運動的作用效果，故B正確，D錯誤。答案B5.如圖所示，一攀巖運動員正沿豎直巖壁緩慢攀登，由于身背較重的行囊，重心上移至肩部的O點，總質(zhì)量為60kg。此時手臂與身體垂直，手臂與巖壁夾角為53°，則手受到的拉力和腳受到的作用力分別為(設(shè)手、腳受到的作用力均通過重心O，g取10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6)()A.360N，480NB.480N，360NC.450N，800ND.800N，450N解析如圖所示，根據(jù)運動員的重力的作用效果，將重力mg分解為沿手臂方向的力F1和沿身體方向的力F2，F(xiàn)1＝mgcos53°＝360N，F(xiàn)2＝mgsin53°＝480N。由牛頓第三定律可知手受到的拉力為360N，腳受的作用力為480N，選項A正確。答案A6.如圖所示，將繩子的一端系在汽車上，另一端系在等高的樹干上，兩端點間繩長為10m。用300N的拉力把水平繩子的中點往下拉離原位置0.5m，不考慮繩子的重力和繩子的伸長量，則繩子作用在汽車上的力的大小為()A.1500N B.6000NC.300N D.1500eq\r(3)N解析由題意可知繩子與水平方向的夾角正弦值為sinα＝eq\f(0.5,5)＝0.1，所以繩子的作用力為F繩＝eq\f(F,2sinα)＝1500N，A項正確，B、C、D項錯誤。答案A7.如圖所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對稱楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為α，重力加速度為g。若接觸面間的摩擦力忽略不計，則石塊側(cè)面所受彈力的大小為()A.eq\f(mg,2sinα) B.eq\f(mg,2cosα)C.eq\f(1,2)mgtanαD.eq\f(mg,2tanα)解析石塊的重力產(chǎn)生兩個作用效果，即壓緊兩側(cè)接觸面，把mg沿垂直于兩側(cè)面的方向分解為F1、F2，如圖所示。由幾何關(guān)系可知，F(xiàn)1＝F2＝eq\f(mg,2sinα)，則石塊對接觸面的壓力大小等于eq\f(mg,2sinα)，根據(jù)物體間的相互作用力大小相等，石塊側(cè)面所受彈力的大小等于eq\f(mg,2sinα)。答案A8.人們不可能用雙手掰開一段木樁，然而，若用斧子就容易把樹樁劈開。如圖所示，斧子的兩個斧面間的夾角為θ，兩個斧面關(guān)于豎直平面對稱，當斧子對木樁施加一個豎直向下的力F時，木樁的兩個劈開面受到的側(cè)向壓力()A.FN＝eq\f(F,sin\f(θ,2)) B.FN＝eq\f(F,sinθ)C.FN＝eq\f(F,2sin\f(θ,2)) D.FN＝eq\f(F,2sinθ)解析將力F分解為F1、F2兩個分力，這兩個分力分別與斧子的兩個側(cè)面垂直，根據(jù)對稱性，兩分力F1、F2大小相等，這樣，以F1、F2為鄰邊的平行四邊形就是一個菱形。因為菱形的對角線互相垂直且平分，所以有F1＝F2＝eq\f(F,2sin\f(θ,2))，木樁的兩個劈開面受到的側(cè)向壓力FN＝eq\f(F,2sin\f(θ,2))，選項C正確。答案C能力提升9.如圖所示剪式千斤頂，當搖動手把時，螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n，從而將汽車頂起。當車輪剛被頂起時汽車對千斤頂?shù)膲毫?.0×105N，此時千斤頂兩臂間的夾角為120°，則下列判斷正確的是()A.此時兩臂受到的壓力大小均為5.0×104NB.此時千斤頂對汽車的支持力為2.0×105NC.若繼續(xù)搖動手把，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將增大D.若繼續(xù)搖動手把，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將減小解析汽車的壓力有兩個效果，分別沿120°角的兩臂方向擠壓，所以將此壓力沿120°的兩臂方向分解，如圖所示。F1coseq\f(θ,2)＋F2coseq\f(θ,2)＝F。當θ＝120°時，F(xiàn)1＝F2＝F＝1.0×105N，選項A、B錯誤；繼續(xù)搖動手把，將汽車頂起，θ減小，coseq\f(θ,2)增大，F(xiàn)1、F2均減小，選項C錯誤，D正確。答案D10.如圖所示，一質(zhì)量為m的沙袋用不可伸長的輕繩懸掛在支架上，一練功隊員用垂直于繩的力將沙袋緩慢拉起使繩與豎直方向的夾角為θ＝30°。且繩繃緊，則練功隊員對沙袋施加的作用力大小為()A.eq\f(1,2)mg B.eq\f(\r(3),2)mgC.eq\f(\r(3),3)mg D.eq\r(3)mg解析建立如圖所示的直角坐標系，對沙袋進行受力分析。由平衡條件有Fcos30°－FTsin30°＝0FTcos30°＋Fsin30°－mg＝0聯(lián)立可解得F＝eq\f(1,2)mg，故選項A正確。也可沿F、FT兩個方向建立直角坐標系，只需分解重力mg便可求得F＝mgsin30°＝eq\f(1,2)mg。答案A11.兩個大人和一個小孩拉一條船沿河岸前進。兩個大人對船的拉力分別是F1和F2，其大小和方向如圖所示。今欲使船沿河中心線行駛，求小孩對船施加的最小拉力的大小和方向。解析如圖所示建立直角坐標系，則F1y＝F1sin60°＝200eq\r(3)NF2y＝F2sin30°＝160N因使船沿河中心線行駛，則合力沿河中心線方向，即x軸方向，y軸方向上的合力為零。所以小孩最小拉力的大小為F＝F1y－F2y＝(200eq\r(3)－160)N＝186.4N方向為垂直于河中心線指向y軸負方向。答案186.4N，垂直于河中心線指向右側(cè)12.如圖所示，已知電燈的重力為G＝10N，AO繩與頂板間的夾角為θ＝45°，BO繩水平。(1)請按力的實際作用效果將OC繩對O點的拉力加以分解，并作出示意圖；(2)AO繩所受的拉力和BO繩所受的拉力分別為多大？解析(1)OC繩的拉力產(chǎn)生了兩個效果，一是沿著AO的方向向下拉緊AO的分力