2024年新教材高中物理第三章相互作用-力4力的合成和分解檢測含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGEPAGE6力的合成和分解【基礎(chǔ)鞏固】1.關(guān)于共點(diǎn)力,下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力,假如大小相等,方向相反,這兩個(gè)力是共點(diǎn)力B.作用在一個(gè)物體上的兩個(gè)力,假如是一對(duì)平衡力,則這兩個(gè)力是共點(diǎn)力C.作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力,假如它們的作用點(diǎn)不在同一點(diǎn)上,則這幾個(gè)力不肯定是共點(diǎn)力D.作用在一個(gè)物體上的幾個(gè)力,假如它們的作用線交于一點(diǎn),則這幾個(gè)力是共點(diǎn)力答案:A2.如圖所示,小球被輕繩系住靜止在光滑的斜面上.若按力的實(shí)際作用效果來分解,小球受到的重力G的兩個(gè)分力方向分別是圖中的 ()A.1和4 B.2和4 C.3和4 D.3和2答案:C3.有始終角V形槽固定在水平面上,其截面如圖所示,BC面與水平面間的夾角為60°,有一質(zhì)量為m的正方體勻稱木塊放在槽內(nèi),木塊與BC面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,與AB面間無摩擦,重力加速度為g.現(xiàn)用垂直于紙面對(duì)里的力推木塊使之沿槽運(yùn)動(dòng),則木塊受到的摩擦力為 ()A.12μmg B.32μmg C.22答案:A4.如圖所示,物塊在力F作用下向右沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng),則物塊所受的摩擦力Ff與拉力F的合力方向應(yīng)當(dāng)是 ()A.水平向右 B.豎直向上 C.向右偏上 D.向左偏上答案:B5.如圖所示,若水桶上繩子的狀況有a、b、c三種,則提水時(shí)繩子在哪種狀況下更簡單斷 ()A.aB.bC.cD.以上說法都不對(duì)答案:A6.如圖甲所示,斜拉橋的塔柱兩側(cè)有很多鋼索,它們的一端都連在塔柱上.對(duì)于每一對(duì)鋼索,它們的上端可以看成連在一起,即兩根鋼索對(duì)塔柱的拉力F1、F2作用在同一點(diǎn),它們對(duì)塔柱共同作用的效果等效于塔柱似乎受到一個(gè)豎直向下的力F一樣,如圖乙所示.這樣,塔柱便能穩(wěn)固地聳立在橋上,不會(huì)因鋼索的牽拉而發(fā)生傾斜,甚至倒下.假如斜拉橋塔柱兩側(cè)的鋼索不能對(duì)稱分布,如圖丙所示,要保持塔柱所受的合力豎直向下,那么鋼索AC、AB的拉力FAC、FAB應(yīng)滿意 ()甲乙丙A.FAC∶FAB=1∶1B.FAC∶FAB=sinβ∶sinαC.FAC∶FAB=cosβ∶cosαD.FAC∶FAB=sinα∶sinβ答案:B7.如圖所示,一名騎獨(dú)輪車的雜技演員在空中鋼索上表演,假如鋼索能承受的最大拉力是2000N,演員和獨(dú)輪車的總質(zhì)量為80kg,獨(dú)輪車兩側(cè)的鋼索最大成150°角,鋼索能平安運(yùn)用嗎?鋼索重力不計(jì),cos75°=0.259,g取10m/s2.解析:對(duì)鋼索上與車輪接觸的點(diǎn)進(jìn)行受力分析,如圖所示.其中FT1、FT2為兩側(cè)鋼索對(duì)O點(diǎn)的拉力,且FT1=FT2,FN為O點(diǎn)受到的獨(dú)輪車的壓力,FT1和FT2的合力FT的大小與FN的大小相等,FN在數(shù)值上等于人和車的重力mg.由幾何關(guān)系得2FT1cos75°=mg,所以FT1=mg2cos75°=80×102×0.259N=1544N,即F答案:鋼索能平安運(yùn)用.【拓展提高】8.假期里,一位同學(xué)在廚房里幫媽媽做菜,對(duì)菜刀產(chǎn)生了愛好.他發(fā)覺菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣,刀刃前部(縱截面)的頂角小,后部(縱截面)的頂角大,如圖所示。他先后做出下列猜想,其中合理的是 ()A.刀刃前部和后部厚薄不勻,僅是為了打造便利,外形美觀,跟運(yùn)用功能無關(guān)B.在刀背上施加同樣的壓力時(shí),分開其他物體的力跟刀刃厚薄無關(guān)C.在刀背上施加同樣的壓力時(shí),頂角越大,分開其他物體的力越大D.在刀背上施加同樣的壓力時(shí),頂角越小,分開其他物體的力越大解析:把刀刃部分抽象后,可簡化成一個(gè)等腰三角形,設(shè)頂角為2θ,背寬為d,側(cè)面長為l,如圖所示.當(dāng)在刀背上施加壓力F后,等效于產(chǎn)生垂直側(cè)面的兩個(gè)分力F1、F2,運(yùn)用中依靠這兩個(gè)分力分開被加工的其他物體.由對(duì)稱性知,這兩個(gè)分力大小相等(F1=F2),因此畫出的力分解的平行四邊形為菱形,在這個(gè)力的平行四邊形中,取其四分之一考慮(圖中陰影部分).由幾何關(guān)系有F1F2=ld2=1sinθ,解得F1=F2=F2sinθ.由此可見,刀背上施加肯定的壓力F答案:D9.便攜式液壓擴(kuò)張機(jī)廣泛應(yīng)用于交通事故、地震等意外事故和災(zāi)難救援,它可產(chǎn)生很大的作用力,使金屬結(jié)構(gòu)變形.便攜式液壓擴(kuò)張機(jī)的原理示意圖如圖所示,A、B為活動(dòng)鉸鏈,C為固定鉸鏈,在A處作用一水平力F,B處滑塊就以比F大得多的力向上頂物體D,已知圖中2l=1.0m,b=0.05m,F=400N,B與左壁接觸,接觸面光滑,滑塊和桿的重力不計(jì),則D受到向上頂?shù)牧Υ笮?()A.3000N B.2000NC.1000N D.500N解析:將力F按作用效果沿AB和AC兩個(gè)方向進(jìn)行分解,作出力的分解圖如圖甲所示,則F1=F2,2F1cosα=F,所以F1=F2=F2cos甲乙再將F1按作用效果分解為FN和FN',作出力的分解圖如圖乙所示,則FN=F1sinα,聯(lián)立以上各式可得FN=Ftanα2.依據(jù)幾何學(xué)問可知tanα=lb=10,所以F答案:B10.如圖所示,一物體受到1N、2N、3N、4N四個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài),沿3N力的方向做勻速直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)保持1N、3N、4N三個(gè)力的方向和大小不變,而將2N的力繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)60°,此時(shí)作用在物體上的合力大小為 ()A.2N B.22N C.3N D.33N解析:由題意可知,起先時(shí),四個(gè)力的合力為0,可知1N、3N、4N三個(gè)力的合力為2N,方向與2N的力方向相反;當(dāng)2N的力繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)60°,其他三個(gè)力的合力不變,那么現(xiàn)在等效為物體受大小為2N的兩個(gè)力共同作用,這兩個(gè)力的夾角為120°,因此這兩個(gè)力的合力大小為2N,故選項(xiàng)A正確.答案:A11.如圖所示,材料相同的繩子AO、BO、CO將鋼梁水平吊起,若鋼梁足夠重時(shí),繩子AO先斷,則 ()A.θ<120°B.θ=120°C.θ>120°D.不論θ為何值,AO總是先斷解析:分析O點(diǎn)的受力,如圖所示.繩子BO和CO的拉力的合力與繩子AO的拉力等大反向,依據(jù)對(duì)稱性可知,繩BO與繩CO拉力大小相等,FAO2=FBO·cosθ2;若鋼梁足夠重時(shí),繩子AO先斷,則FAO>FBO答案:A【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】12.現(xiàn)有一段棉線、一把刻度尺、一個(gè)質(zhì)量已知的重物,試設(shè)計(jì)一種試驗(yàn)方案,測出此段棉線能承受的最大拉力.解析:如圖甲所示,在一根長度已知的棉線的中點(diǎn)懸掛重力已知的重物,然后沿著刻度尺將雙手漸漸分開,視察分開到什么距離時(shí)棉線斷了,就可計(jì)算棉線能承受的最大拉力.甲乙首先把重物系在棉線中點(diǎn)上,然后測出棉線中點(diǎn)到