高中物理 第三章 第四節(jié) 力的合成與分解課時作業(yè) 粵教版必修1

第四節(jié)力的合成與分解1．力的平行四邊形定則：如果用表示兩個共點力的線段為鄰邊作一個平行四邊形，則這兩個鄰邊之間的對角線就表示合力的大小和方向．2．當(dāng)兩個共點力F1、F2大小一定時，合力F的大小和方向隨著F1、F2之間的夾角θ而變化．當(dāng)夾角θ＝0°時，力F1、F2在同一直線上且方向相同，F(xiàn)＝________，方向跟兩個力的方向________，此時，合力最大．當(dāng)夾角θ＝180°時，力F1、F2在同一直線上且方向相反，F(xiàn)＝|F1－F2|，方向跟兩個力中________________相同，此時，合力最?。?dāng)夾角θ＝90°，F(xiàn)＝____________.由上述分析可知，合力的大小可在最大值和最小值之間取值，取值范圍為_____≤F≤______.3．已知一個力求它的分力的過程，叫____________，力的分解是____________的逆運算，同樣遵從平行四邊形定則．4．把一個已知力F作為平行四邊形的對角線，那么，與力F共點的平行四邊形的兩個________就表示力F的兩個分力．在不同情況下，作用在物體上的同一個力可以產(chǎn)生幾個不同的效果，如果沒有其他限制，同一個力可以分解為________對大小、方向不同的分力，所以一個已知力要根據(jù)力的實際___進行分解．5．(雙選)關(guān)于合力，下列說法正確的是()A．一個力的作用效果如果與幾個力共同作用產(chǎn)生的效果相同，這個力就叫那幾個力的合力B．合力一定大于任何一個分力C．合力就是幾個力的代數(shù)和D．合力小于任何一個分力是可能的6．(雙選)以下關(guān)于分力和合力的關(guān)系的敘述中，正確的是()A．合力和它的兩個分力同時作用于物體上B．合力的大小等于兩個分力大小的代數(shù)和C．合力可能小于它的任一個分力D．合力的大小可能等于某一個分力的大小7．已知合力的大小和方向求兩個分力時，下列說法中錯誤的是()A．若已知兩個分力的方向，分解是唯一的B．若已知一個分力的大小和方向，分解是唯一的C．若已知一個分力的大小及另一個分力的方向，分解是唯一的D．此合力可以分解成兩個與合力等大的分力8．把一個力分解為兩個力的時候()A．一個分力變大時，另一個分力一定要變小B．兩個分力不能同時變大C．無論如何分解，兩個分力不能同時小于這個力的一半D．無論如何分解，兩個分力不能同時大于這個力的2倍【概念規(guī)律練】知識點一平行四邊形定則1．下列說法中錯誤的是()A．力的合成遵循平行四邊形定則B．一切矢量的合成都遵循平行四邊形定則C．以兩個分力為鄰邊的平行四邊形的兩條對角線都是它們的合力D．與兩個分力共點的那一條對角線所表示的力是它們的合力2．已知F1＝F2＝10N，求以下兩種情況下二力的合力：(1)F1與F2垂直．(2)F1與F2成120°角．知識點二力的分解3．下列說法錯誤的是()A．力的分解是力的合成的逆運算B．把一個力分解為兩個分力，這兩個分力共同作用的效果應(yīng)當(dāng)與該力作用的效果相同C．力的合成和力的分解都遵循平行四邊形定則D．部分小于全體，分力一定小于合力4．(雙選)如圖1所示，物體放在光滑斜面上，所受重力為G，斜面支持力為FN，設(shè)使物體沿斜面下滑的力是F1，則()圖1A．G是可以分解為F1和對斜面的壓力F2B．F1是G沿斜面向下的分力C．F1是FN和G的合力D．物體受到G、FN、F1和F2(垂直于斜面使物體緊壓斜面的力)的作用知識點三按力的效果分解力5.圖2在斜面上的人，受到豎直向下的重力的作用，但又不可能豎直落下，而是要沿著斜面滑下，如圖2所示．在這種情況下，應(yīng)將重力怎樣分解？已知人所受的重力為G，斜面的傾角為θ，求分力G1和G2的大?。?.圖3如圖3所示，在三角形支架B點用一根細繩掛一個重為120N的重物G，已知θ＝30°，求橫梁BC和斜梁AB所受的力(A、C處為光滑鉸鏈連接)．【方法技巧練】用圖解法和計算法求物體所受合力7.圖4如圖4所示，物體受到大小相等的兩個拉力作用，每個拉力都是20N，夾角是60°，求這兩個力的合力．(用兩種方法求)8．受斜向上的恒定拉力作用，物體在粗糙水平面上做勻速直線運動，則下列說法正確的是()A．拉力在豎直方向的分量一定大于重力B．拉力在豎直方向的分量一定等于重力C．拉力在水平方向的分量一定大于摩擦力D．拉力在水平方向的分量一定等于摩擦力9．(雙選)圖5如圖5所示，質(zhì)量為m的物體在恒力F作用下沿水平地面做勻速直線運動，物體與地面間動摩擦因數(shù)為μ，則物體受到的摩擦力的大小為()A．FsinθB．FcosθC．μ(Fsinθ＋mg)D．μ(mg－Fsinθ)1．(雙選)物體同時受到同一平面內(nèi)的三個力的作用，下列幾組力的合力可能為零的是()A．5N、7N、8NB．5N、1N、3NC．1N、5N、10ND．10N、10N、10N2．(雙選)如圖6所示，光滑斜面上物體的重力mg分解為F1、F2兩個力，下列說法中正確的是()圖6A．F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力，F(xiàn)2是物體對斜面的壓力B．物體受到mg、FN、F1、F2四個力的作用C．物體只受到重力mg和斜面的支持力FN的作用D．力FN、F1、F2三個力的作用效果與mg、FN兩個力的作用效果相同3．重100N的物體放在水平地面上，今用60N的力豎直向上提物體，則物體所受的合力為()A．0B．40N，方向向下C．60N，方向向上D．100N，方向向下4．如圖7所示為兩個共點力的合力F隨兩分力的夾角θ變化的圖象，則這兩個分力的大小分別為()圖7A．1N和4NB．2N和3NC．1N和5ND．2N和4N5.圖8如圖8所示，物體M在斜向右下方的推力F作用下，在水平地面上恰好做勻速運動，則推力F和物體M受到的摩擦力的合力方向是()A．豎直向下B．豎直向上C．斜向下偏左D．斜向下偏右6.圖9如圖9所示，兩個共點力F1、F2的大小一定，夾角θ是變化的，合力為F.在θ角從0°逐漸增大到180°的過程中，合力F的大小變化情況為()A．從最小逐漸增加到最大B．從最大逐漸減小到零C．從最大逐漸減小到最小D．先增大后減小7.圖10如圖10所示，用一根細繩和一根輕桿組成三角支架，繩的一端繞在手指上，桿的一端頂在掌心，當(dāng)A處掛上重物時，繩與桿對手指和手掌均有作用，對這兩個作用力的方向(如下圖所示)判斷完全正確的是()8．將質(zhì)量為m的長方形木塊放在水平桌面上，用與水平方向成α角的斜向右上方的力F拉木塊，如圖11所示，則()圖11A．力F的水平分力為Fcosα，等于木塊受到的摩擦力B．力F的豎直分力為Fsinα，它使物體m對桌面的壓力比mg小C．力F的豎直分力為Fsinα，它不影響物體對桌面的壓力D．力F與木塊重力mg的合力方向可以豎直向上9．為了行車方便和安全，高大的橋要造很長的引橋，其主要目的是()A．增大過橋車輛受到的摩擦力B．減小過橋車輛的重力C．增大過橋車輛的重力平行于橋面向上的分力D．減小過橋車輛的重力平行于橋面向下的分力10.圖12如圖12所示，一個半徑為r、重為G的光滑均勻球，用長度為r的細繩掛在豎直光滑的墻壁上，則繩子的拉力F和球?qū)Ρ趬毫N的大小分別是()A．G，G/2B．2G，GC.eq\r(3)G，eq\r(3)G/2D．2eq\r(3)G/3，eq\r(3)G/3題號12345678910答案11.如圖13所示，水平電線AB對電線桿的拉力是300N，斜牽引索BC對電線桿的拉力是500N，這時電線桿正好和水平地面垂直．如果電線桿自重800N，那么電線桿對地面的壓力是多大？圖1312．在圖14中，電燈的重力為20N，繩AO與天花板間的夾角為45°，繩BO水平，求繩AO、BO所受拉力的大?。畧D14第四節(jié)力的合成與分解課前預(yù)習(xí)練2．F1＋F2相同較大的力的方向eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))|F1－F2|F1＋F23．力的分解力的合成4．鄰邊無數(shù)作用效果5．AD[力的合成遵循力的平行四邊形定則，力是矢量，既有大小，又有方向，所以求幾個力的合力是求這幾個力的矢量和，C錯．合力的大小可能大于任何一個分力，也可能小于任何一個分力，D對．]6．CD7.C8．C[設(shè)把一個力F分解為F1、F2兩個分力，當(dāng)F1、F2在一條直線上且方向相反時，則有F＝F1－F2，當(dāng)F1變大時，F(xiàn)2也變大，A、B錯．F1、F2可以同時大于F的2倍，D錯．當(dāng)將F沿一條直線分解為兩個方向相同的力F1、F2，則有F＝F1＋F2，可知F1、F2不可能同時小于eq\f(1,2)F，C對．]課堂探究練1．C2．見解析解析(1)當(dāng)F1與F2垂直時，由平行四邊形定則作出平行四邊形，如圖甲所示，由勾股定理可得：F＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2))＝eq\r(2)F1＝14.14N.合力的方向與F1的夾角θ為：tanθ＝F2/F1＝10/10＝1，θ＝45°.(2)當(dāng)F1，F(xiàn)2互成120°角時，作出平行四邊形，由于F1＝F2，故所得平行四邊形為菱形，且F平分F1、F2的夾角，如圖乙所示，F(xiàn)＝F1＝F2＝10N，F(xiàn)與F1的夾角θ＝60°.點評作出力的合成的示意圖，將求解合力的物理問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)的幾何問題，利用數(shù)學(xué)知識來解決該問題．3．D4．BC[重力G可分解為使物體沿斜面下滑的力F1和垂直于斜面使物體緊壓斜面的力F2，選項B正確，A錯誤．F2是重力的一個分力，不是(物體)對斜面的壓力(該壓力的本質(zhì)是彈力，受力物體是斜面，完全不是一回事)．因F1和F2是G的兩個分力，F(xiàn)1、F2與G是等效替代關(guān)系，不同時出現(xiàn)，不重復(fù)考慮，選項D錯．物體放在光滑斜面上只受到重力G和支持力FN兩個力的作用．因為在垂直于斜面方向上，F(xiàn)2與FN平衡，故F1可以說是FN和G的合力(可以依據(jù)平行四邊形定則作出)，選項C正確．]5．見解析解析重力產(chǎn)生兩個效果：一個是在平行于斜面方向上，使人沿斜面下滑；另一個是在垂直于斜面方向上，使人緊壓斜面．可見，重力G可以分解為平行斜面使人下滑的分力G1，以及垂直于斜面使人緊壓斜面的分力G2.以重力G為對角線，作力的平行四邊形，使平行四邊形的兩組對邊分別與斜面平行和垂直．由數(shù)學(xué)知識得G1＝Gsinθ，G2＝Gcosθ.6．120eq\r(3)N240N解析豎直繩上拉力等于物體的重力G，將該力分解為拉AB的力FAB和壓BC的力FBC，如下圖所示：由幾何關(guān)系可得：FAB＝eq\f(G,sinθ)＝eq\f(120,sin30°)N＝240N，F(xiàn)BC＝eq\f(G,tanθ)＝eq\f(120,tan30°)N＝120eq\r(3)N.7．用作圖法求得合力為35N，用計算法求得合力為34.6N解析解法一取圖(1)中的某段長表示5N，作出平行四邊形，量得對角線長即可求出合力F大小為35N，合力的方向沿F1、F2夾角的平分線．解法二由于兩個力大小相等，所以作出的平行四邊形是菱形，可用計算法求得合力F，如圖(2)所示，F(xiàn)＝2F1cos30°＝eq\r(3)F1＝34.6N.8．D[物體受力如右圖，因為物體勻速直線運動，故所受合外力為零，各方向合外力為零．則：Fcosθ＝f，即f>0，f＝μFN，即FN>0，F(xiàn)N＝mg－Fsinθ，所以mg>Fsinθ，故只有D項符合題意．]9．BC[先對物體進行受力分析，如右圖所示，然后對力F進行正交分解，F(xiàn)產(chǎn)生兩個效果：使物體水平向前F1＝Fcosθ，同時使物體壓緊水平面F2＝Fsinθ.由力的平衡可得F1＝f，F(xiàn)2＋G＝FN，又滑動摩擦力f＝μFN，即可得f＝Fcosθ＝μ(Fsinθ＋G)．]方法總結(jié)正交分解法不僅可以應(yīng)用于力的分解，也可應(yīng)用于其他任何矢量的分解，我們選取坐標(biāo)系時，可以是任意的，不過選擇合適的坐標(biāo)系可以使問題簡化，通常坐標(biāo)系的先取有兩個原則：(1)使盡量多的矢量落在坐標(biāo)軸上，(2)盡量使未知量落在坐標(biāo)軸上．課后鞏固練1．AD[對于A組，5N和7N的合力F所在的范圍是：2N≤F≤12N,8N處在合力范圍內(nèi)，A組合力可能為零，同理可知D組合力也可能為零，A、D正確．]2．CD3．A[60N的力提不起100N的物體，物體受地面支持力40N，物體靜止，合力為零．]4．B[由圖象知，兩力方向相同時，合力為5N．即F1＋F2＝5N；方向相反時，合力為1N，即F1－F2＝1N.故F1＝3N，F(xiàn)2＝2N，B正確．]5．A[物體M受四個力作用，支持力和重力都在豎直方向上，故推力F與摩擦力的合力一定在豎直方向上，由于推力F的方向斜向下，由此可斷定力F與摩擦力的合力一定豎直向下．]6．C[兩個力的合力隨著分力間夾角的減小而增大，夾角為0°時合力最大；合力隨著分力間夾角的增大而減小，夾角為180°時合力最小，所以選項C正確．]7．D8.B9．D[引橋越長，橋面與水平面間的夾角