2024年新教材高中物理第三章相互作用-力4力的合成和分解检测含解析新人教版必修第一册

PAGEPAGE6力的合成和分解【基础巩固】1.关于共点力,下列说法错误的是 ()A.作用在一个物体上的两个力,假如大小相等,方向相反,这两个力是共点力B.作用在一个物体上的两个力,假如是一对平衡力,则这两个力是共点力C.作用在一个物体上的几个力,假如它们的作用点不在同一点上,则这几个力不肯定是共点力D.作用在一个物体上的几个力,假如它们的作用线交于一点,则这几个力是共点力答案:A2.如图所示,小球被轻绳系住静止在光滑的斜面上.若按力的实际作用效果来分解,小球受到的重力G的两个分力方向分别是图中的 ()A.1和4 B.2和4 C.3和4 D.3和2答案:C3.有始终角V形槽固定在水平面上,其截面如图所示,BC面与水平面间的夹角为60°,有一质量为m的正方体匀称木块放在槽内,木块与BC面间的动摩擦因数为μ,与AB面间无摩擦,重力加速度为g.现用垂直于纸面对里的力推木块使之沿槽运动,则木块受到的摩擦力为 ()A.12μmg B.32μmg C.22答案:A4.如图所示,物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动,则物块所受的摩擦力Ff与拉力F的合力方向应当是 ()A.水平向右 B.竖直向上 C.向右偏上 D.向左偏上答案:B5.如图所示,若水桶上绳子的状况有a、b、c三种,则提水时绳子在哪种状况下更简单断 ()A.aB.bC.cD.以上说法都不对答案:A6.如图甲所示,斜拉桥的塔柱两侧有很多钢索,它们的一端都连在塔柱上.对于每一对钢索,它们的上端可以看成连在一起,即两根钢索对塔柱的拉力F1、F2作用在同一点,它们对塔柱共同作用的效果等效于塔柱似乎受到一个竖直向下的力F一样,如图乙所示.这样,塔柱便能稳固地耸立在桥上,不会因钢索的牵拉而发生倾斜,甚至倒下.假如斜拉桥塔柱两侧的钢索不能对称分布,如图丙所示,要保持塔柱所受的合力竖直向下,那么钢索AC、AB的拉力FAC、FAB应满意 ()甲乙丙A.FAC∶FAB=1∶1B.FAC∶FAB=sinβ∶sinαC.FAC∶FAB=cosβ∶cosαD.FAC∶FAB=sinα∶sinβ答案:B7.如图所示,一名骑独轮车的杂技演员在空中钢索上表演,假如钢索能承受的最大拉力是2000N,演员和独轮车的总质量为80kg,独轮车两侧的钢索最大成150°角,钢索能平安运用吗?钢索重力不计,cos75°=0.259,g取10m/s2.解析:对钢索上与车轮接触的点进行受力分析,如图所示.其中FT1、FT2为两侧钢索对O点的拉力,且FT1=FT2,FN为O点受到的独轮车的压力,FT1和FT2的合力FT的大小与FN的大小相等,FN在数值上等于人和车的重力mg.由几何关系得2FT1cos75°=mg,所以FT1=mg2cos75°=80×102×0.259N=1544N,即F答案:钢索能平安运用.【拓展提高】8.假期里,一位同学在厨房里帮妈妈做菜,对菜刀产生了爱好.他发觉菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样,刀刃前部(纵截面)的顶角小,后部(纵截面)的顶角大,如图所示。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匀,仅是为了打造便利,外形美观,跟运用功能无关B.在刀背上施加同样的压力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C.在刀背上施加同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大D.在刀背上施加同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大解析:把刀刃部分抽象后,可简化成一个等腰三角形,设顶角为2θ,背宽为d,侧面长为l,如图所示.当在刀背上施加压力F后,等效于产生垂直侧面的两个分力F1、F2,运用中依靠这两个分力分开被加工的其他物体.由对称性知,这两个分力大小相等(F1=F2),因此画出的力分解的平行四边形为菱形,在这个力的平行四边形中,取其四分之一考虑(图中阴影部分).由几何关系有F1F2=ld2=1sinθ,解得F1=F2=F2sinθ.由此可见,刀背上施加肯定的压力F答案:D9.便携式液压扩张机广泛应用于交通事故、地震等意外事故和灾难救援,它可产生很大的作用力,使金属结构变形.便携式液压扩张机的原理示意图如图所示,A、B为活动铰链,C为固定铰链,在A处作用一水平力F,B处滑块就以比F大得多的力向上顶物体D,已知图中2l=1.0m,b=0.05m,F=400N,B与左壁接触,接触面光滑,滑块和杆的重力不计,则D受到向上顶的力大小为 ()A.3000N B.2000NC.1000N D.500N解析:将力F按作用效果沿AB和AC两个方向进行分解,作出力的分解图如图甲所示,则F1=F2,2F1cosα=F,所以F1=F2=F2cos甲乙再将F1按作用效果分解为FN和FN',作出力的分解图如图乙所示,则FN=F1sinα,联立以上各式可得FN=Ftanα2.依据几何学问可知tanα=lb=10,所以F答案:B10.如图所示,一物体受到1N、2N、3N、4N四个力作用而处于平衡状态,沿3N力的方向做匀速直线运动,现保持1N、3N、4N三个力的方向和大小不变,而将2N的力绕O点旋转60°,此时作用在物体上的合力大小为 ()A.2N B.22N C.3N D.33N解析:由题意可知,起先时,四个力的合力为0,可知1N、3N、4N三个力的合力为2N,方向与2N的力方向相反;当2N的力绕O点旋转60°,其他三个力的合力不变,那么现在等效为物体受大小为2N的两个力共同作用,这两个力的夹角为120°,因此这两个力的合力大小为2N,故选项A正确.答案:A11.如图所示,材料相同的绳子AO、BO、CO将钢梁水平吊起,若钢梁足够重时,绳子AO先断,则 ()A.θ<120°B.θ=120°C.θ>120°D.不论θ为何值,AO总是先断解析:分析O点的受力,如图所示.绳子BO和CO的拉力的合力与绳子AO的拉力等大反向,依据对称性可知,绳BO与绳CO拉力大小相等,FAO2=FBO·cosθ2;若钢梁足够重时,绳子AO先断,则FAO>FBO答案:A【挑战创新】12.现有一段棉线、一把刻度尺、一个质量已知的重物,试设计一种试验方案,测出此段棉线能承受的最大拉力.解析:如图甲所示,在一根长度已知的棉线的中点悬挂重力已知的重物,然后沿着刻度尺将双手渐渐分开,视察分开到什么距离时棉线断了,就可计算棉线能承受的最大拉力.甲乙首先把重物系在棉线中点上,然后测出棉线中点到