2024-2025学年高中物理课时分层作业13力的分解含解析新人教版必修1

PAGE7-课时分层作业(十三)(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．为了行车的便利与平安，上山的马路都是很长的“之”字形盘山马路，这样做的主要目的是()A．减小上山车辆受到的摩擦力B．减小上山车辆的重力C．减小上山车辆对路面的压力D．减小上山车辆的重力平行于路面对下的分力D[如图所示，重力G产生的效果是使物体下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分力F2，则F1＝Gsinθ，F2＝Gcosθ，倾角θ减小，F1减小，F2增大，同一座山，高度肯定，把马路修成盘山马路时，使长度增加，则路面的倾角减小，即减小上山车辆的重力平行于路面对下的分力，可使行车平安，故D正确，A、B、C错误．]2.如图所示，圆弧形货架摆着四个完全相同的光滑小球，O为圆心．则对圆弧面的压力最小的是()A．a球 B．b球C．c球 D．d球A[小球对圆弧面的压力大小等于球的重力沿斜面的分力mgsinθ，明显a球对圆弧面的压力最小，A正确．]3．(多选)如图所示，在斜面上静止着一个物块，斜面对物块的支持力和摩擦力分别为FN和Ff.假如增大斜面的倾角θ，而物块仍能在斜面上保持静止，则这一过程中()A．FN增大 B．FN减小C．Ff增大 D．Ff减小BC[依据平衡条件和重力的作用效果，斜面对物块的支持力FN＝mgcosθ，摩擦力Ff＝mgsinθ，由于倾角θ增大，故FN减小，Ff增大．]4．(多选)如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动时，下列说法正确的是()甲乙丙A．甲、乙、丙所受摩擦力相同B．甲受到的摩擦力最小C．乙受到的摩擦力最大D．丙受到的摩擦力最大BC[图中三个物体对地面的压力分别为FN甲＝mg－Fsinθ，FN乙＝mg＋Fsinθ，FN丙＝mg，因它们均相对地面滑动，由摩擦力Ff＝μFN知，Ff乙>Ff丙>Ff甲，B、C正确．]5．如图所示，与水平面的夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0kg的物体．细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连．物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为4.9N．关于物体受力的推断(取g＝9.8m/s2)，下列说法正确的是()A．斜面对物体的摩擦力大小为零B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9N，方向沿斜面对上C．斜面对物体的支持力大小为4.9eq\r(3)N，方向竖直向上D．斜面对物体的支持力大小为4.9N，方向垂直斜面对上A[因物体的重力沿斜面方向的分力大小为mgsin30°＝1×9.8×0.5N＝4.9N，与弹簧测力计的示数相等，故斜面对物体的摩擦力大小为0，选项A正确，B错误；斜面对物体的支持力大小为mgcos30°＝1×9.8×eq\f(\r(3),2)N＝4.9eq\r(3)N，方向垂直于斜面对上，故选项C、D错误．]6．如图所示，把光滑斜面上的物体所受的重力mg分解为F1、F2两个力．图中FN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、FN、F1、F2共四个力的作用C．F2是物体对斜面的压力D．力FN、F1、F2这三个力的作用效果与mg、FN这两个力的作用效果相同D[F1是重力沿斜面对下的分力，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FN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紧斜面，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．]二、非选择题(14分)7．如图所示，光滑斜面的倾角为θ，有两个相同的小球1、2，分别用光滑挡板A、B拦住．挡板A沿竖直方向，挡板B垂直斜面．试求：(1)分别将小球所受的重力按作用效果进行分解；(2)球1对挡板和斜面的压力大小；(3)球2对挡板和斜面的压力大小．[解析]球1所受重力按效果分解如图甲所示，甲乙F1＝Gtanθ，F2＝eq\f(G,cosθ)，球2所受重力按效果分解如图乙所示，F3＝Gsinθ，F4＝Gcosθ.[答案](1)见解析图(2)Gtanθeq\f(G,cosθ)(3)GsinθGcosθ[等级过关练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．(多选)如图所示，F1、F2合力方向竖直向下，若保持F1的大小和方向都不变，保持F2的大小不变，而将F2的方向在竖直平面内转过60°角，合力的方向仍竖直向下，则下列说法正确的是()A．F1肯定大于F2B．F1可能小于F2C．F2的方向与水平面成30°角D．F1的方向与F2的方向成60°角AC[由于合力始终向下，可知F2与F′2的水平分力相同，故F2与F′2关于水平方向对称，所以F2与水平方向成30°角，设F1与竖直方向成α.对各力进行分解可得：F1sinα＝F2cos30°，F1cosα>F2sin30°，解得F1>F2.选项A、C正确．]2．(多选)如图所示，重物的质量为m，轻细绳AO与BO的A端、B端是固定的，平衡时AO是水平的，BO与水平面的夹角为θ，AO的拉力F1和BO的拉力F2的大小是()A．F1＝mgcosθ B．F1＝mgcotθC．F2＝mgsinθ D．F2＝eq\f(mg,sinθ)BD[对结点O受力分析并建坐标系如图所示，将F2分解到x、y轴上．因O点静止，故：x方向：F1＝F2cosθ，y方向：F2sinθ＝F3，F3＝mg解得：F1＝mgcotθ，F2＝eq\f(mg,sinθ)，B、D正确．]3．(多选)如图所示，重20N的物体放在粗糙水平面上，用F＝8N的力斜向下推物体．F与水平面成30°角，物体与平面间的动摩擦因数μ＝0.5，则物体()A．对地面的压力为28NB．所受的摩擦力为4eq\r(3)NC．所受的合力为5ND．所受的合力为0BD[将力F分解如图，对地的压力为FN＝F2＋G＝Fsin30°＋G＝24N，又因F1＝Fcos30°<μFN，故受到的静摩擦力为Ff＝Fcos30°＝4eq\r(3)N，故物体合力为零，所以B、D项正确．]4．如图所示，一个重力为10N的物体，用细线悬挂在O点，现在用力F拉物体，使悬线偏离竖直方向30°时处于静止状态，此时所用拉力F的最小值为()A．5N B2.5NC．8.65N D．4.3NA[如图所示，将重力沿细线及拉力方向分解，分析图形可知，只有当拉力与细线垂直时，重力沿拉力方向的分力最小，依据平衡条件，F＝Gsin30°＝5N，故选项A正确．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(12分)如图所示，ABC为始终角劈形物体，将其卡于孔中，劈的斜边AB与直角边AC的夹角θ＝60°.当用F＝100N的力沿水平方向推劈形物体时，求劈形物体的上侧面和下侧面产生的推力大小．[解析]加在劈面上的力F产生两个效果，即使劈形物体的两个侧面产生垂直向外的推力．由此可断定两个分力F1、F2的方向分别是垂直水平面BC向下和垂直斜面AB斜向上．受力分析如图所示．由几何学问可得F2＝eq\f(F,cos60°)＝100×2N＝200NF1＝F·tan60°＝100×eq\r(3)N≈173N故劈对上侧面和下侧面产生的推力大小分别为200N和173N.[答案]200N173N6．(14分)如图甲所示，细绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体，∠ACB＝30°；图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向也成30°，轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体，求：甲乙(1)细绳AC段的张力TAC与细绳EG的张力TEG之比；(2)轻杆BC对C端的支持力；(3)轻杆HG对G端的支持力．[解析](1)图甲中细绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力TAC＝TCD＝M1g；图乙中由TEGsin30°＝M2g得TEG＝2M2g，所以得eq\f(TAC,TEG)＝eq\f(M1,2M2).(2)图甲中，依据平衡规律，由拉密定理可得eq\f(TAC,sin120°)＝eq\f(TCD,sin120°)＝eq\f(NC,sin12