《第三章第5節(jié) 力的分解課后作業(yè)【含答案】》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《第三章第5節(jié) 力的分解課后作業(yè)【含答案】(15頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、 力的分解
1.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.
2.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.
3.
圖1
如圖1所示,把兩個矢量F1、F2首尾相接,從而求出合矢量F的方法,叫做__________,三角形定則與平行四邊形定則在實質上
2、是________的(填“相同”或“不同”).
4.既有大小又有方向、相加時遵從______________或____________的物理量叫矢量;只有大小,沒有方向,求和時按照______________的物理量叫標量.
5.以下關于分力和合力的關系的敘述中,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
6.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
3、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
7.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 力的分解
1.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當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
4、力
2.如圖2所示,物體放在光滑斜面上,所受重力為G,斜面支持力為FN,設使物體沿斜面下滑的力是F1,則( )
圖2
A.G是可以分解為F1和對斜面的壓力F2
B.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
知識點二 按力的效果分解力
3.
圖3
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3所示.在這種情況下,應將重力怎樣分解?已知人所受的重力為G,斜面的傾角為θ,求分力G1和G2的大小.
4.
5、圖4
如圖4所示,在三角形支架B點用一根細繩掛一個重為120 N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】
一、正交分解法
5.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
6.
圖5
如圖5所示,重為500 N的人用跨過定滑輪的輕繩牽引重200 N的物體,當繩與水
6、平面成60°角時,物體靜止.不計滑輪與繩的摩擦.求地面對人的支持力和摩擦力.
7.
圖6
如圖6所示,質量為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.Fsin θ B.Fcos θ
C.μ(Fsin θ+mg) D.μ(mg-Fsin θ)
二、動態(tài)問題的分析方法
8.如圖7所示,重為G的小球放在傾角為θ的光滑斜面上,被豎直放置的光滑木板擋住,若將擋板逆時針轉動逐漸放低.試分析球對擋板的壓力和對斜面的壓力如何變
7、化.
圖7
9.
圖8
如圖8所示,半圓形支架BAD,兩細繩OA和OB結于圓心O,下懸重為G的物體,使OA繩固定不動,將OB繩的B端沿半圓支架從水平位置逐漸移至豎直位置C的過程中,分析OA繩和OB繩所受力的大小如何變化?
1.關于力的分解,下列說法正確的是( )
A.力的分解的本質就是用同時作用于物體的幾個力產生的效果代替一個力的作用效果
B.一個力可分解為任意大小的兩個分力
C.力的分解是力的合成的逆運算,同樣遵循平行四邊形定則
D.分解一個力往往根據(jù)它產生的效果來分解
8、2.如圖9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9
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.
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( )
4.
圖11
如圖11所
9、示,三段不可伸長的細繩,OA、OB、OC能承受最大拉力相同,它們共同懸掛一重物,其中OB是水平的,A端、B端固定在水平天花板上和豎直墻上.若逐漸增加C端所掛物體的質量,則最先斷的繩是( )
A.必定是OA
B.必定是OB
C.必定是OC
D.可能是OB,也可能是OC
5.將質量為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12所示,則( )
圖12
A.力F的水平分力為Fcos α,等于木塊受到的摩擦力
B.力F的豎直分力為Fsin α,它使物體m對桌面的壓力比mg小
C.力F的豎直分力為Fsin α,它不影響物體對桌面的壓力
D.
10、力F與木塊重力mg的合力方向可以豎直向上
6.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
7.
圖13
生活中的物理知識無處不在,圖13是我們衣服上的拉鏈的一部分,在把拉鏈拉開的時候,我們可以看到有一個三角形的東西在兩鏈中間運動,使很難直接分開的拉鏈很容易地拉開,關于其中的物理原理,以下說法正確的是( )
A.拉開拉鏈的時候,三角形的物體增大了分開兩拉鏈的力
B.拉開拉鏈的時候,三角形的物體只是為了將拉鏈分
11、開,并沒有增大拉力
C.拉開拉鏈時,三角形的物體增大了分開拉鏈的力,但合上拉鏈時減小了合上的力
D.以上說法都不正確.
8.如圖14所示,甲、乙、丙三個物體質量相同,與地面的動摩擦因數(shù)相同,受到三個相同的作用力F.當它們滑動時,受到的摩擦力大小是( )
圖14
A.甲、乙、丙所受摩擦力相同
B.甲受到的摩擦力最大
C.乙受到的摩擦力最大
D.丙受到的摩擦力最大
9.
圖15
圖15是給墻壁粉刷涂料用的“涂料滾”的示意圖.使用時,用撐竿推著粘有涂料的涂料滾沿墻壁上下緩緩滾動,把涂料均勻地粉刷到墻上.撐竿的重量和墻壁的摩擦均不計,而且撐竿足夠長,粉刷工人站在離墻壁一
12、定距離處緩緩上推涂料滾,關于該過程中撐竿對涂料滾的推力F1,涂料滾對墻壁的壓力F2,以下說法中正確的是( )
A.F1增大,F(xiàn)2減小 B.F1減小,F(xiàn)2增大
C.F1、F2均增大 D.F1、F2均減小
10.
圖16
如圖16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和球對墻壁壓力FN的大小分別是( )
A.G,G/2
B.2G,G
C.eqG,G/2
D.2G/3,G/3
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
13、
11.在圖17中,電燈的重力為20 N,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?。?
圖17
12.如圖18所示,一名騎獨輪車的雜技演員在空中的鋼索上表演,如果演員與獨輪車的總質量為80 kg,兩側的鋼索互成150°夾角,求鋼索所受拉力有多大?(cos 75°=0.259)
圖18
答案
課前預習練
1.力的分解 力的合成
2.鄰邊 無數(shù) 作用效果
3.三角形定則 相同
4.平行
14、四邊形定則 三角形定則 算術法則相加
5.CD6.C6.C
7.C [設把一個力F分解為F1、F2兩個分力,當F1、F2在一條直線上且方向相反時,則有F=F1-F2,當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F,C對.]
課堂探究練
1.D
2.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(該壓力的本質是彈力,受力物體是斜面,完全不是一回事).因F1和F
15、2是G的兩個分力,F(xiàn)1、F2與G是等效替代關系,不同時出現(xiàn),不重復考慮,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.]
3.見解析
解析 重力產生兩個效果: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)學知識得G1=Gsin θ,G2=Gcos θ
16、.
4.120 N 240 N
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:由幾何關系可得:
FAB== N=240 N,
FBC== N=120 N.
5.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:
Fcos θ=Ff,即Ff>0,F(xiàn)f=μFN,
即FN>0,F(xiàn)N=mg-Fsin θ,
所以mg>Fsin θ,故只有D項符合題意.]
6.100(5-) N 100 N
解析 人和重物靜止,所受合力皆為零,對物體受力分析得到,繩的拉力F′等于物重200 N;人受四個力作
17、用,將繩的拉力分解,即可求解且人受繩的拉力F大小與F′相同,則F=F′=200 N.
如右圖所示,以人為研究對象,將繩的拉力分解得
水平分力Fx=Fcos 60°=200× N=100 N
豎直分力Fy=Fsin 60°=200× N=100 N
在x軸上,F(xiàn)f與Fx二力平衡,
所以靜摩擦力Ff=Fx=100 N,
在y軸上,三力平衡得,地面對人的支持力
FN=G-Fy=(500-100) N=100(5-) N.
方法總結 正交分解法不僅可以應用于力的分解,也可應用于其他任何矢量的分解,我們選取坐標系時,可以是任意的,不過選擇合適的坐標系可以使問題簡化,通常坐標系的先取有
18、兩個原則:
(1)使盡量多的矢量落在坐標軸上,
(2)盡量使未知量落在坐標軸上.
7.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)產生兩個效果:使物體水平向前F1=Fcos θ,同時使物體壓緊水平面F2=Fsin θ.由力的平衡可得F1=Ff,F(xiàn)2+G=FN,又滑動摩擦力Ff=μFN,即可得Ff=Fcos θ=μ(Fsin θ+G).]
8.見解析
解析 球受到豎直向下的重力作用,該力總是欲使球向下運動,但由于斜面和擋板的限制,球才保持靜止狀態(tài).因此,球的重力產生兩個效果:使球垂直壓緊斜面和使球垂直壓緊擋板,所以重力可分解為垂直于斜面方向和垂直于擋板方向
19、的兩個分力.
在擋板放低的過程,重力G的大小和方向均不變,垂直斜面的分力G1的方向不變,作出以G為對角線,一條鄰邊為G1方向的一系列平行四邊形,如圖所示.由圖可知,G1隨擋板的降低始終在減小,G2先減小后增大,當G1與G2垂直時,即擋板垂直斜面放置時,G2取最小值為Gsin θ.
方法總結 對力分解的動態(tài)問題,首先要明確合力與分力,其次要明確哪些力是不變量,哪些力是變化量,即明確哪些力的大小或者方向變化,哪些力的大小和方向都變化,此類問題常用圖解法分析,其一般程序為:
(1)根據(jù)實際情況分解力,并作出合力與分力的平行四邊形或三角形.
(2)根據(jù)分力方向的變化,由圖示的平行四邊形或三
20、角形的邊角關系,推斷分力的變化情況.
9.FTA一直減小,F(xiàn)TB先減小后增大.
解析
因為繩結點O受重物的拉力FT=G,所以才使OA繩和OB繩受力,因此將拉力FT分解為FTA、FTB(如圖).OA繩固定,則FTA的方向不變,在OB向上靠近OC的過程中,在B1、B2、B3三個位置,兩繩受的力分別為FTA1和FTB1、FTA2和FTB2、FTA3和FTB3.從圖形上看出,F(xiàn)TA是一直逐漸減小,而FTB卻是先減小后增大,當OB和OA垂直時,F(xiàn)TB最?。?
課后鞏固練
1.ACD 2.CD 3.D
4.A [OC下懸掛重物,它對O點的拉力等于重物的重力G.OC繩的拉力產生兩個效果,使O
21、B在O點受到水平向左的力F1,使OA在O點受到斜向下沿繩子方向的力F2,F(xiàn)1、F2是G的兩個分力.由平行四邊形定則可作出力的分解圖如下圖所示,當逐漸增大所掛物體的質量,哪根繩子承受的拉力最大則最先斷.從圖中可知:表示F2的有向線段最長,F(xiàn)2分力最大,故OA繩子最先斷.]
5.B
6.D [引橋越長,橋面與水平面間的夾角θ越小,過橋車輛的重力平行于橋面向下的分力mgsin θ越小,行車也就越方便與安全,過橋車輛的重力與引橋長度無關,所以只有D正確.]
7.A [在拉開拉鏈的時候,手的拉力在三角形的物體上產生了兩個分力,如下圖所示,分力大于手的拉力,因此應選A.]
8.C [三個物
22、體沿地面滑動,受到的均為滑動摩擦力,且Ff=μFN.三個物體中,乙受到的力F因有沿豎直方向向下的分力Fsin θ作用,可知FN乙=mg+Fsin θ,同理FN甲=mg-Fsin θ,而FN丙=mg,因此,乙受到的摩擦力最大,甲受到的摩擦力最小,只有C正確.]
9.D [對涂料滾進行受力分析,受到重力、竿對滾的推力、墻壁對滾的支持力三個力,其緩慢向上滾的過程中三力平衡,竿對滾的推力方向與豎直方向的夾角變小,根據(jù)物體的平衡條件可知,推力豎直向上的分力大小等于涂料滾的重力,涂料滾的重力不變,隨推力方向與豎直方向夾角變小,推力也逐漸變小,進而其水平方向上的分力也變小,即涂料滾對墻壁的壓力也變小,所以
23、選項D正確.]
10.D [
球的重力產生兩個效果:使球拉緊細繩和使球壓緊墻壁,因此可以把重力分解為斜向下的分力F1和水平向左的分力F2,如右圖所示.由于球半徑和細繩長度相等,所以角α=30°.由圖可知兩分力的大小F1==G,F(xiàn)2=Gtan 30°=G,所以,繩子的拉力F和球對墻壁的壓力FN大小分別為F=F1=G,F(xiàn)N=F2=G,選D.]
11.28.28 N 20 N
解析
OC繩對結點O的拉力F等于電燈所受的重力G,方向豎直向下.由于拉力F的作用,AO、BO也受到拉力的作用.因此,拉力F產生了兩個效果:一是沿AO向下使O點拉繩AO的分力F1;一是沿BO方向水平向左使O點拉繩BO的分力F2,如圖所示.由幾何知識知:
F1=F/sin 45°=28.28 N
F2=F·tan 45°=20 N
所以AO繩和BO繩受的拉力分別為28.28 N、20 N.
12.1 514 N
解析 對鋼索與車輪接觸的點進行受力分析,其受力圖如右下圖所示.其中F1、F2為兩側鋼索對O點的拉力,顯然,F(xiàn)1=F2,O點受力平衡時,F(xiàn)1、F2的合力F大小與G′相等.G′在數(shù)值上等于人和車的重力G.
由幾何關系得
2F1cos 75°=F=G′
所以,F(xiàn)1== N=1 514 N
可見,鋼索所受的拉力為1 514 N.