高中物理滬科版第四章怎樣求合力與分力學(xué)業(yè)分層測評13

學(xué)業(yè)分層測評(十三)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．(多選)下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：69370192】A．力的分解是力的合成的逆運(yùn)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【解析】力的合成是求幾個力的合力，而力的分解是求一個力的分力，且都滿足平行四邊形定則，因此，A、C均正確；合力與分力有等效替代關(guān)系，所以合力的作用效果與分力的共同作用效果一定相同，B正確；分力可以大于合力，如兩力大小相等方向相反時，合力為零，所以D錯誤．【答案】ABC2．如圖4-2-16所示，將光滑斜面上物體的重力mg分解為F1、F2兩個力，下列結(jié)論正確的是()圖4-2-16A．F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力，F(xiàn)2是物體對斜面的正壓力B．物體受mg、N、F1、F2四個力作用C．物體只受重力mg和支持力N的作用D．力N、F1、F2三個力的作用效果跟mg的作用效果相同【解析】物體受到重力的施力物體是地球；支持力的施力物體是斜面；F1、F2是將重力按效果分解所得的兩個分力，實(shí)際不存在，綜上可知，C正確，A、B、D錯誤．【答案】C3．下圖中的四幅圖展示了某同學(xué)做引體向上運(yùn)動前的四種抓杠姿勢，其中手臂受力最小的是()【導(dǎo)學(xué)號：69370193】ABCD【解析】人體的重力可沿兩手臂向下分解為使手臂張緊的兩分力．由平行四邊形定則可知，兩分力的夾角越大，分力就越大，要省力的話，兩臂需平行，故B正確．【答案】B4．將物體所受重力按力的效果進(jìn)行分解，下列選項中錯誤的是()【解析】A項中物體重力分解為垂直于斜面使物體壓緊斜面的分力G1和沿斜面向下使物體向下滑的分力G2；B項中物體的重力分解為沿兩條細(xì)繩使細(xì)繩張緊的分力G1和G2，A、B項正確．C項中物體的重力應(yīng)分解為垂直于兩接觸面使物體緊壓兩接觸面的分力G1和G2，故C項錯．D項中物體的重力分解為水平向左壓緊墻的分力G1和沿繩向下使繩張緊的分力G2，故D項畫得正確．【答案】C5．如圖4-2-17所示，用拇指、食指捏住圓規(guī)的一個針腳，另一個有鉛筆芯的腳支撐在手掌位置，使OA水平，然后在外端掛上一些不太重的物品，這時針腳A、B分別對手指和手掌有作用力，對這兩個作用力方向的判斷，下列圖中大致正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：69370194】圖4-2-17【解析】以圓規(guī)上的O點(diǎn)為研究對象，O點(diǎn)所掛重物的兩個作用效果是沿AO方向向左拉OA和沿OB方向斜向下壓OB，通過圓規(guī)兩針腳作用在手上的力如選項C所示．【答案】C6．(多選)如圖4-2-18所示，甲、乙、丙三個物體質(zhì)量相同，與地面的動摩擦因數(shù)相同，受到三個大小相同的作用力F，當(dāng)它們滑動時，受到的摩擦力大小是()【導(dǎo)學(xué)號：69370195】甲乙丙圖4-2-18A．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【解析】圖中三個物體對地面的壓力分別為N甲＝mg－Fsinθ，N乙＝mg＋Fsinθ，N丙＝mg，因它們均相對地面滑動，由摩擦力f＝μN(yùn)知，f乙>f丙>f甲，C正確．【答案】BC7．如圖4-2-19所示，物體靜止在光滑水平面上，力F作用于物體上的O點(diǎn)，現(xiàn)要使物體受到由O指向O′方向的合力(F與OO′都在同一平面內(nèi)，與OO′間夾角為θ)．那么，必須同時再加一個力，這個力的最小值是()圖4-2-19A．Fcosθ B．FsinθC．Ftanθ D．Fcotθ【解析】已知合力F合的方向由O指向O′，但大小不確定，又已知一個分力F的大小和方向，確定另一個分力(設(shè)為Fx)的最小值．根據(jù)三角形定則可畫出一個任意情況，如圖甲所示．從圖中可看出，F(xiàn)x的大小就是過F的箭頭向直線OO′上所引直線的長度，在不考慮合力大小的情況下，欲使Fx最小，應(yīng)使Fx與直線OO′垂直，如圖乙所示，此時Fx＝Fsinθ.甲乙【答案】B8．如圖4-2-20所示，光滑斜面的傾角為θ，有兩個相同的小球1、2，分別用光滑擋板A、B擋?。畵醢錋沿豎直方向，擋板B垂直斜面．試求：【導(dǎo)學(xué)號：69370196】圖4-2-20(1)分別將小球所受的重力按效果進(jìn)行分解；(2)球1對擋板和斜面的壓力大?。?3)球2對擋板和斜面的壓力大?。窘馕觥壳?所受重力按效果分解如圖甲所示，甲乙F1＝Gtanθ，F(xiàn)2＝eq\f(G,cosθ)，球2所受重力按效果分解如圖乙所示，F(xiàn)3＝Gsinθ，F(xiàn)4＝Gcosθ.【答案】(1)見解析圖(2)Gtanθeq\f(G,cosθ)(3)GsinθGcosθ[能力提升]9．(2023·嘉興高一檢測)暑期中，一位同學(xué)在廚房幫媽媽做菜，對菜刀產(chǎn)生了興趣．他發(fā)現(xiàn)菜刀刀刃前端和后端的厚薄及形狀都不一樣，如圖4-2-21所示，菜刀橫截面為等腰三角形，刀刃前端的橫截面頂角較小，后端的頂角較大．對此他做出如下猜想，較合理的是()圖4-2-21A．前端和后端厚薄不勻，僅是為了外形美觀，跟使用功能無關(guān)B．在刀背上施加壓力時，前端分開其他物體的力較大C．在刀背上施加壓力時，后端分開其他物體的力較大D．在刀背上施加壓力時，前端和后端分開其他物體的力一樣大【解析】把刀刃部分抽象后，可簡化成一個等腰三角劈，設(shè)頂角為2θ，背寬為d，側(cè)面長為l，如圖乙所示．當(dāng)在劈背施加壓力F后，產(chǎn)生垂直側(cè)面的兩個分力F1、F2，使用中依靠這兩個分力分開被加工的其他物體，由對稱性知，這兩個分力大小相等(F1＝F2)，因此畫出力分解的平行四邊形，實(shí)為菱形，如圖丙所示．在這個力的平行四邊形中，取其四分之一考慮(圖中陰影部分)，根據(jù)它跟半個劈的直角三角形的相似關(guān)系，得F1＝F2＝eq\f(F,2sinθ).由此可見，刀背上加上一定的壓力F時，側(cè)面分開其他物體的力跟頂角的大小有關(guān)，頂角越小，sinθ的值越小，F(xiàn)1和F2越大．但是，刀刃的頂角越小時，刀刃的強(qiáng)度會減小，碰到較硬的物體刀刃會卷口甚至碎裂，實(shí)際制造過程中為了適應(yīng)加工不同物體的需要，所以做成前部較薄，后部較厚．使用時，用前部切一些軟的物品(如魚、肉、蔬菜、水果等)，用后部斬劈堅硬的骨頭之類的物品，俗話說：“前切后劈”，指的就是這個意思，故B正確，A、C、D錯誤．甲乙丙【答案】B10．(多選)把一個已知力F分解，要求其中一個分力F1跟F成30°角，而大小未知；另一個分力F2＝eq\f(\r(3),3)F，但方向未知，則F1的大小可能是()【導(dǎo)學(xué)號：69370197】\f(\r(3),3)F \f(\r(3),2)F\r(3)F \f(2\r(3),3)F【解析】因Fsin30°<F2<F，所以F1的大小有兩種情況，如圖所示．FOA＝Fcos30°＝eq\f(\r(3),2)FFAB＝FAC＝eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(3),3)F))2－Fsin30°2)＝eq\f(\r(3),6)FF11＝FOA－FAB＝eq\f(\r(3),3)F，F(xiàn)12＝FOA＋FAC＝eq\f(2\r(3),3)F，A、D正確．【答案】AD11．如圖4-2-22所示，工人在推一臺割草機(jī)，其推力F＝100N，方向與水平面夾角為30°.【導(dǎo)學(xué)號：69370198】圖4-2-22(1)畫出100N的推力的水平和豎直分力．(2)若割草機(jī)重300N，則割草機(jī)對地面向下的作用力是多少？【解析】(1)如圖所示(2)推力向下的分力F1＝Fsin30°＝50N對地面作用力為F1與割草機(jī)重力的合力：F合＝F1＋mg＝350N.【答案】(1)見解析圖(2)350N12．如圖4-2-23所示，用繩AC和BC吊起一重物，繩與豎直方向的夾角分別為30°和60°，AC繩能承受的最大拉力為150N，而BC繩能承受的最大拉力為100N，求物體最大重力不能超過多少？【導(dǎo)學(xué)號：69370199】圖4-2-23【解析】重物靜