2024-2025學(xué)年新教材高中物理第三章相互作用-力4力的合成和分解課后提升訓(xùn)練含解析新人教版必修第一冊(cè)

PAGE5-4力的合成和分解基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于大小不變的兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2的合力F,下列說(shuō)法正確的是()A.合力F的大小肯定大于任一分力的大小B.合力F的大小可能小于任一分力的大小C.合力F的大小不行能等于F1或F2的大小D.合力F的大小隨F1、F2間夾角增大而增大2.如圖所示,輕繩OA、OB和OP將一只元宵花燈懸掛在P點(diǎn),花燈保持靜止。已知繩OA和OB的夾角為120°,對(duì)O點(diǎn)拉力的大小皆為F,輕繩OP對(duì)O點(diǎn)拉力的大小為()A.F B.2F C.3F D.2F3.兩個(gè)共點(diǎn)力,一個(gè)力F1=40N,另一個(gè)力為F2,它們的合力F=100N,則F2的大小可能是()A.20N B.40NC.80N D.160N4.(2024江西南昌二中高一上期中)如圖甲為射箭競(jìng)賽時(shí)的場(chǎng)景。已知弓的頂部跨度為l,且拉弓過(guò)程中l(wèi)保持不變;弦勻稱(chēng)且彈性良好,其自由長(zhǎng)度也為l,勁度系數(shù)為k;射箭時(shí)弦和箭可等效為圖乙情景:箭在弦的正中間,弦?jiàn)A在類(lèi)似動(dòng)滑輪的附加裝置上,將箭放射出去。放射箭時(shí)弦的最大長(zhǎng)度為2l,設(shè)弦的彈力滿意胡克定律,則箭被放射瞬間所受的彈力為()A.32kl B.kl C.3kl D.25.假期里,一位同學(xué)在廚房里幫助媽媽做菜,對(duì)菜刀產(chǎn)生了愛(ài)好。他發(fā)覺(jué)菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣,刀刃前部的頂角小,后部的頂角大,如圖所示,他先后作出過(guò)幾個(gè)猜想,其中合理的是()A.刀刃前部和后部厚薄不勻,僅是為了打造便利,外形美觀,跟運(yùn)用功能無(wú)關(guān)B.在刀背上加上同樣的壓力時(shí),分開(kāi)其他物體的力跟刀刃厚薄無(wú)關(guān)C.在刀背上加上同樣的壓力時(shí),頂角越大,分開(kāi)其他物體的力越大D.在刀背上加上同樣的壓力時(shí),頂角越小,分開(kāi)其他物體的力越大6.三條輕繩結(jié)于O點(diǎn),通過(guò)一輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)將一重物懸掛起來(lái),如圖所示。已知系在豎直墻上的繩與墻成37°,彈簧測(cè)力計(jì)水平且讀數(shù)為3N,求重物的質(zhì)量(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。實(shí)力提升1.某物體同時(shí)受到同一平面內(nèi)的三個(gè)共點(diǎn)力作用,若這三個(gè)共點(diǎn)力大小和方向分別如圖甲、乙、丙、丁所示(坐標(biāo)紙中每格邊長(zhǎng)表示1N大小的力),則關(guān)于該物體受到合力的說(shuō)法正確的是()A.甲圖中物體所受的合外力大小等于4NB.乙圖中物體所受的合外力大小等于4NC.丙圖中物體所受的合外力大小等于6ND.丁圖中物體所受的合外力大小等于6N2.兩個(gè)大小相等的共點(diǎn)力F1和F2,當(dāng)它們的夾角為90°時(shí),合力大小為F。當(dāng)它們的夾角為60°時(shí),合力為多大?3.如圖所示,光滑斜面的傾角為θ,有兩個(gè)相同的小球,分別用光滑擋板A、B攔住。擋板A沿豎直方向,擋板B垂直斜面。試求:(1)兩擋板受到小球壓力大小之比。(2)斜面受到兩小球壓力大小之比。4.如圖所示,一位重600N的演員懸掛在繩上。若AO繩與水平方向的夾角為37°,BO繩水平,則AO、BO兩繩受到的拉力各為多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)參考答案4力的合成和分解基礎(chǔ)鞏固1.B由共點(diǎn)力合成的平行四邊形定則可知,由于表示分力的兩鄰邊的長(zhǎng)短及其夾角的改變,使得表示合力的對(duì)角線的長(zhǎng)度大于兩鄰邊、小于兩鄰邊、等于兩鄰邊或其中某一鄰邊都是可能的,所以,合力的大小大于分力的大小、小于分力的大小、等于分力的大小也都是可能的。另外,平行四邊形中兩鄰邊夾角越小,其對(duì)角線越長(zhǎng);夾角越大,其對(duì)角線越短。所以,合力的大小隨分力間夾角減小而增大,隨分力間夾角增大而減小。正確選項(xiàng)為B。2.A輕繩OP對(duì)O點(diǎn)拉力的大小等于繩OA和OB的拉力的合力,依據(jù)幾何學(xué)問(wèn)可知,應(yīng)為F。3.CF1和F2兩個(gè)力的合力范圍是|F1-F2|≤F≤F1+F2,推斷可知選項(xiàng)C正確。4.C由幾何學(xué)問(wèn)知,兩側(cè)弦和虛線構(gòu)成一個(gè)正三角形,則弦伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度為x=2l-l=l,由胡克定律知,弦上的拉力為F=kx=kl,兩側(cè)弦之間的夾角為60°,則箭受到的彈力,即兩側(cè)弦的拉力的合力為F'=2Fcos30°=3kl。C項(xiàng)正確。5.D把刀刃部分抽象后,可簡(jiǎn)化成一個(gè)等腰三角劈,設(shè)頂角為2θ,背寬為d,側(cè)面長(zhǎng)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(gè)分力F1、F2,運(yùn)用中依靠這兩個(gè)分力分開(kāi)被加工的其他物體。由對(duì)稱(chēng)性知,這兩個(gè)分力大小相等(F1=F2),因此畫(huà)出力分解的平行四邊形,實(shí)為菱形,如圖丙所示。在這個(gè)力的平行四邊形中,取其四分之一考慮(圖中陰影部分),依據(jù)它跟半個(gè)劈的直角三角形的相像關(guān)系,由關(guān)系式,得F1=F2=F2sinθ。由此可見(jiàn),刀背上加上肯定的壓力F時(shí),側(cè)面分開(kāi)其他物體的力跟頂角的大小有關(guān),頂角越小,sinθ的值越小,F1和F2越大。但是,刀刃的頂角越小時(shí),刀刃的強(qiáng)度會(huì)減小,遇到較硬的物體刀刃會(huì)卷口甚至碎裂,實(shí)際制造過(guò)程中為了適應(yīng)加工不同物體的須要,所以做成前部較薄,后部較厚。6.解析將豎直繩對(duì)O點(diǎn)的拉力F沿兩繩方向進(jìn)行分解,分力分別為F1和F2,如圖所示。則F1=Ftan37°而F=mg,F1=3N,所以重物的質(zhì)量為m=F1gtan37°答案0.4kg實(shí)力提升1.C對(duì)甲,先將F1與F3合成,然后再用勾股定理,與F2進(jìn)行合成,求得合力等于5N,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)乙,先將F1與F3沿水平和豎直方向正交分解,再合成,求得合力等于5N,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;對(duì)丙,可將F1沿水平和豎直方向正交分解,求得合力等于6N,故C項(xiàng)正確;依據(jù)三角形定則,丁圖中合力等于0,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.解析當(dāng)F1和F2的夾角為90°時(shí),F=F12+F22=2F當(dāng)F1和F2的夾角為60°時(shí),作力的合成的平行四邊形如圖所示。合力F'是平行四邊形的對(duì)角線,則F'=2F1cos30°=62F答案623.解析球1重力分解如圖甲所示,F1=Gtanθ,F2=G球2重力的分解如圖乙所示,F1'=Gsinθ,F2'=Gcosθ所以擋板A、B所受壓力之比F斜面所受兩小球壓力之比F2答案(1)1cosθ4.解析人對(duì)豎直繩的拉力F大小等于人的重力G,由于該力的作用使AO、BO也受到拉力