高中物理必修1：第3章 第5节同步练习及解析

高中物理必修1：第3章 第5节同步练习及解析

高中物理必修一同步练习及解析1．将一个力F分解为两个力F1和F2，下列说法中错误的是(　　)A．F是物体实际受到的力B．F1和F2不是物体实际受到的力C．物体同时受到F1、F2和F三个力作用D．F1和F2共同作用的效果与F相同解析：选C.在力的分解中，F是物体实际受到的力．2．要把一个已知力F分解为两个分力F1和F2，在下列哪些情况下一定得到唯一的解(　　)A．已知F1和F2的方向B．已知F1或F2的大小和方向C．已知F1的方向和F2的大小D．已知F1和F2的大小答案：AB3．下列说法正确的是(　　)A．2N的力可以分解成6N和3N的两个分力B．10N的力可以分解成5N和3N的两个分力C．2N的力可以分解成6N和5N的两个分力D．10N的力可以分解成10N和10N的两个分力解析：选CD.逆向思维法，根据两个分力的合力的取值范围来判定．如A项中6N和3N的合力的范围是3N≤F≤9N，故合力不可能是2N，即2N的力不能分解为6N和3N的两个分力．4.如图3－5－16所示，斜面上放一个小球，小球被竖起的木板挡住，若斜面和木板都是光滑的，当木板由竖直位置缓慢变至水平位置时，小球对木板的压力F和对斜面的压力FN变化情况是(　　)图3－5－16A．F增大、FN增大B．F增大、FN减小C．F先减小后增大、FN减小D．F减小、FN先减小后增大解析：选C.球的重力产生了两个效果，一是沿垂直于木板的方向使小球压紧木板，另一个沿垂直于斜面的方向使小球压紧斜面．根据重力的作用效果，依据平行四边形定则，作出球的重力在木板缓慢变化时分解的几个力的平行四边形，如图所示．由图可知，当木板由竖直缓慢变至水平位置时，表示使小球压紧木板力的线段OF1、OF2、OF3的长度先减小后增大，故F先减小后增大；表示使小球压紧斜面力的线段OFN1、OFN2、OFN3逐渐减小，故FN减小，故选C.5.如图3－5－17所示，一只小球用绳OA和OB拉住，OA水平，OB与水平方向成60°角，这时OB绳受的拉力为8N，求小球重力及OA绳拉力的大小．6 图3－5－17解析：把小球的重力G沿BO和AO方向进行分解，分力分别为FB和FA，如图所示，由几何关系得：G＝FBsin60°＝8×sin60°N＝4NFA＝FBcos60°＝8×cos60°N＝4N.答案：4N　4N一、单项选择题图3－5－181．如图3－5－18所示，物体静止在斜面上，以下几种说法中不正确的是(　　)A．物体受到的静摩擦力等于重力沿斜面向下的分力B．物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的压力C．物体所受重力的大小等于斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力的大小D．物体受到的支持力与物体所受重力是一对平衡力答案：B图3－5－192．已知力F的一个分力F1跟F成30°角，F1大小未知，如图3－5－19所示，则另一个分力F2的最小值为(　　)A.　　　　　　　B.C．FD．无法判断解析：选A.由力的三角形知识可知，当F2与力F1垂直时，F2为最小值，故F2＝Fsin30°＝.图3－5－206 3．在图3－5－20中，AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°角．若把球O的重力按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为(　　)A.G，GB.G，GC.G，GD.G，G解析：选A.对球所受重力进行分解如图所示，由几何关系得F1＝Gsin60°＝G，F2＝Gsin30°＝G，A正确．4．如图3－5－21所示，用绳子一端系在汽车上，另一端系在等高的树干上，两端点间绳长10m．用300N的拉力把水平绳子的中点往下拉离原位置0.5m，不考虑绳子的重力和绳子的伸长量，则绳子作用在汽车上的力的大小为(　　)图3－5－21A．3000NB．6000NC．1500ND．1500N解析：选C.对作用点做受力分析，受到作用力F和两个绳子等大的拉力．由题目可知绳子与水平方向的夹角正弦值为sinα＝＝0.1，所以绳子的作用力为F绳＝＝1500N，C项正确，A、B、D项错误．二、双项选择题5．如图3－5－22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，受到的摩擦力大小是(　　)图3－5－22A．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：选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F＝μFN知，F乙＞F丙＞F甲，故B、C正确．6．(2012·斗门一中高一期中)一个力的大小为30N，将此力分解为两个分力，这两个分力的大小不可能是(　　)A．10N、10N　　　　　　　B．20N、40NC．200N、165ND．700N、720N解析：选AC.合力的大小小于两分力大小之和，大于两分力大小之差，A、C不可能．7．已知一个力的大小为100N，它的一个分力F1的大小为60N，则另一个分力F2的大小(　　)A．一定是40NB．一定是80N6 C．不能大于160ND．不能小于40N解析：选CD.由于F1＋F2≥F≥|F1－F2|，故40N≤F2≤160N，故C、D正确．图3－5－238．如图3－5－23所示，质量为m的物体悬挂在轻质支架上，斜梁OB与竖直方向的夹角为θ.设水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力分别为F1和F2，以下结果正确的是(　　)A．F1＝mgtanθB．F1＝C．F2＝mgcosθD．F2＝解析：选AD.分析O点受力如图所示：由平衡条件得F2cosθ＝mg①F2sinθ＝F1②联立①②可得F1＝mgtanθF2＝mg/cosθ故A、D正确．9.图3－5－24如图3－5－24所示，小球放在光滑的墙与装有铰链的光滑薄板之间，当墙与薄板之间的夹角θ缓慢地增大到90°的过程中(　　)A．小球对薄板的正压力增大B．小球对墙的正压力减小C．小球对墙的压力先减小，后增大D．小球对木板的压力不可能小于球的重力解析：选BD.根据小球重力的作用效果，可以将重力G分解为使球压板的力F1和使球压墙的力F2，作出平行四边形如图所示，当θ增大时如图中虚线所示，F1、F2均变小，而且在θ＝90°时，F1变为最小值，等于G，所以B、D均正确．6 三、非选择题图3－5－2510．如图3－5－25所示，一个重为100N的小球被夹在竖直的墙壁和A点之间，已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角，且θ＝60°，所有接触点和面均不计摩擦．试求小球对墙面的压力F1和对A点的压力F2.解析：球的重力产生两个作用效果：压紧墙壁和A点，作出重力及它的两个分力F1′和F2′构成的平行四边形如图所示．球对墙面的压力F1＝F1′＝mg·tan60°＝100N，方向垂直墙壁向右．球对A点的压力F2＝F2′＝mg/cos60°＝200N，方向沿O→A方向．答案：F1＝100N　方向垂直墙壁向右　F2＝200N　方向沿O→A方向图3－5－2611．如图3－5－26所示，水平地面上有一重60N的物体，在与水平方向成30°角斜向上、大小为20N的拉力F作用下匀速运动，求地面对物体的支持力和摩擦力大小．解析：对物体进行受力分析，如图所示，物体受重力G、支持力FN、拉力F、摩擦力F′.建立直角坐标系，对力进行正交分解得：y方向：支持力FN＝G－Fy＝G－Fsin30°＝60N－20×N＝50N；x方向：摩擦力F′＝Fx＝Fcos30°＝20×N＝10N.答案：50N　10N图3－5－2712．如图3－5－27所示，用绳AC和BC吊起一重物，绳与竖直方向的夹角分别为30°和60°，AC绳能承受的最大拉力为150N，而BC绳能承受的最大拉力为100N，求物体最大重力不能超过多少？解析：重物静止，根据力的分解，可得：FTACsin30°＝FTBCsin60°①FTACcos30°＋FTBCcos60°＝G②由以上两式解得：当FTBC＝100N时，FTAC＝173.2N而当FTAC＝150N时，FTBC＝86.6N＜100N将FTAC＝150N，FTBC＝86.6N代入②式，6 解得G＝173.2N，所以重物的最大重力不能超过173.2N.答案：173.2N6