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1、課時分層作業(yè)(十二)
(時間:40分鐘 分值:100分)
[合格基礎練]
一、選擇題(本題共6小題,每小題6分,共36分)
1.(多選)下列說法正確的是( )
A.2 N的力可以分解成6 N和3 N的兩個分力
B.10 N的力可以分解成5 N和3 N的兩個分力
C.2 N的力可以分解成6 N和5 N的兩個分力
D.10 N的力可以分解成10 N和10 N的兩個分力
CD [逆向思維法,根據(jù)兩個分力的合力的取值范圍來判定.如A項中6 N和3 N的合力的范圍是3 N≤F≤9 N,故合力不可能是2 N,即2 N的力不能分解為6 N和3 N的兩個分力.同理B選項也不符合.]
2.
2、如圖所示,把光滑斜面上的物體所受重力mg分解為F1、F2兩個力.圖中N為斜面對物體的支持力,則下列說法正確的是( )
A.F1是斜面作用在物體上使物體下滑的力
B.物體受到mg、N、F1、F2共四個力的作用
C.F2是物體對斜面的壓力
D.力N、F1、F2這三個力的作用效果與mg、N這兩個力的作用效果相同
D [F1是重力沿斜面向下的分力,其作用效果是使物體沿斜面下滑,但施力物體不是斜面,故選項A錯誤;物體受到重力mg和支持力N兩個力的作用,F(xiàn)1、F2是重力的分力,故選項B錯誤;F2是重力沿垂直于斜面方向的分力,其作用效果是使物體壓斜面,F(xiàn)2的大小等于物體對斜面的壓力,但兩者的
3、受力物體不同,F(xiàn)2的受力物體是物體,物體對斜面的壓力的受力物體是斜面,故選項C錯誤;合力與分力的作用效果相同,故選項D正確.]
3.如圖所示是李強同學設計的一個小實驗.他將細繩的一端系在手指上,繩的另一端系在直桿的A端,桿的左端頂在掌心上,組成一個“三角支架”.在桿的A端懸掛不同重物,并保持靜止.通過實驗會感受到什么,說法不正確的是( )
A.繩子是被拉伸的,桿是被壓縮的
B.桿對手掌施加作用力的方向沿桿由C指向A
C.繩對手指施加作用力的方向沿繩由B指向A
D.所掛重物質(zhì)量越大,繩和桿對手的作用力也越大
B [物體重力的作用效果是:一方面拉緊細繩,另一方面使桿壓緊手掌,故選項A
4、正確;桿對手掌的作用力方向沿桿由A指向C,繩對手指的作用力由B指向A,故選項B錯誤,選項C正確;將重力分解為沿繩方向的力F1和沿桿方向的力F2,如圖所示,由F1=,F(xiàn)2=Gtan θ可知,物重G越大,F(xiàn)1、F2也越大,故選項D正確.]
4.如圖所示,質(zhì)量為10 kg的物體靜止在平面直角坐標系xOy的坐標原點,某時刻只受到F1和F2的作用,且F1=10 N,F(xiàn)2=10 N,則物體的合力( )
A.方向沿y軸正方向
B.方向沿y軸負方向
C.大小等于10 N
D.大小等于10 N
C [正交分解如圖,故物體的合力為10 N,方向沿x軸正向.
]
5.AB、AC兩光滑斜面互相垂
5、直,AC與水平面成30°角,如圖所示.若把球的重力G按照作用效果分解,則兩個分力的大小分別為( )
A.G和G B.G和G
C.G和G D.G和G
A [對球所受重力進行分解如圖所示.
由幾何關系得F1=Gsin 60°=G,F(xiàn)2=Gsin 30°=G,選項A正確.]
6.(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=F,但方向未知,則F1的大小可能是( )
A.F B.F
C.F D.F
AD [由平行四邊形定則可知,把分力F2平行移到對邊位置,則分力F1、F2與合力F構成一個三角形,利用三角形知識可方
6、便求解.
因F>F>,由圖可知,F(xiàn)1的大小有兩個可能值.在Rt△OAF中,=Fcos 30°=F.
在Rt△F1AF中,==F.
由對稱性可知,==F.則F1=-=F;F′1=+=F.故本題正確選項為A、D.]
二、非選擇題(14分)
7.如圖所示,一個重為100 N的小球被夾在豎直的墻壁和A點之間,已知球心O與A點的連線與豎直方向成θ角,且θ=60°,所有接觸點和面均不計摩擦.試求小球?qū)γ娴膲毫1和對A點壓力F2.
[解析] 球的重力產(chǎn)生兩個作用效果:壓緊墻壁和A點,作出重力及它的兩個分力F′1和F′2構成的平行四邊形如圖所示.
球?qū)γ娴膲毫1=F′1=Gtan
7、 60°=100 N
方向垂直墻壁向右.
球?qū)點的壓力
F2=F′2==200 N,方向沿O→A方向.
[答案] F1=100 N,方向垂直墻壁向右 F2=200 N,方向沿O→A方向
[等級過關練]
一、選擇題(本題共4小題,每小題6分,共24分)
1.三段不可伸長的細繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,它們共同懸掛一重物,如圖所示,其中OB是水平的,A端、B端都固定,若逐漸增加C端所掛物體的質(zhì)量,則最先斷的繩( )
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
A [由力的分解圖知F1最大,故OA先斷,A正確.
]
8、
2.如圖所示,是斧頭劈木柴的剖面圖,其中BC邊為斧頭背,AB、AC邊為斧頭的刀面.要使斧頭容易劈開木柴,斧頭應該( )
A.BC邊與AB、AC邊都短一些
B.BC邊長一些,AB、AC邊短一些
C.BC邊短一些,AB、AC邊長一些
D.BC邊長一些,AB、AC邊也長一些
C [把斧頭所受的向下的力F按力的實際作用效果沿垂直AB、AC邊的兩個方向分解為F1和F2,設BC與AC成 θ角,由圖可知F1=F2,F(xiàn)=2F1cos θ,所以F1=F2=.要使木柴容易劈開,應使F1和F2大一些,則θ應大一些,因此BC邊應短一些,AB、AC邊應長一些,故C正確.]
3.(多選)如圖所示,質(zhì)量
9、為m的木塊在與水平方向成θ角的推力F作用下,在水平地面上做勻速直線運動.已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,那么木塊受到的滑動摩擦力為( )
A.μmg B.μ(mg+Fsin θ)
C.μ(mg-Fsin θ) D.Fcos θ
BD [木塊勻速運動時受到四個力的作用:重力mg、推力F、支持力N、摩擦力f.沿水平方向建立x軸,將F進行正交分解,如圖所示(這樣建立坐標系只需分解F),由于木塊做勻速直線運動,所以,在x軸上,向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡);在y軸上,向上的力等于向下的力(豎直方向二力平衡).即Fcos θ=f,N=mg+Fsin θ,又由于f=μN所以
10、f=μ(mg+Fsin θ),故本題應選B、D.]
4.如圖所示,用細線懸掛一個均質(zhì)小球靠在光滑豎直墻上.如果把線的長度縮短,則球?qū)€的拉力T、對墻的壓力N的變化情況正確的是( )
A.T、N都不變
B.T減小,N增大
C.T增大,N減小
D.T、N都增大
D [繩對物體的拉力可分解為互相垂直的兩分力,如圖所示,則Tcos α=mg,Tsin α=N.當繩長變短時,α角增大,cos α減小,所以T增大,N增大,故D正確.]
二、非選擇題(本題共2小題,共26分)
5.(13分)壓榨機如圖所示,B為固定鉸鏈,A為活動鉸鏈.在A處作用一水平力F,物塊C就以比水平力F大得多的力
11、壓物塊D.已知L=0.5 m,h=0.1 m,F(xiàn)=200 N,物塊C的質(zhì)量不計,且與左壁接觸面光滑,求物塊D受到的壓力.
甲 乙
[解析] 根據(jù)水平力F產(chǎn)生的效果,它可分解為沿桿的兩個分力F1、F2,如圖甲所示,則F1=F2=.
而沿AC桿的分力F1又產(chǎn)生了兩個效果:使物塊C壓緊左壁的水平力F3和使物塊C壓緊物塊D的豎直力F4,如圖乙所示,則F4=F1sin α=.
又tan α=,所以F4== N=500 N
由力的相互性可知,物塊D受到的壓力為500 N.
[答案] 500 N
6.(13分)如圖所示,已知物體在三個共點力的作用下沿x軸運動,其中F1=80 N,F(xiàn)2=
12、120 N,它們與x軸夾角都是30°,F(xiàn)3是確保物體沿x軸運動的最小分力.試問:
(1)最小分力為多大?沿什么方向?
(2)三個分力的合力多大?
[解析] 物體由靜止開始沿x軸運動,則F1、F2和F3三個力的合力沿x軸方向,由于力的邊角關系較復雜,連續(xù)利用平行四邊形定則來合成較繁瑣,但F1、F2與x軸夾角關系明確,可使用正交分解法.
如圖所示建立直角坐標系,其中三個力的交點O為原點,以原x軸為x軸,y軸垂直于x軸方向,把F1、F2沿x、y軸分解.
則F1x=F1cos 30°=40 N
F1y=F1sin 30°=40 N
F2x=F2cos 30°=60 N
F2y=F2sin 30°=60 N
(1)要使物體沿x軸方向運動,則y軸方向上合力為零,根據(jù)題意,當F3沿y軸正向,且F3=F2y-F1y=20 N時,分力F3最小.
(2)三個分力的合力F=F1x+F2x=100 N.
[答案] (1)20 N 沿y軸正方向 (2)100 N
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