2024-2025學(xué)年新教材高中物理第4章力與平衡2力的分解練習(xí)含解析魯科版必修第一冊(cè)

PAGE8-第2節(jié)力的分解考點(diǎn)1力的分解1.(2024·廣東廣州部分學(xué)校高一聯(lián)考)將物體所受重力按力的效果進(jìn)行分解,下列圖4-2-1中錯(cuò)誤的是()。圖4-2-1答案：C解析：A項(xiàng)中物體重力分解為垂直于斜面使物體壓緊斜面的分力G1和沿斜面對(duì)下使物體向下滑的分力G2;B項(xiàng)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(xiàng)圖畫(huà)得正確;C項(xiàng)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(xiàng)圖畫(huà)錯(cuò);D項(xiàng)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(xiàng)圖畫(huà)得正確。2.(2024·上海徐匯區(qū)質(zhì)檢)減速帶是交叉路口常見(jiàn)的一種交通設(shè)施,車輛駛過(guò)減速帶時(shí)要減速,以保障行人的平安。當(dāng)汽車前輪剛爬上減速帶時(shí),減速帶對(duì)車輪的彈力為F,如圖4-2-2中彈力F畫(huà)法正確且分解合理的是()。圖4-2-2答案：B解析：減速帶對(duì)車輪的彈力方向垂直車輪和減速帶的接觸面,指向受力物體,故A、C錯(cuò)誤;依據(jù)力的作用效果分解,將F可以分解為水平方向和豎直方向,水平方向的分力產(chǎn)生的效果減慢汽車的速度,豎直方向的分力產(chǎn)生向上運(yùn)動(dòng)的作用效果,故B正確,D錯(cuò)誤。3.(2024·山東煙臺(tái)二中月考)如圖4-2-3所示,用一根細(xì)繩和一根輕直桿組成三角支架,繩的一端繞在手指上,桿的一端頂在掌心,當(dāng)A處掛上重物時(shí),繩與桿對(duì)手指和手掌均有作用,如圖4-2-4所示,關(guān)于對(duì)這兩個(gè)作用力的方向推斷完全正確的是()。圖4-2-3圖4-2-4答案：D解析：桿頂在人的手掌心,桿能夠繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),彈力應(yīng)沿桿的方向。繩子被拉長(zhǎng)了,有收縮的趨勢(shì),所以繩子對(duì)手指的拉力應(yīng)沿繩指向A點(diǎn);桿因?yàn)榕c掌心發(fā)生擠壓,桿要復(fù)原形變,對(duì)掌心產(chǎn)生彈力,故D正確。4.(2024·山東萊州一中周測(cè))如圖4-2-5所示,在傾角為α的斜面上,放一質(zhì)量為m的小球,小球被豎直的木板攔住,則球?qū)醢宓膲毫Υ笮∈?)。圖4-2-5A.mgcosαB.mgtanαC.mgcosα答案：B解析：重力使小球與豎直擋板和斜面之間發(fā)生擠壓,產(chǎn)生微小形變,所以重力分力的方向分別垂直于擋板和斜面,分解重力如圖所示。由幾何關(guān)系有:小球?qū)π泵鎵毫2=mg/cosα,對(duì)擋板的壓力為F1=mgtanα,知B正確。5.(2024·北京101中學(xué)期中測(cè)試)如圖4-2-6所示,一小球放置在木板與豎直墻面之間。設(shè)球?qū)γ娴膲毫Υ笮镹1,球?qū)δ景宓膲毫Υ笮镹2,以木板與墻連接點(diǎn)所形成的水平直線為軸,將木板從圖示位置起先緩慢地轉(zhuǎn)到水平位置。不計(jì)摩擦,在此過(guò)程中()。圖4-2-6A.N1始終減小,N2始終增大B.N1始終減小,N2始終減小C.N1先增大后減小,N2始終減小D.N1先增大后減小,N2先減小后增大答案：B解析：如圖所示,把mg按它的兩個(gè)效果進(jìn)行分解如圖所示。在木板緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),N1的方向不變,mg、N1、N2應(yīng)構(gòu)成一個(gè)閉合的三角形。N2始終垂直于木板,隨木板的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng),由圖可知,在木板轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),N2變小,N1也變小,選項(xiàng)B正確?？键c(diǎn)2正交分解法6.(2024·山東臨沂月考)如圖4-2-7所示,重力為G的物體靜止在傾角為α的斜面上,將重力G分解為垂直斜面對(duì)下的力F1和平行斜面對(duì)下的力F2,那么()。圖4-2-7A.F1就是物體對(duì)斜面的壓力B.物體對(duì)斜面的壓力方向與F1方向相同,大小為GcosαC.F2就是物體受到的靜摩擦力D.物體受到重力、斜面對(duì)物體的支持力、靜摩擦力、F1和F2共五個(gè)力的作用答案：B解析：G的兩分力F1和F2是事實(shí)上并不存在的力,應(yīng)與其他實(shí)際力區(qū)分開(kāi)來(lái),題中A、C、D選項(xiàng)將兩個(gè)并不存在的力“F1和F2”與真實(shí)力“物體對(duì)斜面的壓力和物體受到的靜摩擦力”混為一談,明顯是錯(cuò)誤的,物體受到的力是真實(shí)力,A、C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤;由物體的平衡條件以及牛頓第三定律的學(xué)問(wèn),可以推斷B選項(xiàng)正確。7.(2024·山東泰安一中月考)如圖4-2-8所示,物塊A放在傾斜的木板上,已知木板的傾角α分別為30°和45°時(shí)物塊所受摩擦力的大小恰好相同,則物塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為()。圖4-2-8A.12B.32C.22答案：C解析：由題意可以推斷出,當(dāng)傾角α=30°時(shí),物塊受到的摩擦力是靜摩擦力,大小為f1=mgsin30°,當(dāng)α=45°時(shí),物塊受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,大小為f2=μN(yùn)=μmgcos45°,由f1=f2得μ=228.(2024·山東威海一中月考)如圖4-2-9所示,一物塊受一恒力F作用,現(xiàn)要使該物塊沿直線AB運(yùn)動(dòng),應(yīng)當(dāng)再加上另一個(gè)力的作用,則加上去的這個(gè)力的最小值為()。圖4-2-9A.FcosθB.FsinθC.FtanθD.Fcotθ答案：B解析：要使物塊沿AB方向運(yùn)動(dòng),恒力F與另一個(gè)力的合力必沿AB方向,當(dāng)另一個(gè)力與AB方向垂直時(shí)為最小,故F'=Fsinθ,B正確。9.(2024·福建福州部分學(xué)校聯(lián)考)如圖4-2-10所示,質(zhì)量為m的小滑塊靜止在半徑為R的半球體上,它與半球體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,它與球心連線跟水平地面的夾角為θ,則小滑塊()。圖4-2-10A.所受摩擦力大小為mgcosθB.所受摩擦力大小為mgsinθC.所受摩擦力大小為μmgsinθD.對(duì)半球體的壓力大小為mgcosθ答案：A解析：質(zhì)量為m的小滑塊靜止在半徑為R的半球體上,小滑塊受到重力mg、球面的支持力FN和摩擦力Ff作用,如圖所示。重力mg產(chǎn)生兩個(gè)效果,沿切線方向使物體下滑,其分力等于摩擦力的大小,則Ff=mgsin(90°-θ)=mgcosθ;沿半徑方向壓緊球面,其分力大小等于支持力大小,則FN=mgcos(90°-θ)=mgsinθ,由此可知B、C、D均錯(cuò)誤,A正確。10.(2024·安徽蕪湖一中月考)一質(zhì)量為m的物塊恰好靜止在傾角為θ的斜面上?，F(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)豎直向下的恒力F,如圖4-2-11所示。則物塊()。圖4-2-11A.仍處于靜止?fàn)顟B(tài)B.沿斜面加速下滑C.受到的摩擦力不變D.受到的合外力增大答案：A解析：不加力時(shí),物塊恰好靜止在斜面上,說(shuō)明μmgcosθ=mgsinθ,加豎直向下的外力F后,由于μ(mg+F)cosθ≥(mg+F)sinθ,物塊仍舊靜止,A正確,B錯(cuò)誤;不加F時(shí)物塊受到的靜摩擦力大小等于mgsinθ,加F后靜摩擦力大小等于(mg+F)sinθ,變大,C錯(cuò)誤;物塊受到的合外力始終等于零,D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)3力的分解的應(yīng)用11.(2024·江蘇常熟中學(xué)周測(cè))如圖4-2-12所示,石拱橋的正中心有一質(zhì)量為m的對(duì)稱楔形石塊,側(cè)面與豎直方向的夾角為α,重力加速度為g。若接觸面間的摩擦力忽視不計(jì),則石塊側(cè)面所受彈力的大小為()。圖4-2-12A.mg2sinαC.12mgtanαD.12mgcos答案：A解析：以石塊為探討對(duì)象,其受力分析如圖所示,因?yàn)槭瘔K靜止,分解重力有:2Nsinα=mg,解得N=mg2sinα12.(2024·湖北紅安一中月考)如圖4-2-13所示,置于水平地面的三腳架上固定著一質(zhì)量為m的照相機(jī)。三腳架的三根輕質(zhì)支架等長(zhǎng),與豎直方向均成30°角,則每根支架中承受的壓力大小為()。圖4-2-13A.13mgB.23mgC.36mg答案：D解析：由題意知,每根支架上的彈力方向均沿著支架,且F1=F2=F3=FN,對(duì)相機(jī)受其中一根支架的支持力沿水平方向與豎直方向進(jìn)行正交分解,在豎直方向上由受力平衡得3FNcos30°=mg,則F1=F2=F3=23913.(2024·北京人大附中期中考試)如圖4-2-14所示,質(zhì)量均為m的A、B兩球,由一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧連接靜止于半徑為R的光滑半球形碗中,彈簧水平,兩球間距為R且球半徑遠(yuǎn)小于碗的半徑。則彈簧的原長(zhǎng)為()。圖4-2-14A.mgk+RB.mg2C.23mg3k+R答案：D解析：以A球?yàn)樘接憣?duì)象,小球受三個(gè)力:重力、彈力和碗的支持力。如圖所示,由平衡條件,得到:tanθ=mgkx,解得:x=mgktanθ,依據(jù)幾何關(guān)系得:cosθ=12,則tanθ=3,所以x=mgktanθ=3mg3k,14.(2024·江蘇南通中學(xué)模擬)在豎直放置的平底圓筒內(nèi),放置兩個(gè)半徑相同的剛性球a和b,球a質(zhì)量大于球b。放置的方式有如圖4-2-15甲和乙兩種。不計(jì)圓筒內(nèi)壁和球面之間的摩擦,對(duì)有關(guān)接觸面的彈力,下列說(shuō)法正確的是()。圖4-2-15A.圖甲圓筒底受到的壓力大于圖乙圓筒底受到的壓力B.圖甲中球a對(duì)圓筒側(cè)面的壓力小于圖乙中球b對(duì)側(cè)面的壓力C.圖甲中球a對(duì)圓筒側(cè)面的壓力大于圖乙中球b對(duì)側(cè)面的壓力D.圖甲中球a對(duì)圓筒側(cè)面的壓力等于圖乙中球b對(duì)側(cè)面的壓力答案：B解析：以a