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课时作业(五) 力的合成和分解
[对应学生用书P250]
一、单项选择题
1.如图所示,两人同时用大小相等的力沿不同方向拉小船,且两力关于小船的轴线对称,下列几种情况中,合力最大的是( )
A 解析:合力与分力的关系遵循平行四边形定则,两等大分力夹角越小,合力越大,A正确。
2.如图所示,质量为m的杂技演员进行钢索表演,当演员到钢索中点时,钢索与水平面成θ角,重力加速度为g。此时钢索拉力大小为 ( )
A.mg mg
B.
C.mgmg
D.
A 解析:以人为研究对象,分析受力情况,作出受力图,根据平衡条件:两绳子合力与重力等大反向,则有:
2F sin θ=mg
解得:F= mg,A正确,B、C、D错误。
3.刀、斧、凿等切削工具的刃部叫作劈,如图是用斧头劈木柴的示意图。劈的纵截面是一个等腰三角形,使用劈的时候,垂直劈背加一个力F,这个力产生两个作用效果,使劈的两个侧面推压木柴,把木柴劈开。设劈背的宽度为d,劈的侧面长为l,不计斧头的自身重力,则劈的侧面推压木柴的力约为( )
A.FF D.F C.F B.
B 解析:斧头劈木柴时,设两侧面推压木柴的力分别为F1、F2且F1=F2,利用几何三角形与力三角形相似有F,B正确,A、C、D错误。,得推压木柴的力F1=F2==
4.起重机是建筑工程中常用的起吊重物的设备。设起吊的正方形混凝土板的边长为2 m,总质量为400 kg。若用四根最大承受拉力为1 000 N的钢索,按照如图方式四点吊装,则每根钢索的长度至少为(g取10 m/s2)( )
A.1 m
B.1.5 m
C.2 m
D.2.5 m
C 解析:设每根钢索上的拉力为T,对应的长度为l,板边长为a,质量为m,钢索与板的夹角为α。如图分析可知,4T sin α=mg ①
由空间几何关系知sin α= ②
由上述两式分析可知l越短,α越小,此时钢索中的拉力就越大;当拉力达到最大值时,钢索长度即钢索允许的最短长度,联立得lmin=2 m,C正确。
5.(2020·河北唐山调研)如图所示,一光滑小球与一过球心的轻杆连接,置于一斜面上静止,轻杆通过光滑铰链与竖直墙壁连接,已知小球所受重力为G,斜面与水平地面间的夹角为60°,轻杆与竖直墙壁间的夹角也为60°,则轻杆和斜面受到球的作用力大小分别为( )
A.G和G
B.GG和
C.G和2GG
D.G和
A 解析:对小球受力分析,杆对小球的弹力F方向沿杆斜向上,与水平方向成30°角;斜面对球的弹力FN方向垂直于斜面斜向上,与水平方向成30°角;重力方向竖直向下。如图所示,由几何关系可知三力互成120°角,根据平衡条件知,三力可以构成一首尾相连的等边三角形,则小球对斜面和轻杆的力有FN=F=G,根据牛顿第三定律可知,斜面和轻杆受到小球的作用力大小有FN′=F′=G,A正确。
二、多项选择题
6.如图是我国过去农民拉耧种麦的照片,假设无论怎样变化,耧插入地面的深度不变(耧所受地面的阻力不变),每个人的拉力大小不变,四人始终在耧前与运动方向垂直的一直线上,且人肩上的绳距地面的高度不变,那么要增大拉力沿水平方向的合力,可采取的措施是( )
A.仅增大四个人的间距
B.仅减小四个人的间距
C.仅缩短拉绳
D.仅增长拉绳
BD 解析:要增大拉力沿水平方向的合力,可以减小力与水平方向的夹角,也可以增大合力。仅增大四个人的间距,根据平行四边形定则,合力减小,故拉力沿水平方向的合力减小,A错误;仅减小四个人的间距,四个拉力的夹角减小,根据平行四边形定则,合力增大,故拉力沿水平方向的合力增大,B正确;仅缩短拉绳,合力与水平方向的夹角增大,故拉力沿水平方向的合力减小,C错误;仅增长拉绳,合力与水平方向的夹角减小,故拉力沿水平方向的合力增大,D正确。
7.质量为m的木块,在推力F的作用下沿水平地面做匀速直线运动,如图所示。已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力的值应为( )
A.μmg
B.μ(mg+F sin θ)
C.μ(mg-F sin θ)
D.F cos θ
BD 解析:木块做匀速直线运动时受到四个力的作用:重力mg、推力F、支持力FN和摩擦力Ff,规定水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向,建立直角坐标系,如图所示。由于木块做匀速直线运动,所以在x轴上向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡),在y轴上,向上的力等于向下的力(竖直方向二力平衡),即Ff=F cos θ,FN=mg+F sin θ,又因为Ff=