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第06练力的分解(解析版)
一、单选题
1.甲、乙两位同学分别将三个共点力的图示画在了甲、乙两图中的坐标纸上,坐标纸中每格边长表示1N大小的力,下列关于三个共点力合力大小的说法正确的是( )
A.甲图中三个共点力的合力大小等于5N
B.甲图中三个共点力的合力大小等于4N
C.乙图中物体所受的合外力大小等于6N
D.乙图中物体所受的合外力大小等于N
【答案】A
【详解】
AB.对甲图中的F1、F3沿水平和竖直方向正交分解,F1水平向左的分力为3N,竖直向上的分力为1N,F3水平向右的分力为3N,竖直向上的分力为2N,所以三个力的合力竖直向上,大小为5N,故A正确,B错误;
CD.根据力的三角形法则可知,F1、F2的合力与F3等大反向,故三个力的合力为零,故CD均错误;
故选A。
2.如图所示,某工人正在修理草坪,推力F与水平方向成α角,则推力在竖直方向的分力为( )
A.Fsinα B.Fcosα C. D.
【答案】A
【详解】
由题意,推力F与水平方向成α角,将力F沿水平方向和竖直方向分解,如图,可分解为水平方向的力
竖直方向的力
故A正确。
故选A。
3.如图的重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一个角度,车厢里的石块就会自动滑下。车厢倾角越大,车厢里石块受到的( )
A.重力越大
B.重力越小
C.重力沿车厢底面向下的分力越大
D.重力沿车厢底而向下的分力越小
【答案】C
【详解】
AB.车厢里石块的重力与倾角无关,故AB错误;
CD.车厢的倾角越大,重力沿斜面向下的分力越大,故C正确,D错误。
故选C。
4.如图所示,用一根长为的细绳一端固定在点,另一端悬挂质量为的小球,为使细绳与竖直方向夹角且绷紧,小球处于静止,则需对小球施加的最小力等于( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】
以小球为研究对象,分析受力,如图所示
拉力T的方向不变,根据平行边形定则可知,当小球施加的力F与细绳垂直时,所用的力最小,根据平衡条件得
ABD错误,C正确。
故选C。
5.如图所示,被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球,若按力的实际作用效果来分解小球受到的重力G,则G的两个分力的方向分别是图中的( )
A.1和4 B.3和4 C.2和4 D.以上都不对
【答案】B
【详解】
图中小球重力G的实际效果分别是拉绳和压斜面,因此若按力的实际作用效果来分解小球的重力,则两个分力的方向分别是图中的3和4。
故选B。
6.2020年的春节刚刚来临,国内多地发生新型冠状病毒肺炎疫情,许多医务工作者自愿放弃休假为抗击疫情奋战。在药物使用中就应用到很多物理知识。两图分别是用注射器取药的情景和针尖刺入瓶塞的物理图样,针尖的顶角很小,医生沿着注射器施加一个较小的力F,针尖会对瓶塞产生很大的推力。现只分析如图的针尖倾斜侧面与直侧面对瓶塞产生的两个推力,则( )
A.针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力是等大的
B.针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力小
C.若F一定,使用顶角越小的针尖,则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大
D.针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力FN=Fcosθ
【答案】C
【详解】
A.根据平行四边形定则可知针尖在两个侧面上对瓶塞的两个推力不等,故A错误;
B.设顶角为,则针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力
直侧面的推力
当大于45°,针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力比直侧面的推力大,故B错误;
C.由上述两式可知,若F一定,使用顶角越小的针尖,则两个侧面对瓶塞产生的推力就越大,故C正确;
D.针尖在倾斜侧面上对瓶塞的推力
故D错误。
故选C。
7.弹跳能力是职业篮球运动员重要的身体素质指标之一,许多著名的篮球运动员因为具有惊人的弹跳能力而被球迷称为“弹簧人”。弹跳过程是身体肌肉、骨骼关节等部位一系列相关动作的过程,屈膝是其中的一个关键动作。如图所示,人屈膝下蹲时,膝关节弯曲的角度为,设此时大、小腿部的肌群对膝关节的作用力的方向水平向后,且大腿骨、小腿骨对膝关节的作用力大致相等,那么脚掌所受地面竖直向上的弹力约为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】
受力如图所示
设大腿骨和小腿骨对膝关节的作用力大小为F1,已知它们之间的夹角为θ,F即为它们的合力的大小,作出平行四边形定则如图所示,有
则脚掌对地面竖直向下的压力为
由牛顿第三定律可知脚掌所受地面竖直向上的弹力为
故选A。
8.重力都为G的两个小球A和B用三段轻绳按如图所示连接后悬挂在O点上,O、B间的绳长是O、A间的绳长的2倍,将一个拉力F作用到小球B上,使三段轻绳都伸直且O、A间和A、B间的两段绳子分别处于竖直和水平方向上,则拉力F的最小值为( )
A. B. C. G D.
【答案】D
【详解】
对球A受力分析,受重力和OA绳子的拉力,根据受力平衡,绳子AB的拉力为零