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课时作业(4) 力的合成和分解
[基础应用]
1.(多选)下图中按力的作用效果分解正确的是( )
AD 解析:对B项图,物体的重力按效果分解成垂直接触面的力与垂直挡板的力,如图甲所示,故B错误;
对C项图,按照力的作用效果,拉力分解成如图乙所示,故C错误;A、D图中力的分解是正确的.
2.射箭是奥运会上一个观赏性很强的运动项目,中国队有较强的实力.如图甲所示,射箭时,刚释放的瞬间若弓弦的拉力为100 N,对箭产生的作用力为120 N,其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示,对箭产生的作用力如图中F所示,则弓弦的夹角α应为(cos 53°=0.6)( )
A.53° B.127°
C.143° D.106°
D 解析:弓弦拉力的合成如图所示,
由于F1=F2,由几何知识得2F1cos =F合,有cos = = = =0.6,所以 =53°,即α=106°,故D正确.
3.如图所示,牛通过绳索拉着犁正在犁田,若犁重为G,牛拉犁匀速前进时,犁所受到的阻力为f,绳索与水平面的夹角为θ,则在牛匀速前进时绳索所受犁的拉力大小为(不计人对犁的作用)( )
A. B.
C. D.
D 解析:由于地面对犁有支持力,A、B错误;将绳索对犁的拉力F分解,可知水平向前的分力F1与阻力平衡,则F1=F cos θ=f,解得F=,C错误,D正确.
4.下列图示为一位体操运动员的几种挂杠方式,运动员始终处于静止状态,其手臂用力最小的( )
B 解析:两手臂对人的拉力是等大的力,这两个力的合力一定与人的重力是等大反向的,由力平行四边形定则作图,可知合力为定值时,两分力的夹角越小,这两个分力的值就越小;因而A图中人最费力,B图中人最省力,选项B正确.
5.(多选)(2017·天津高考理综)如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态.如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是( )
A.绳的右端上移到b′,绳子拉力不变
B.将杆N向右移一些,绳子拉力变大
C.绳的两端高度差越小,绳子拉力越小
D.若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移
AB 解析:由于悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的,衣架挂钩两边绳上的力相等,根据力的平衡可知,挂钩两边绳与竖直方向的夹角相等.设这个夹角为θ,将挂钩左侧绳延长,交杆N于c点,由几何关系可知,ac就等于绳长,设杆间距离为d,绳长为L,则sin θ=,设绳子拉力为F,则2F cos θ=mg,F=.绳的右端上移到b′点,由于L、d不变,因此θ不变,绳子拉力F不变,A项正确.将杆N向右移一些,d变大,θ变大,因此绳子拉力变大,B项正确.绳的两端高度差变化,只要d、L不变,绳子拉力不变,C项错误.只要d、L不变,换挂质量更大的衣服,悬挂点的位置就不变,D项错误.
6.(多选)如图所示,质量为m的木块在推力F作用下,在水平地面上做匀速运动.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,那么木块受到的滑动摩擦力为( )
A.μmg B.μ(mg+F sin θ)
C.μ(mg-F sin θ) D.F cos θ
BD 解析:木块做匀速运动时受到四个力的作用:重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Ff.沿水平方向建立x轴,将F进行正交分解,如图所示(这样建立坐标系只需分解F),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合力.即Ff=F cos θ,FN=mg+F sin θ,又Ff=μFN,解得Ff=μ(mg+F sin θ),故选项B、D正确.
[素养提升]
7.2020年11月18日,东北大部分地区发生罕见强雨雪风冻天气,一日之内温度骤降16 ℃,给生产生活带来诸多不便.如图所示,共享单车上结冻的冰柱都呈现水平方向.若仅从受力角度分析,下列推理可能正确的是( )
A.风力水平向左 B.风力水平向右
C.风力斜向左上 D.风力斜向右下
C 解析:冰柱呈现水平方向的原因是雨滴在重力和风力作用下沿水平方向偏移,即重力和风力的合力是沿水平方向,由平行四边形定则可知风力为斜向左上,故C正确.
8.(多选)(2021·山东威海期末)一物体受到两个大小相等的共点力的作用,二者夹角为θ(0<θ<120°),合力为F,若保证两共点力的方向不变,大小均增加ΔF,合力变为F′.下列说法正确的是( )
A.F′与F的方向相同
B.F′与F的方向不同
C.F′-F=ΔF
D.F′-F>ΔF
AD 解析:两个大小相等的共点力合成时,合力的方向在这两个力的角平分线上,当两个力大小均增加ΔF时,两个共点力仍相等,合力的方向还是角平分线上,故A正确,B错误;由力