假期作业3 力的合成与分解-【快乐假期】2024年高一物理暑假大作业

　　　　假期作业３　力的合成与分解　　　　　　　　　　　 　　如图所示,一个成年人或两个孩子均能提 起相同质量的一桶水． (１)成年人用的力与两个孩子用的力作用效果 相同． (　　) (２)成年人用的力与两个孩子用的力可以等效 替换． (　　) (３)成年人对水桶施加的一个力大于两个孩子 对木桶施加作用力的合力． (　　) (４)成年人对水桶施加的一个力一定大于每个 孩子对水桶施加的力． (　　) ◆[知识点一]　力的合成 １．(２０２４􀅰濮阳市高一期末)如图 A、B、C、D 所示,等大的三个力F 作用于同一点O,则 哪个图中作用于O点的合力最大 (　　) ２．(多选)棕 熊 是 一 种 适 应 力 比 较 强 的 动 物, 从荒 漠 边 缘 到 高 山 森 林,甚至冰原地带都能顽强生活．棕熊嗅 觉极佳,是 猎 犬 的 ７ 倍,视 力 也 很 好,在 捕鱼时能 够 看 清 水 中 的 鱼 类．如 图 所 示 是两只可 爱 的 小 棕 熊 在 合 力 捕 鱼．则 关 于两只小棕熊的作用力 F１ 和 F２ 及它们 的合力F,下列说法中正确的是 (　　) A．合力F一定与F１、F２ 共同作用产生的效 果相同 B．两力F１、F２ 一定是同性质的力 C．两力F１、F２ 一定是同一个物体受到的力 D．两力F１、F２ 与F 是物体同时受到的三 个力 ３．如 图 所 示,一 个“Y”形 弹弓顶部宽 度 为 L,两 根 相 同 的 橡 皮 条 自 由 长度均为 L,在两橡皮 条 的 末 端 用 一 块 软 皮 (长度不计)做成裹片．若橡皮条的弹力与 形变量的关系满足胡克定律,橡皮条劲度 系数为k,发射弹丸时每根橡皮条被水平 拉长后的最大长度为２L(弹性限度内), 则发射过程中裹片对弹丸最大作用力的 大小为 (　　) A．２kL B．１２kL C．１５kL D．１５２kL ４．三个共点力大小分别是F１、F２、F３,关于它 们的合力F的大小,下列说法中正确的是 (　　) A．F 大 小 的 取 值 范 围 是 ０≤F ≤F１ ＋F２＋F３ B．F至少比F１、F２、F３ 中的某一个大 C．若F１∶F２∶F３＝３∶６∶８,只要适当调整 它们之间的夹角,一定能使合力为零 D．若F１∶F２∶F３＝３∶６∶２,只要适当调整 它们之间的夹角,一定能使合力为零 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 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伸长量 x/(×１０－２m) ０．７４１．８０２．８０３．７２４．６０５．５８６．４２ 根据表中数据在图甲中作出FＧx 图像并求 得该弹簧的劲度系数k＝　　　　N/m． (２)某次实验中,弹簧秤的指针位置如图乙 所示,其读数为　　　　N;同时利用(１)中 结果获得弹簧上的弹力值为２．５０N,请在 下面 虚 线 框 中 画 出 这 两 个 共 点 力 的 合 力F合． (３)由图得到F合 　　　　N． １．物理课上老师演示弹 性形 变,将 一 瓶 墨 水 放在 塑 料 尺 的 一 端, 并将该端探出桌面边 缘,如图所示．塑 料 尺 缓 慢 向 外 移 动,在 墨水瓶离桌边越来越远,塑料尺也越来 越弯曲的过程中,墨水瓶对尺子的 (　　) A．压力增大 B．摩擦力增大 C．作用力增大 D．作用力始终垂直于尺子 ２．如图所示是扩张机的原理示意图,A、B 处 为活动铰链,C 处为固定铰链,在A 处作用 一水平力F,滑块就以比F大得多的压力向 上顶物体D,已知图中２l＝１􀆰０m,b＝０􀆰０５m, F＝４００N,滑块与左壁接触,接触面光滑, 则D受到向上顶的力为(滑块和杆的重力 不计) (　　) A．３０００N B．２０００N C．１０００N D．５００N 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ８ 技能提升 １．D　[物体的重心与物体的形状和质量分布有关,重心可以 在物体上,也可以在物体外,人的重心会随着人的姿态发生 变化,该同学在越过杆的过程中,人过横杆,但重心可能在横 杆下方,故 A、B错误;物体发生弹性形变时,要恢复原状,就 会对与它接触的物体施加力的作用,则该同学落在垫子上, 对软垫有压力,是因为该同学与软垫接触的位置发生了形 变,该同学落在垫子上,受到软垫的弹力作用,是因为软垫发 生了形变,故 C错误,D正确．] ２．B　３．D ４．B　[纸片相对矿泉水瓶向右运动,故矿泉水瓶相对纸片向 左运动,则纸片对矿泉水瓶的摩擦力方向向右,故 A 错误,B 正确;将纸片拉出过程中,纸片与矿泉水瓶间的摩擦力是滑 动摩擦力,根据滑动摩擦力公式Ff＝μFN,可知滑动摩擦力 的大小只与动摩擦因数、正压力有关,与纸片运动的快慢无 关,故 C、D错误．] ５．B ６．解析:(１)当拉力F２＝１０．３N 时,木箱匀速运动,木箱水平 方向受到拉力F２ 和滑动摩擦力f１,根据二力平衡条件有: f１＝F２＝１０．３N．木箱放在水平地面上,则木箱对地面的压 力大小等于木箱重力,即 N＝mg．根据滑动摩擦力公式f１＝ μN,则木箱与地面之间动摩擦因数为μ＝ f１ N． 解得μ＝ f１ N ＝ １０．３ ３×９．８＝０．３５． (２)当拉力F１＝８．０N 时,木箱静止,木箱水平方向所受到 的静摩擦力f２ 与F１ 是一对平衡力,则有:f２＝F１＝８．０N． (３)当拉力F３＝１２．０N时,木箱将在地面上滑动,此时木箱 所受到的摩擦力为滑动摩擦力．则f３＝f１＝１０．３N． 答案:(１)０．３５　(２)８．０N　(３)１０．３N ７．B ８．D 素养培优 １．解析:(１)对 Q 进行受力分析,Q 受到重力、细线的拉力,则 细线的拉力为FT＝mg＝４N,对 P受力分析,受到重力、支 持力FN 和绳子的拉力,可得FT＋FN＝Mg,解得FN＝６N． (２)对轻质滑轮受力分析,可知弹簧弹力为F＝２FT＝８N, 根据胡克定律得F＝kx,代入数据解得x＝０􀆰０４m． 答案:(１)６N　(２)０􀆰０４m ２．解析:(１)对A分析,根据二力平衡有:F弹 ＝μmAg＝０．２×５０N ＝１０N,根据胡克定律得,弹簧的伸长量x＝F弹k ＝ １０ ２００m＝ ０．０５m． (２)对B 分析,F＝μmAg＋μ(mA＋mB)g＝０．２×５０N＋０．２ ×１５０N＝４０N． 答案:(１)０．０５m　(２)４０N 假期作业３ 情景辨析 (１)√(２)√(３)×(４)× 技能提升 １．B　[A中,将相互垂直的F 进行合成,则合力的大小为 ２F, 再与第三个力F 合成,即有合力的大小为(２－１)F．B中, 将方向相反的两个力合成,则合力为０,再与第三个力F 合 成,则有合力的大小为F．C中,将任意两个力进行合成,可 知这两个力的合力与第三个力大小相等,方向相反,这三个 力的合力为零．D中,将左边两个力进行合成,则合力的大小 为 ３F,再与右边的力合成,则有合力的大小为(３－１)F．可 知,合力最小的是 C选项,合力最大的是 B选项,A、C、D 错 误,B正确．] ２．AC ３．D　[根据胡克定律知,每根橡皮条的最大弹力F＝k(２L－ L)＝kL,设此时两根橡皮条与合力的夹角为θ,根据几何关 系可知sinθ＝ １ ２L ２L ,则发射过程中裹片对弹丸最大作用力的 大小为F合 ＝２Fcosθ＝２F １－sin２θ＝ １５２ kL． ] ４．C　５．A　 ６．A　[根据力的平行四边形定则,力 F 与它的两个分力如图所示,由几 何关系知F１＝F２＝ F ２sinθ ,故 A正 确．] ７．B ８．解析:物体匀速上滑,合外力为零,将F 正交分解后可列方 程:Fcosθ＝mg＋f ① 而f＝μN＝μFsinθ ② 联立①②解得:F＝ mgcosθ－μsinθ 代入数值得:F＝６．７６N 答案:６．７６N ９．解析:(１)以水平方向为x轴,竖直方向为F 轴,建立直角坐 标系,然后描点,选尽可能多的点连成一条线,其图线的斜率 即为弹簧的劲度系数k,在直 线 上 任 取 一 点,如(６×１０－２, ３．２),则k＝ ３．２６×１０－２ N /m≈５３N/m． (２)弹簧秤的读数为２．１０N,选标度,合力的图示如图所示． (３)经测量,合力F合 ＝３．３N． 答案:(１)见解析图　５３(说明:±２范围内都可) (２)２．１０(说明:有效数字位数正确,±０．０２范围内都可)　 见解析图 (３)３．３(说明:±０．２范围内都可) 素养培优 １．B　[将墨水瓶所在位置等效 为 沿塑料尺切线方向的一个斜面, 斜面倾 角 为θ,对 墨 水 瓶 进 行 分 析,如图所示． 则有f＝mgsinθ,N＝mgcosθ 根 据 牛 顿 第 三 定 律 有 f′ ＝ f,N′＝N 在墨水瓶离桌边越来越远,塑料尺也越来越弯曲的过程中, 等效斜面倾角θ逐渐增大,可知f′增大,N′减小,即墨水瓶 对尺子的压力减小,墨水瓶对尺子的摩擦力增大,A 错误,B 正确;尺子对墨水瓶有支持力与摩擦力的作用,则尺子对墨 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 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角不变,设为α,甲的重力为G,地面对甲的支持力为FN,对 甲受力分析易得FN＋FT１cosα＝G,Ff＝FT１sinα,在FT１减 小、α不变的情况下,可知FN 增大,Ff 减小,故 C、D错误．] 素养培优 １．解析:(１)以结点O 为研究对象,进行 受力分析如图,根据共点力的平衡条 件:FOA 与FOB 的 合 力 与 重 力 等 大 反 向,由 几 何 关 系 得:FOA ＝ m１g cosθ＝ ５ ４ m１g,FOB＝m１gtanθ＝ ３ ４m１g． (２)人在水平方向仅受绳OB 的拉力和地面的摩擦力Ff 作 用,根据平衡条件有Ff＝FOB＝ ３ ４m１g ,方向水平向左． (３)人在竖直方向上受重力 m２g和地面的支持力FN 作用, 因此有FN＝m２g,则Ff′＝μFN＝μm２g＝１８０N,要使人在水 平面上 不 滑 动,需 满 足 Fmax ＝ ３ ４ m１g≤Ff′ ,解 得 m１ ≤ ２４kg． 答案:(１)５４m１g　 ３ ４m１g　 (２)３４m１g　 水平向左　(３) ２４kg ２．解析:(１)改变BC 绳的方向时,AC 绳 的拉力FTA方向不变,两绳拉力的合力 F 与物体的重力平衡,重力大小和方向 保持不变,经分析可知,θ最小为０°,此 时FTA＝０;且θ必须小于１２０°,否则两绳的合力不可能竖直向 上,所以θ的取值范围是０°≤θ≤１２０°． (２)如图所示,θ在０°~９０°的范围内,当θ＝９０°时,FTB 最大, 有Fmax＝mgtan６０°＝ ３mg;当 两 绳 垂 直 时,即θ＝３０°时, FTB最小,有Fmin＝mgsin６０°＝ ３ ２mg． 假期作业５ 情景辨析 (１)√　(２)√　(３)×　(４)×　(５)× 技能提升 １．D ２．A　[甲车快速启动时撞到乙车而停止运动,甲车司机由于 惯性,甲车司机相对于甲车向前运动,与甲车的方向盘相碰 造成甲车司机胸部受伤．乙车静止,乙车车尾由于受到撞击 而向前运动,乙车司机由于惯性保持静止,乙车司机相对于 乙车向后运动,与乙车的座椅相碰而造成乙车司机背部受 伤,故 A正确,BCD错误．] ３．B　４．B ５．AC　[衣服在G 与F１ 作用下处于静止状态,故G 与F１ 是 一对平衡力,A正确,B错误;F１ 与F２ 是一对相互作用力,C 正确,D错误．] ６．AB　７．B ８．解析:设环的加速度为a,由v２＝２ax得a＝１６m/s２,对环由 牛顿第二定律,mg＋f＝ma,得f＝０．３N,对底座由平衡关 系得FN＝Mg－f＝１．７N 答案:１．７N 素养培优 １．AC　[平衡车加速行驶时,根据牛顿第三定律可知车对人的 作用力等于人对车的作用力．车对人在竖直方向的作用力等 于人的重力,车对人在水平方向的作用力提供人的加速度, 车对人的作用力方向斜向上,故 A 正确,B错误;平衡车匀 速行驶时,车对人的作用力大小等于人对车的压力大小,平 衡车与人的总重力和地面对平衡车的支持力是一对平衡力, C正确,D错误．] ２．解析:设绳子拉物体的力为F,对物体m 受 力分析如图甲,由牛顿第二定律可得:F－ mg＝ma． 绳的拉力F＝m(g＋a)＝２０×(１０＋５)N＝ ３００N． 对人受力分析如图乙,人静止,由受力平衡 得 Mg＝FN＋F,则地面对人的支持力FN ＝Mg－F＝(６０×１０－３００)N＝３００N． 由牛顿第三定律得,人对地面的压力为３００N． 答案:３００N 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ９６