内容正文:
课后跟踪训练(8) 力的合成和分解
1.如图所示,人游泳时若某时刻手掌对水的作用力大小为F,该力与水平方向的夹角为30°,则该力在水平方向的分力大小为( )
A.2F B.F
C.F D.F
D 解析:沿水平方向和竖直方向将手掌对水的作用力分解,则有该力在水平方向的分力大小为F cos 30°=F,D正确。
2.如图所示,物体静止于光滑水平面M上,水平恒力F1作用于物体上,现要使物体沿着OO′方向做直线运动(F1和OO′都在M平面内),那么必须同时再施加一个力F2,则F2的最小值是( )
A.F1cos θ B.F1sin θ
C.F1tan θ D.
B 解析:要使物体沿OO′方向做直线运动,则物体受到的合力F沿OO′方向,如图所示,
由三角形定则知,当F2方向垂直OO′时,F2有最小值,F2min=F1sin θ,B正确。
3.(多选)(2025·北京海淀区模拟)如图所示,用轻绳AO和OB将重为G的重物悬挂在水平天花板和竖直墙壁之间处于静止状态,AO绳水平,OB绳与竖直方向的夹角为θ,则AO绳的拉力FA,OB绳的拉力FB的大小与G之间的关系为( )
A.FA=G tan θ B.FA=
C.FB= D.FB=G cos θ
AC 解析:结点O受到三个力FA、FB、FC作用,如图所示, 其中FA、FB的合力与FC等大反向,即F合=FC=G,则=tan θ,=cos θ,解得FA=G tan θ,FB=,A、C正确。
4.用卡车运输质量为m的匀质圆筒状工件,为使工件保持固定,将其置于两光滑斜面之间,如图所示。两斜面 Ⅰ、Ⅱ 固定在车上,倾角分别为30°和60°,重力加速度为g。当卡车沿平直公路匀速行驶时,圆筒对斜面 Ⅰ、Ⅱ 压力的大小分别为F1、F2,则( )
A.F1=mg,F2=mg
B.F1=mg,F2=mg
C.F1=mg,F2=mg
D.F1=mg,F2=mg
D 解析:将圆筒的重力垂直于斜面Ⅰ、Ⅱ进行分解,如图所示,
由几何关系可知,F1=mg cos 30°=mg,F2=mg sin 30°=mg,D正确。
5.唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力,设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁,F与竖直方向的夹角分别为α和β,α<β,如图所示,忽略耕索质量,耕地过程中,下列说法正确的是( )
A.耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大
B.耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大
C.曲辕犁匀速前进时,耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力
D.直辕犁加速前进时,耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力
B 解析:将拉力F正交分解,在x方向可得出Fx曲=F sin α,Fx直=F sin β,在y方向可得出Fy曲=F cos α,Fy直=F cos β,由题意可知α < β,则sin α<sin β,cos α>cos β,因此Fx曲 <Fx直,Fy曲 > Fy直,A错误,B正确;耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对相互作用力,时刻等大、反向,与两种犁的运动状态无关,C、D错误。
6.(多选)(2025·浙江绍兴模拟)耙在中国已有1 500年以上的历史,北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”,将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示,牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称,延长线的交点为O1,夹角∠AO1B=60°,拉力大小均为F,平面AO1B与水平面的夹角为30°(O2为AB的中点),如图乙所示。忽略耙索质量,下列说法正确的是( )
A.两根耙索的合力大小为F
B.两根耙索的合力大小为F
C.地对耙的水平阻力大小为
D.地对耙的水平阻力大小为
BC 解析:两根耙索的合力大小为F′=2F cos 30°=F,A错误,B正确;由平衡条件得,地对耙的水平阻力大小为Ff=F′cos 30°=F,C正确,D错误。
7.刀、斧、凿等切削工具的刃部叫作劈,用斧头劈木柴的示意图如图所示。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.F B.F
C.F D.F
B 解析:斧头劈木柴时,受力分析如图所示,
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的三角形相似有=,可得推压木柴的力F1=F2=F,B正确。
8.小明想推动家里的衣橱,但使出了最大力气也推不动,他设计了一方案:如图所示,用A、B两块木板搭成一个底角较小的“人”字形架,根据他的设计,只要人往中央一站,衣橱就有可能被推动。已知小明的重力小于衣橱与地面间的摩擦力。以下说法正确的是( )
A.这是不可能的,因为小明的重力小于衣橱与地面间的摩擦力
B.这是不可能的,因为小明根本没有用力去推衣橱
C.这有可能,因为A板对衣橱的水平推力有可能大于小明的重力
D.这有可能,因为A板对衣橱的水平推力有可能大于衣橱与地面间的摩擦力
D 解析: 小明站在人字形架上时,重力产生如图甲所示的效果,重力可以分解成沿A、B两个方向的力,由于底角较小,所以沿A、B方向的力会很大;A板对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力,如图乙所示,
其中水平方向的分力会远大于小明的重力,也就有可能大于衣橱与地面间的最大静摩擦力,D正确。
9.(2025·浙江湖州模拟)如图所示,吊床用绳子拴在两棵树上等高位置,某人先坐在吊床上,后躺在吊床上,均处于静止状态。设吊床两端绳中的拉力为F1,吊床对人的作用力为F2,则( )
A.坐着比躺着时F1大
B.坐着比躺着时F1小
C.坐着比躺着时F2大
D.坐着比躺着时F2小
A 解析:两根绳子拉力合力与重力大小相等,方向相反,坐着与躺着时相比,两根绳子的夹角较大(θ1>θ2),当合力一定时,夹角越大,分力越大,说明坐着比躺着时F1大,A正确,B错误;
吊床对人的作用力为F2,大小与重力相等,方向竖直向上,坐着与躺着时F2等大,C、D错误。
10.(2025·江苏苏州模拟)如图所示为两种形式的吊车的示意图,OA为可绕O点转动的轻杆,重量不计,AB为缆绳,当它们吊起相同重物时,杆OA在图(a)、(b)中的受力大小分别为Fa、Fb,下列关系正确的是( )
A.Fa=Fb B.Fa>Fb
C.Fa<Fb D.大小不确定
A 解析:对题图中的A点受力分析,设轻杆OA的弹力大小分别为Fa′、Fb′,
由图甲可得Fa=Fa′=2mg cos 30°=mg,由图乙可得tan 30°=,则Fb=Fb′=mg,故Fa=Fb,A正确。
11.(2025·河北唐山测试)一些巧妙的工业设计能极大地为人们的生活提供便利。如图所示是竖直放置的某款可调角度的简便磨刀器,该磨刀器左右两侧对称,通过调整磨刀角度可以使该磨刀器的两侧面与刀片尖端的两侧面紧密贴合,就可以轻松满足家庭日常的各种磨刀需求。下列说法正确的是( )
A.向后轻拉刀具,磨刀器受到的摩擦力向前
B.若水平匀速向后拉动刀具,则磨刀器对刀具的作用力竖直向上
C.加速后拉刀具,刀具受到的摩擦力小于磨刀器受到的摩擦力
D.对同一把刀具在竖直方向上施加相同压力时,磨刀器的夹角越小,越难被拉动
D 解析:磨刀过程中,向后轻拉刀具,刀具受到的摩擦力的合力向前,根据牛顿第三定律,磨刀器受到的摩擦力向后,A错误;若水平匀速向后拉动刀具,从两个方向看,受力分析如图所示,
磨刀器对刀具的作用力是指两个接触面的支持力与摩擦力的合力,方向应向前方偏上,B错误;根据牛顿第三定律可知,刀具受到的摩擦力等于磨刀器受到的摩擦力,C错误;刀具对磨刀器正压力的两分力夹角应为磨口角的补角,故磨刀器的夹角越小,正压力的两分力夹角越大,当施加相同的正压力时,则两分力越大,故拖动时的滑动摩擦力越大,就越难被拉动,D正确。
学科网(北京)股份有限公司
$$