1.4力的合成与分解（同步作业）-中职《物理》（高教版通用类）《上好课》

高教版《物理（通用类）》 1.4 力的合成与分解 一、 填空题 1.曹冲称象的故事中，大象的重力与一堆石头的（ ）是等效的，这在物理上体现了（ ）的思想，其中大象的重力是（ ）的合力，石头的总重力是这个合力的（ ）。（请填核心概念） 2. 两位同学合作提水桶，若每人所用的力都是（ ），且两人手臂间的夹角为0°（即方向完全相同），则他们作用在水桶上的合力大小为（ ）；若夹角为180°（即方向完全相反），则合力大小为（ ） 。 3. 帆船能够逆风前进，是利用了（ ）。作用在船帆上的风力可以被分解为一个阻碍船前进的分力和一个（ ）的分力。 4. 当我们用与水平方向成一定角度的力斜向上拉行李箱时，这个拉力可以分解为一个（ ）的分力使箱子前进，和一个（ ）的分力来减轻箱子对地面的压力。 5. 双肩背包比单肩背包背起来更省力，是因为双肩带的设计将书包的重力（ ）到了两个肩膀上，从而（ ）了每一边肩膀所承受的压力。（填“合成”或“分解”，“增大”或“减小”） 二、 判断题 1.（ ）合力可以大于、等于或小于任何一个分力。 2.（ ）已知一个力的大小和方向，那么它的两个分力的大小和方向就是唯一确定的。 3. （ √ ）在斜拉桥的设计中，钢索呈放射状布置，可以通过调整角度，使钢索拉力的水平分力相互平衡，竖向分力共同承担桥面重量。 三、计算题 1.“购物车之谜”进阶：小华用与水平方向成30°角的力，斜向下推购物车，推力大小为80N。 (1) 请画出这个推力的分解示意图。 (2) 计算这个推力产生的水平分力（使车前进的力）和竖直分力（对地面增加的压力）各是多少？ （已知sin30°=0.5, cos30°≈0.866） 2.“缆车安全分析”：某景区缆车的车厢和乘客总重力为G=8000N，静止在某段倾角为15°的索道上。 (1) 请画出重力的分解示意图（沿索道方向和垂直索道方向）。 (2) 计算车厢对索道的压力有多大？车厢有向下滑动的趋势，它受到的下滑力有多大？ （已知sin15°≈0.259, cos15°≈0.966） 3，“脱困救援计算”：如图所示，一辆汽车陷入泥坑，小明用一根绳子斜向上45°拉车，提供的最大拉力为300N。 (1) 请计算这个拉力的水平分力（用于脱困的力）和竖直分力各是多少？ (2) 如果为了增大脱困的力，他应该增大还是减小拉绳的角度？为什么？ （已知sin45°=cos45°≈0.707） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 高教版《物理（通用类）》 1.4 力的合成与分解 一、 填空题 1.曹冲称象的故事中，大象的重力与一堆石头的（ ）是等效的，这在物理上体现了（ ）的思想，其中大象的重力是（ ）的合力，石头的总重力是这个合力的（ ）。（请填核心概念） 答案：总重力 等效替代 分力 分力 解析：本题考察对“合力与分力”核心概念及“等效替代”思想的理解。曹冲用石头的总重力“等效替代”了大象的重力，效果相同（使船下沉相同深度），所以石头的总重力是“合力”，大象的重力是“分力”。 2. 两位同学合作提水桶，若每人所用的力都是（ ），且两人手臂间的夹角为0°（即方向完全相同），则他们作用在水桶上的合力大小为（ ）；若夹角为180°（即方向完全相反），则合力大小为（ ） 。 答案：100N  200 N 0 N 解析：本题考察对合力大小范围的理解。根据公式 |F₁-F₂| ≤ F合 ≤ F₁+F₂。夹角为0°时，合力最大，为两力之和（200N）；夹角为180°时，合力最小，为两力之差的绝对值（0N）。 3. 帆船能够逆风前进，是利用了（ ）。作用在船帆上的风力可以被分解为一个阻碍船前进的分力和一个（ ）的分力。 答案：平行四边形定则 推动船沿“之”字形路线前进 解析：本题考察力的分解在生活中的应用。帆船逆风行舟是运用平行四边形定则分解风力的经典案例。风力被分解后，一个分力与船行进方向成较大角度（甚至相反），另一分力则能提供侧向的前进动力。 4. 当我们用与水平方向成一定角度的力斜向上拉行李箱时，这个拉力可以分解为一个（ ）的分力使箱子前进，和一个（ ）的分力来减轻箱子对地面的压力。 答案：水平向前 竖直向上 解析：本题考察对力的分解方向的实际理解。斜向上的拉力，按照正交分解法，可以分解为水平方向和竖直方向的两个分力。水平分力是使物体前进的动力，竖直分力可以抵消一部分重力。 5. 双肩背包比单肩背包背起来更省力，是因为双肩带的设计将书包的重力（ ）到了两个肩膀上，从而（ ）了每一边肩膀所承受的压力。（填“合成”或“分解”，“增大”或“减小”） 6. 答案：分解 减小 解析：本题考察力的分解在生活中的应用。双肩包的设计本质上是将一个力（总重力）分解到两个方向上（左肩和右肩），运用了力的分解原理，从而减小了每个分力（单侧肩膀受力）的大小。 二、 判断题 1.（ ）合力可以大于、等于或小于任何一个分力。 答案：√ 解析：正确。合力的大小与分力间的夹角有关。当两分力夹角为0°时，合力最大（等于两力之和）；夹角在0°到180°之间变化时，合力大小介于两力之和与两力之差的绝对值之间；当夹角为180°时，合力最小（等于两力之差的绝对值）。因此，合力完全可以小于其中一个分力。 2.（ ）已知一个力的大小和方向，那么它的两个分力的大小和方向就是唯一确定的。 答案：× 解析：错误。如果没有附加条件，仅已知一个合力，可以作出无数个平行四边形，即有无数组分力与之对应。力的分解要想有唯一解，必须附加条件，如：已知两个分力的方向，或已知一个分力的大小和方向等。 3. （ √ ）在斜拉桥的设计中，钢索呈放射状布置，可以通过调整角度，使钢索拉力的水平分力相互平衡，竖向分力共同承担桥面重量。 答案：√ 解析：正确。这正是斜拉桥设计的核心力学原理。放射状布置的钢索，其拉力的水平分力可以相互抵消，从而确保桥塔不受过大的水平推力；而所有钢索拉力的竖向分力之和，则等于所承担桥面的总重力。 三、计算题 1.“购物车之谜”进阶：小华用与水平方向成30°角的力，斜向下推购物车，推力大小为80N。 (1) 请画出这个推力的分解示意图。 (2) 计算这个推力产生的水平分力（使车前进的力）和竖直分力（对地面增加的压力）各是多少？ （已知sin30°=0.5, cos30°≈0.866） 解析： (1) 示意图应显示：一个斜向下的力，分解为一个水平向右的分力Fₓ和一个竖直向下的分力Fy。 (2) 计算过程： 水平分力 Fₓ = F · cos30° = 80N × 0.866 ≈ 69.3 N 竖直分力 Fy = F · sin30° = 80N × 0.5 = 40.0 N 答：使车前进的水平分力约为69.3N，对地面增加的压力为40.0N。 2.“缆车安全分析”：某景区缆车的车厢和乘客总重力为G=8000N，静止在某段倾角为15°的索道上。 (1) 请画出重力的分解示意图（沿索道方向和垂直索道方向）。 (2) 计算车厢对索道的压力有多大？车厢有向下滑动的趋势，它受到的下滑力有多大？ （已知sin15°≈0.259, cos15°≈0.966） 解析： (1) 示意图应显示：重力G分解为沿斜面向下的分力F₁（下滑力）和垂直斜面向下的分力F₂（压力）。 (2) 计算过程： 车厢对索道的压力 F₂ = G · cos15° = 8000N × 0.966 ≈ 7728 N 车厢受到的下滑力 F₁ = G · sin15° = 8000N × 0.259 ≈ 2072 N 答：车厢对索道的压力约为7728N，下滑力约为2072N。 3，“脱困救援计算”：如图所示，一辆汽车陷入泥坑，小明用一根绳子斜向上45°拉车，提供的最大拉力为300N。 (1) 请计算这个拉力的水平分力（用于脱困的力）和竖直分力各是多少？ (2) 如果为了增大脱困的力，他应该增大还是减小拉绳的角度？为什么？ （已知sin45°=cos45°≈0.707） 解析： (1) 计算过程： 水平分力 Fₓ = F · cos45° = 300N × 0.707 ≈ 212.1 N 竖直分力 Fy = F · sin45° = 300N × 0.707 ≈ 212.1 N (2) 他应该减小拉绳的角度。 原因：因为水平分力 Fₓ = F · cosθ，在小明拉力F不变的情况下，角度θ减小，cosθ值增大，从而水平分力Fₓ增大，更有利于将车拉出泥坑。 答：拉力的水平分力约为212.1N，竖直分力约为212.1N；为了增大脱困力，应减小拉绳角度。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $