力的分解学案和课件
详细内容
物理•必修1(人教版)
第六课时 力的分解
水平测试
1．图中的四幅图展示了某同学做引体向上运动前的四种抓杠姿势，其中手臂受力最小的是( )
解析：人体的重力可沿两手臂向下分解为使手臂张紧的两分力．由平行四边形可知，两分力的夹角越大，分力就越大，要省力的话，两臂需平行，故B正确．
答案：B
2.如图所示，一个物体受到3个共点力F1、F2、F3的作用，若将它们平移并首尾相接，3个力矢量组成了一个封闭三角形，则物体所受这3个力的合力大小为( )
A．2F1 B．F2 C．2F3 D．0
解析：由矢量三角形定则可以看出，首尾相接的任意两个力的合力必与第3个力大小相等、方向相反，所以这3个力的合力为零．
答案：D
3．(双选)把一个力分解为两个力时，下列说法中正确的是( )
A．一个分力变大时，另一个分力一定要变小
B．两个分力可同时变大、同时变小
C．不论如何分解，两个分力不能同时大于这个力的两倍
D．不论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的一半
解析：当两个分力夹角很大时，任何一个分力都可能大于合力的两倍，故选项C不正确；当两个分力方向相同时，两个分力取最小值，此时F＝F1＋F2，显然F1、F2不能同时小于合力的一半，故选项D正确；由于两分力的大小与两分力夹角有关，一个分力变大，另一个可变大，也可变小，故选项A错，而B正确．
答案：BD
4．如图所示，有甲、乙、丙3种情况，同一运动物体分别受到大小相等的力F的作用，设物体质量为m，与地面间动摩擦因数为μ，则3种情况中物体受到的摩擦力Ff甲、Ff乙、Ff丙的大小关系是( )
A．Ff甲＝Ff乙＝Ff丙＝μmg
B．Ff甲＝μmg，Ff乙＜μmg，Ff丙＞μmg
C．Ff甲＝μmg，Ff乙＞μmg，Ff丙＜μmg
D．Ff甲＝μmg，Ff乙＜μmg，Ff丙＜μmg
解析：把F按水平、竖直方向分解，可知甲的正压力不变，乙的正压力减小，丙的正压力增大．
答案：B
5．为了行车的方便与安全，上山的公路都是很长的“之”字形盘山公路，这样做的主要目的是( )
A．减小上山车辆受到的摩擦力
B．减小上山车辆的重力
C．减小上山车辆对路面的压力
D．减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力
解析：如图所示，
重力G产生的效果是使物体下滑的分力F1和使物体压紧斜面的分力F2，则F1＝Gsin θ，F2＝Gcos θ，倾角θ减小，F1减小，F2增大，同一座山，高度一定，把公路修成盘山公路时，使长度增加，则路面的倾角减小，即减小上山车辆的重力平行于路面向下的分力，可使行车安全，故D正确，A、B、C错误．
答案：D
6．图中，AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°.若把球O的重力按照其作用效果分解，则两个分力的大小分别为( )
A.12G，32G B.33G，3G
C.23G，22G D.22G，32G
解析：对球所受重力进行分解如图所示，由几何关系得
F1＝Gcos30°＝32G，
F2＝Gsin30°＝12G.
答案：A
7．如图所示，用两根承受的最大拉力相等，长度不等的细线AO、BO悬挂一个中空铁球，当在球内不断注入铁砂时，则( )
A．AO先被拉断
B．BO先被拉断
C．AO、BO同时被拉断
D．条件不足，无法判断
解析：依据力的作用效果将重力分解如图所示，据图可知：FB＞FA.又因为两绳承受能力相同，故当在球内不断注入铁砂时，BO绳先断，选项B正确．
答案：B
素能提高
8．(多选)如图是李强同学设计的一个小实验．他将细绳的一端系在手指上，绳的另一端系在直杆的A端，杆的左端顶在掌心上，组成一个“三角支架”．在杆的A端悬挂不同重物，并保持静止．通过实验会感受到( )
A．绳子是被拉伸的，杆是被压缩的
B．杆对手掌施加作用力的方向沿杆由C指向A
C．绳对手指施加作用力的方向沿绳由B指向A
D．所挂重物质量越大，绳和杆对手的作用力也越大
解析：物体重力的作用效果，一方面拉紧绳，另一方面使杆压紧手掌，所以重力可分解为沿绳方向的力F1和垂直于掌心方向的力F2，如图所示．由三角函数得F1＝Gcos θ，F2＝Gtan θ.
答案：ACD
9．如图所示，楔形物体倾角为θ＝30°，放在水平地面上，轻质硬杆下端带有滑轮，上端顶有重1 000 N的物体，硬杆只能沿滑槽上下滑动．不计一切摩擦，则作用于楔形物体上的水平推力至少多大才能将重物顶起？
解析：水平推力F有两个效果，垂直于斜面向上支持滑轮和垂直于水平面压地面，如图所示，
斜面对杆的支持力大小为FN＝Fsin θ，方向垂直于斜面斜向上．要使轻杆顶起重物，则应使FNcos θ≥G，
即Fsin θ•cos θ≥G，
F≥Gtan θ＝1 00033 N.
答案：1 00033 N
帆船“逆风而行”的奥秘
运动员凭借个人的技巧与胆魄，战大风，斗恶浪，绕障碍，速度可达40～50 km/h.从图片中我们看到，图中的运动员的身体总是向“船舷”外侧倾斜，这是什么道理？帆板是如何顶风前进的？
运动员身体向“船舷”外侧倾斜是为了使帆面在风力作用下仍能保持竖直，这样可以确保帆能最大限度地利用风力．这时风力使帆逆时针转动，只有人体向右侧倾斜，使之产生向顺时针方向转动的效果，才能使整体保持平衡，根据杠杆平衡条件，这里应有F•OA＝G•OB.
从图中还可以观察到帆面与“船”身轴线并不相互垂直或平行，而是有一个夹角，为何这样能使“船”前进呢？从图中可以推测此时风向与“船”前进的方向并不一致(甚至可能是偏顶风)，将风力F分解为沿“船”前进方向的分力Ft和垂直于“船”身的分力Fn，由于“船”横向受到水的阻力很大，而“船”纵向受到水的阻力很小，因此帆板就大致向着“船”的纵向加速前进了，只要运动员适时调整帆面方向，通过走“之”字形路线，就能实现顶风前进．