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1、課時作業(yè)6 力的合成與分解
時間:45分鐘 滿分:100分
一、選擇題(8×8′=64′)
1.有兩個共點力,F(xiàn)1=2 N,F(xiàn)2=4 N,它們合力F的大小可能是( )
A.1 N B.5 N
C.7 N D.9 N
解析:由|F1-F1|≤F≤|F1+F2|知,B選項正確.
答案:B
2.王飛同學(xué)練習(xí)單杠時,兩臂平行握住單杠,在他兩臂逐漸分開的過程中,手臂的拉力( )
A.逐漸變大 B.逐漸變小
C.先變小,后變大 D.先變大,后再變小
解析:當(dāng)兩臂夾角為θ時,手臂的拉力為F,則
2Fcos=G,所以F=
當(dāng)θ變大時,cos減小,
2、F變大,故A正確.
答案:A
3.F1、F2合力方向豎直向下,若保持F1的大小和方向都不變,保持F2的大小不變,而將F2的方向在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)過60°角,合力的方向仍豎直向下,下列說法正確的是( )
A.F1一定大于F2
B.F1可能小于F2
C.F2的方向與水平面成30°角
D.F1方向與F2的方向成60°角
圖1
解析:由于合力始終向下,可知F2與F2′的水平分力相同.故F2與F2′關(guān)于水平方向?qū)ΨQ.所以F2與水平方向成30°,設(shè)F1與豎直方向成α,如圖1所示.對各力進(jìn)行分解可得:F1sinα=F2cos30°.①
F1cosα>F2sin30°.②
由①2+②2得
3、:F12>F22.即F1>F2.
答案:AC
4.我國自行設(shè)計建造的世界第二斜拉索橋——上海南浦大橋,橋面高46 m,主橋全長845 m,引橋全長7500 m,引橋建得這樣長的目的是( )
A.增大汽車上橋時的牽引力
B.減小汽車上橋時的牽引力
C.增大汽車的重力平行于引橋橋面向下的分力
D.減小汽車的重力平行于引橋橋面向下的分力
解析:引橋越高,斜面傾角θ越小,重力沿斜面方向的分力F=mgsinθ越小,故D對.
答案:D
5.(2020·臨沂檢測)圖2甲為雜技表演的安全網(wǎng)示意圖,網(wǎng)繩的結(jié)構(gòu)為正方格形,O、a、b、c、d……為網(wǎng)繩的結(jié)點,安全網(wǎng)水平張緊后,若質(zhì)量為m的運(yùn)動員
4、從高處落下,并恰好落在O點上,該處下凹至最低點時,網(wǎng)繩dOe,bOg均成120°向上的張角,如圖乙所示,此時O點受到的向下的沖擊力大小為F,則這時O點周圍每根網(wǎng)繩承受的力的大小為( )
圖2
A.F B.
C.F+mg D.
解析:對O點進(jìn)行受力分析,O點受到豎直向下的沖力F和斜向上的網(wǎng)繩的拉力,設(shè)每根網(wǎng)繩的拉力大小為F1,由力的合成與分解的知識可知,dOe和bOg豎直向上的拉力都為F1,由2F1=F得F1=,故B對.
答案:B
圖3
6.如圖3所示,兩根輕繩AO與BO所能承受的最大拉力大小相同,輕繩長度AO
5、AO繩先被拉斷
B.BO繩先被拉斷
C.AO繩和BO繩同時被拉斷
D.條件不足,無法判斷
解析:物體對O點拉力等于物體重力,此力有兩個效果:一是使AO繩拉緊;二是使BO繩拉緊.按效果把物體對O點的拉力分解,通過作圖可得AO繩受的力大于BO繩受的力.
答案:A
圖4
7.人站在岸上通過定滑輪用繩牽引低處的小船,如圖4所示,若水的阻力恒定不變,則在船勻速靠岸的過程中,下列說法正確的是( )
A.繩的拉力不斷增大
B.繩的拉力保持不變
C.船受到的浮力保持不變
D.船受到的浮力不斷減小
圖5
解析:分析船的受力情況如圖5所示,船勻速靠岸的過程中,F(xiàn)Tcosα=Ff
6、.Ff不變,α增大,cosα減?。訤T增大,A正確,B錯誤;拉力FT豎直向上的分力為FT·sinα,因FT、α均增大,F(xiàn)Tsinα增大,那么船受到的浮力不斷減小,所以C錯誤,D正確.
答案:AD
8.如圖6所示,一個物體由繞過定滑輪的繩拉著,分別用圖中所示的三種情況拉住.在這三種情況下,
圖6
若繩的張力分別為FT1、FT2、FT3,軸心對定滑輪的支持力分別為FN1、FN2、FN3,滑輪的摩擦、質(zhì)量均不計,則( )
A.FT1=FT2=FT3,F(xiàn)N1>FN2>FN3
B.FT1>FT2>FT3,F(xiàn)N1=FN2=FN3
C.FT1=FT2=FT3,F(xiàn)N1=FN2=FN3
7、
D.FT1FN2>FN3,只有選項A正確.
答案:A
二、計算題(3×12′=36′)
圖7
9.(2020·黃岡模擬)如圖7所示,能承受最大拉力為10 N的細(xì)線OA與豎直方向成45°角,能承受最大拉力為5 N的細(xì)線OB水平,細(xì)線OC能承受足夠的拉力,為使OA、OB均不被拉斷,OC下端所懸掛物體的最大重力是多少?
解析:當(dāng)OC下端
8、所懸物重不斷增大時,細(xì)線OA、OB所受的拉力同時增大.為了判斷哪根細(xì)線先被
圖8
拉斷,可選O點為研究對象,其受力情況如圖8所示,利用假設(shè),分別假設(shè)OA、OB達(dá)最大值時,看另一細(xì)線是否達(dá)到最大值,從而得到結(jié)果.取O點為研究對象,受力分析如圖8所示,假設(shè)OB不會被拉斷,且OA上的拉力先達(dá)到最大值,即F1=10 N,根據(jù)平衡條件有F2=F1maxcos45°=10× N=7.07 N,由于F2大于OB能承受的最大拉力,所以在物重逐漸增大時,細(xì)線OB先被拉斷.
再假設(shè)OB線上的拉力剛好達(dá)到最大值(即F2max=5 N)處于將被拉斷的臨界狀態(tài),根據(jù)平衡條件有F1·cos45°=F2max,F(xiàn)
9、1sin45°=F3.
再選重物為研究對象,根據(jù)平衡條件有F3=Gmax.
以上三式聯(lián)立解得懸掛最大重物為
Gmax=F2max=5 N.
答案:5 N
圖9
10.如圖9為曲柄壓榨機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖,A處作用一水平力F,OB是豎直線.若桿和活塞重力不計,兩桿AO與AB的長度相同;當(dāng)OB的尺寸為200,A到OB的距離為10時,求貨物M在此時所受壓力為多少?
解析:力F的作用效果是對AB、AO兩桿產(chǎn)生沿桿方向的壓力F1、F2,如圖10(a).而F1的作用效果是對M產(chǎn)生水平的推力F′和豎直向下的壓力FN(見圖10(b),可得對貨物M的壓力).由圖可得:tanα==10
圖10
10、F1=F2= 而FN=F1sinα
則FN=sinα=tanα=5F
答案:5F
圖11
11.在醫(yī)院里常用如圖11所示裝置對小腿受傷的病人進(jìn)行牽引治療.不計滑輪組的摩擦和繩子的質(zhì)量,繩子下端所掛重物的質(zhì)量是5 kg,問:
(1)病人的腿所受水平方向的牽引力是多大?
(2)病人的腳和腿所受的豎直向上的牽引力共是多大?(g取10 N/kg)
圖12
解析:因繩子中各處與其他物體沒有結(jié)點,所以繩子中各處的張力(拉力)都等于所懸掛的重物的重力,即
FT=mg=50 N.
將ab段的繩子拉力沿水平方向和豎直方向分解,如圖12所示.
F水平=FTcos30°=43.3 N,
F豎直=FTsin30°=25 N.
(1)由圖知,病人的腳所受水平方向的牽引力:
F牽=FT+F水平=50 N+43.3 N=93.3 N
(2)由圖知,病人的腳和腿所受的豎直向上的牽引力:
F′牽=FT+F豎直=50 N+25 N=75 N
答案:(1)93.3 N (2)75 N