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课时分层作业(十二)(时间：40分钟分值：100分)[合格基础练]一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．(多选)下列说法正确的是()A．2N的力可以分解成6N和3N的两个分力B．10N的力可以分解成5N和3N的两个分力C．2N的力可以分解成6N和5N的两个分力D．10N的力可以分解成10N和10N的两个分力CD[逆向思维法，根据两个分力的合力的取值范围来判定．如A项中6N和3N的合力的范围是3N≤F≤9N，故合力不可能是2N，即2N的力不能分解为6N和3N的两个分力．同理B选项也不符合．]2．如图所示，把光滑斜面上的物体所受重力mg分解为F1、F2两个力．图中N为斜面对物体的支持力，则下列说法正确的是()A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力B．物体受到mg、N、F1、F2共四个力的作用C．F2是物体对斜面的压力D．力N、F1、F2这三个力的作用效果与mg、N这两个力的作用效果相同D[F1是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物体沿斜面下滑，但施力物体不是斜面，故选项A错误；物体受到重力mg和支持力N两个力的作用，F1、F2是重力的分力，故选项B错误；F2是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物体压斜面，F2的大小等于物体对斜面的压力，但两者的受力物体不同，F2的受力物体是物体，物体对斜面的压力的受力物体是斜面，故选项C错误；合力与分力的作用效果相同，故选项D正确．]3.如图所示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．通过实验会感受到什么，说法不正确的是()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AC．绳对手指施加作用力的方向沿绳由B指向AD．所挂重物质量越大，绳和杆对手的作用力也越大B[物体重力的作用效果是：一方面拉紧细绳，另一方面使杆压紧手掌，故选项A正确；杆对手掌的作用力方向沿杆由A指向C，绳对手指的作用力由B指向A，故选项B错误，选项C正确；将重力分解为沿绳方向的力F1和沿杆方向的力F2，如图所示，由F1＝Gcosθ，F2＝Gtanθ可知，物重G越大，F1、F2也越大，故选项D正确．]4．如图所示，质量为10kg的物体静止在平面直角坐标系xOy的坐标原点，某时刻只受到F1和F2的作用，且F1＝10N，F2＝102N，则物体的合力()A．方向沿y轴正方向B．方向沿y轴负方向C．大小等于10ND．大小等于102NC[正交分解如图，故物体的合力为10N，方向沿x轴正向．]5．AB、AC两光滑斜面互相垂直，AC与水平面成30°角，如图所示．若把球的重力G按照作用效果分解，则两个分力的大小分别为()A.12G和32GB.33G和3GC.23G和22GD.22G和32GA[对球所受重力进行分解如图所示．由几何关系得F1＝Gsin60°＝32G，F2＝Gsin30°＝12G，选项A正确．]6．(多选)把一个已知力F分解，要求其中一个分力F1跟F成30°角，而大小未知；另一个分力F2＝33F，但方向未知，则F1的大小可能是()A.33FB.32FC.3FD.233FAD[由平行四边形定则可知，把分力F2平行移到对边位置，则分力F1、F2与合力F构成一个三角形，利用三角形知识可方便求解．因F33FF2，由图可知，F1的大小有两个可能值．在Rt△OAF中，OA＝Fcos30°＝32F.在Rt△F1AF中，F1A＝F22－F22＝36F.由对称性可知，AF′1＝F1A＝36F.则F1＝OA－F1A＝33F；F′1＝OA＋AF′1＝233F.故本题正确选项为A、D.]二、非选择题(14分)7．如图所示，一个重为100N的小球被夹在竖直的墙壁和A点之间，已知球心O与A点的连线与竖直方向成θ角，且θ＝60°，所有接触点和面均不计摩擦．试求小球对墙面的压力F1和对A点压力F2.[解析]球的重力产生两个作用效果：压紧墙壁和A点，作出重力及它的两个分力F′1和F′2构成的平行四边形如图所示．球对墙面的压力F1＝F′1＝Gtan60°＝1003N方向垂直墙壁向右．球对A点的压力F2＝F′2＝Gcos60°＝200N，方向沿O→A方向．[答案]F1＝1003N，方向垂直墙壁向右F2＝200N，方向沿O→A方向[等级过关练]一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1．三段不可伸长的细绳OA、OB、OC能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中OB是水平的，A端、B端都固定，若逐渐增加C端所挂物体的质量，则最先断的绳()A．必定是OAB．必定是OBC．必定是OCD．可能是OB，也可能是OCA[由力的分解图知F1最大，故OA先断，A正确．]2．如图所示，是斧头劈木柴的剖面图，其中BC边为斧头背，AB、AC边为斧头的刀面．要使斧头容易劈开木柴，斧头应该()A．BC边与AB、AC边都短一些B．BC边长一些，AB、AC边短一些C．BC边短一些，AB、AC边长一些D．BC边长一些，AB、AC边也长一些C[把斧头所受的向下的力F按力的实际作用效果沿垂直AB、AC边的两个方向分解为F1和F2，设BC与AC成θ角，由图可知F1＝F2，F＝2F1cosθ，所以F1＝F2＝F2cosθ.要使木柴容易劈开，应使F1和F2大一些，则θ应大一些，因此BC边应短一些，AB、AC边应长一些，故C正确．]3．(多选)如图所示，质量为m的木块在与水平方向成θ角的推力F作用下，在水平地面上做匀速直线运动．已知木块与地面间的动摩擦因数为μ，那么木块受到的滑动摩擦力为()A．μmgB．μ(mg＋Fsinθ)C．μ(mg－Fsinθ)D．FcosθBD[木块匀速运动时受到四个力的作用：重力mg、推力F、支持力N、摩擦力f.沿水平方向建立x轴，将F进行正交分解，如图所示(这样建立坐标系只需分解F)，由于木块做匀速直线运动，所以，在x轴上，向左的力等于向右的力(水平方向二力平衡)；在y轴上，向上的力等于向下的力(竖直方向二力平衡)．即Fcosθ＝f，N＝mg＋Fsinθ，又由于f＝μN所以f＝μ(mg＋Fsinθ)，故本题应选B、D.]4．如图所示，用细线悬挂一个均质小球靠在光滑竖直墙上．如果把线的长度缩短，则球对线的拉力T、对墙的压力N的变化情况正确的是()A．T、N都不变B．T减小，N增大C．T增大，N减小D．T、N都增大D[绳对物体的拉力可分解为互相垂直的两分力，如图所示，则Tcosα＝mg，Tsinα＝N.当绳长变短时，α角增大，cosα减小，所以T增大，N增大，故D正确．]二、非选择题(本题共2小题，共26分)5．(13分)压榨机如图所示，B为固定铰链，A为活动铰链．在A处作用一水平力F，物块C就以比水平力F大得多的力压物块D.已知L＝0.5m，h＝0.1m，F＝200N，物块C的质量不计，且与左壁接触面光滑，求物块D受到的压力．甲乙[解析]根据水平力F产生的效果，它可分解为沿杆的两个分力F1、F2，如图甲所示，则F1＝F2＝F2cosα.而沿AC杆的分力F1又产生了两个效果：使物块C压紧左壁的水平力F3和使物块C压紧物块D的竖直力F4，如图乙所示，则F4＝F1sinα＝Ftanα2.又tanα＝Lh，所以F4＝FL2h＝200×0.52×0.1N＝500N由力的相互性可知，物块D受到的压力为500N.[答案]500N6．(13分)如图所示，已知物体在三个共点力的作用下沿x轴运动，其中F1＝80N，F2＝120N，它们与x轴夹角都是30°，F3是确保物体沿x轴运动的最小分力．试问：(1)最小分力为多大？沿什么方向？(2)三个分力的合力多大？[解析]物体由静止开始沿x轴运动，则F1、F2和F3三个力的合力沿x轴方向，由于力的边角关系较复杂，连续利用平行四边形定则来合成较繁琐，但F1、F2与x轴夹角关系明确，可使用正交分解法．如图所示建立直角坐标系，其中三个力的交点O为原点，以原x轴为x轴，y轴垂直于x轴方向，把F1、F2沿x、y轴分解．则F1x＝F1cos30°＝403NF1y＝F1sin30°＝40NF2x＝F2cos30°＝603NF2y＝F2sin30°＝60N(1)要使物体沿x轴方向运动，则y轴方向上合力为零，根据题意，当F3沿y轴正向，且F3＝F2y－F1y＝20N时，分力F3最小．(2)三个分力的合力F＝F1x＋F2x＝1003N.[答案](1)20N沿y轴正方向(2)1003N