2020屆高三物理一輪復習 第二章 第2講 力的合成與分解課時作業(yè)（含解析）

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1、力的合成與分解 一、單項選擇題 1．重力為G的體操運動員在進行自由體操比賽時，有如圖所示的比賽動作 ，當運動員豎直倒立保持靜止狀態(tài)時，兩手臂對稱支撐，夾角為θ，則(　　) A．當θ＝60°時，運動員單手對地的正壓力大小為 B．當θ＝120°時，運動員單手對地面的壓力大小為G C．當θ不同時，運動員受到的合力不同 D．當θ不同時運動員與地面之間的相互作用力不相等 解析：運動員處于靜止狀態(tài)，即平衡狀態(tài)，所受合力為零，地面對手的支持力豎直向上，故每只手都承受自身重力的一半，和兩手臂所成角度無關，所以B、C錯誤，A正確；由牛頓第三定律知兩物體間的相互作用力大小永遠相等，故D錯誤．

2、答案：A 2．如圖所示是兩個共點力的合力F跟它的兩個分力之間的夾角θ的關系圖象，則這兩個分力的大小分別是 (　　) A．1 N和4 N　　　　 B．2 N和3 N C．1 N和5 N D．2 N和4 N 解析：設兩個力分別為F1、F2且F1>F2，當兩個力的夾角為180°時，合力為1 N，則F1－F2＝1 N．當兩個力的夾角為0°時，合力為5 N，則F1＋F2＝5 N．聯(lián)立解得F1＝3 N，F(xiàn)2＝2 N．故A、C、D錯誤，B正確． 答案：B 3．如圖所示，牛通過繩索拉著犁正在犁田，若犁重為G，牛拉犁勻速前進時，犁所受到的阻力為f，繩索與水平面的夾角為θ，則在牛勻速前進時繩索所

3、受犁的拉力大小為(不計人對犁的作用)(　　) A. B. C. D. 解析：由于地面對犁有支持力，A、B錯誤；將繩索對犁的拉力分解，可知水平向前的分力克服犁受到的阻力使犁做勻速運動，則F1＝Fcos θ＝f，解得F＝，由牛頓第三定律知繩索所受犁的拉力大小為，C錯誤，D正確． 答案：D 4．(2019·寧夏石嘴山第三中學模擬)如圖甲所示，水平地面上固定一傾角為30°的表面粗糙的斜劈，一質量為m的小物塊能沿著斜劈的表面勻速下滑．現(xiàn)對小物塊施加一水平向右的恒力F，使它沿該斜劈表面勻速上滑，如圖乙所示，則F大小應為(　　) A.mg B.mg C.mg D.mg 解析：

4、小物塊沿著斜劈的表面勻速下滑時，對小物塊受力分析可得mgsin 30°＝μmgcos 30°，解得μ＝.對小物塊施加一水平向右的恒力F，使它沿該斜劈表面勻速上滑，對小物塊受力分析如圖所示， 將力沿平行于斜面和垂直于斜面兩方向分解可得FN＝mgcos 30°＋Fsin 30°，F(xiàn)f＝μFN，F(xiàn)cos 30°＝Ff＋mgsin 30°，聯(lián)立解得F＝mg，故C項正確． 答案：C 二、多項選擇題 5．已知力F的一個分力F1跟F成30°角，大小未知，另一個分力F2的大小為F，方向未知，則F1的大小可能是(　　) A. B. C. D.F 解析：根據題意作出矢量三角形如圖所示，因

5、為F>，從圖上可以看出，F(xiàn)1有兩個解，由直角三角形OAD可知FOA＝＝F，由直角三角形ABD得FBA＝＝F.由圖的對稱性可知FAC＝FBA＝F，則分力F1＝F－F＝F，F(xiàn)1′＝F＋F＝F. 答案：AC 6．(2019·福建廈門模擬)我國不少地方在節(jié)日期間有掛紅燈籠的習俗，如圖所示，質量為m的燈籠用兩根不等長的輕繩OA、OB懸掛在水平天花板上，OA比OB長，O為結點．重力加速度大小為g，設OA、OB對O點的拉力分別為FA、FB，輕繩能夠承受足夠大的拉力，則(　　) A．FA小于FB B．FA、FB的合力大于mg C．調節(jié)懸點A的位置，可使FA、FB都大于mg D．換質量更大的

6、燈籠，F(xiàn)B的增加量比FA的增加量大 解析：對結點O受力分析，畫出力的矢量圖如圖所示，由圖可知，F(xiàn)A小于FB，F(xiàn)A、FB的合力等于mg，選項A正確，B錯誤；調節(jié)懸點A的位置，當∠AOB大于某一值時，則FA、FB都大于mg，選項C正確；換質量更大的燈籠，則重力mg增大，F(xiàn)B的增加量比FA的增加量大，選項D正確． 答案：ACD 7．(2019·山東濰坊高三質檢)如圖所示，質量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運動．已知木塊與地面間的動摩擦因數為μ，重力加速度為g，那么木塊受到的滑動摩擦力為(　　) A．μmg B．μ(mg＋Fsin θ) C．μ(mg－Fsin θ)

7、 D．Fcos θ 解析：木塊勻速運動時受到四個力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Ff.沿水平方向建立x軸，將F進行正交分解，如圖所示(這樣建立坐標系只需分解F)，由于木塊做勻速直線運動，所以Fcos θ＝Ff，F(xiàn)N＝mg＋Fsin θ，又Ff＝μFN，解得Ff＝μ(mg＋Fsin θ)，故選項B、D正確． 答案：BD [能力題組] 一、選擇題 8．(2019·河南六校聯(lián)考)如圖所示，一固定的細直桿與水平面的夾角為α＝15°，一個質量忽略不計的小輕環(huán)C套在直桿上，一根輕質細線的兩端分別固定于直桿上的A、B兩點，細線依次穿過小環(huán)甲、小輕環(huán)C和小環(huán)乙，且小環(huán)甲和小環(huán)乙

8、分居在小輕環(huán)C的兩側．調節(jié)A、B間細線的長度，當系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時β＝45°.不計一切摩擦．設小環(huán)甲的質量為m1，小環(huán)乙的質量為m2，則m1∶m2等于(　　) A．tan 15° B．tan 30° C．tan 60° D．tan 75° 解析：小環(huán)C為輕環(huán)，重力不計，受兩邊細線的拉力的合力與桿垂直，C環(huán)與乙環(huán)的連線與豎直方向的夾角為60°，C環(huán)與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°，A點與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°，乙環(huán)與B點的連線與豎直方向的夾角為60°，設細線拉力為T，根據平衡條件，對甲環(huán)有2Tcos 30°＝m1g，對乙環(huán)有2Tcos 60°＝m2g，得m1∶m2＝

9、tan 60°，故選C. 答案：C 9.(多選)(2017·高考天津卷)如圖所示，輕質不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點，懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止狀態(tài)．如果只人為改變一個條件，當衣架靜止時，下列說法正確的是(　　) A．繩的右端上移到b′，繩子拉力不變 B．將桿N向右移一些，繩子拉力變大 C．繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小 D．若換掛質量更大的衣服，則衣架懸掛點右移 解析：本題考查物體受力分析、物體的平衡．衣架掛鉤為“活結”模型，oa、ob為一根繩，兩端拉力相等，設繩aob長為L，M、N的水平距離為d，bo延長線交M于a′，由幾何知

10、識知a′o＝ao，sin θ＝，由平衡條件有2Fcos θ＝mg，則F＝，當b上移到b′時，d、L不變，θ不變，故F不變，選項A正確，C錯誤．將桿N向右移一些，L不變，d變大，θ變大，cos θ變小，則F變大，選項B正確．只改變m，其他條件不變，則sin θ不變，θ不變，衣架懸掛點不變，選項D錯誤． 答案：AB 10．(多選)如圖所示是剪式千斤頂，當搖動把手時，螺紋軸就能迫使千斤頂的兩臂靠攏，從而將汽車頂起．當車軸剛被頂起時汽車對千斤頂的壓力為1.0×105 N，此時千斤頂兩臂間的夾角為120°，則下列判斷正確的是(　　) A．此時兩臂受到的壓力大小均為5.0×104 N B．此時

11、千斤頂對汽車的支持力為1.0×105 N C．若繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將增大 D．若繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將減小 解析：將汽車對千斤頂的壓力F分解為沿兩臂的兩個分力F1、F2，如圖所示，根據對稱性可知，兩臂受到的壓力大小相等，即F1＝F2.由2F1cos θ＝F得F1＝F2＝＝1.0×105 N，選項A錯誤；根據牛頓第三定律可知，千斤頂對汽車的支持力等于汽車對千斤頂的壓力，為1.0×105 N，選項B正確；由F1＝F2＝可知，當F不變、θ減小時，cos θ增大，F(xiàn)1、F2減小，選項C錯誤，D正確． 答案：BD 11．(2019·四川雙流中學模擬

12、)如圖，一不可伸長的光滑輕繩，其左端固定于O點，右端跨過位于O′點的固定光滑軸懸掛一質量為M的物體．OO′段水平，長度為L，繩子上套一可沿繩滑動的輕環(huán)．現(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一鉤碼，平衡后，物體上升L，則鉤碼的質量為(　　) A.M B.M C.M D.M 解析：重新平衡后，繩子形狀如圖，由幾何關系知，繩子與豎直方向夾角為30°，則環(huán)兩邊繩子的夾角為60°，根據平行四邊形定則，環(huán)兩邊繩子拉力的合力為Mg，根據平衡條件，則鉤碼的質量為M，故選項D正確． 答案：D 12.(2019·山東師大附中檢測)如圖所示，三根長度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，

13、相距2l.現(xiàn)在C點上懸掛一個質量為m的重物，為使CD繩保持水平，在D點上可施加的力的最小值為(　　) A．mg B.mg C.mg D.mg 解析：對C點進行受力分析，由平衡條件可知，繩CD對C點的拉力FCD＝mgtan 30°，對D點進行受力分析，如圖所示，繩CD對D點的拉力F2＝FCD＝mgtan 30°，故F2是恒力，又繩BD的拉力F1方向一定，則F1與在D點施加的力F3的合力與F2等值反向，由圖知當F3垂直于繩BD時，F(xiàn)3最小，由幾何關系可知，F(xiàn)3＝F2sin 60°＝mg，選項C正確． 答案：C 二、非選擇題 13．(2019·湖南株洲二中月考)一重為G的圓柱

14、體工件放在V形槽中，槽頂角α＝60°，槽與工件接觸處的動摩擦因數處處相同且大小為μ＝0.25.(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8) (1)要沿圓柱體的軸線方向(如圖)水平地把工件從槽中拉出來，人要施加多大的拉力？ (2)現(xiàn)把整個裝置傾斜，使圓柱體的軸線與水平方向成37°角，且保證圓柱體對V形槽兩側面的壓力大小相等，發(fā)現(xiàn)圓柱體能自動沿槽下滑，求此時工件和槽之間的摩擦力大?。? 解析：(1)分析圓柱體的受力可知，沿軸線方向受到拉力F、兩個側面對圓柱體的滑動摩擦力Ff，由題給條件知，F(xiàn)＝Ff.將重力進行分解，如圖所示． 因為α＝60°，所以G＝F1＝F2， 由Ff＝μF1＋μF2，得F＝0.5G. (2)把整個裝置傾斜，則圓柱體重力壓緊斜面的分力F1′＝F2′＝Gcos 37°＝0.8G，此時圓柱體和槽之間的摩擦力大小Ff′＝2μF1′＝0.4G. 答案：見解析 8