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1、(江蘇專版)2022年高考物理一輪復(fù)習 課時跟蹤檢測(六)力的合成與分解(含解析)
對點訓練:力的合成問題
1.(2018·大豐期末)下面關(guān)于合力和它的兩個分力的關(guān)系的敘述中,正確的是( )
A.合力一定大于其中任意的一個分力
B.合力有可能小于其中任意一個分力
C.兩個分力的大小不變,夾角在0~180°之間變化,夾角越大,其合力也越大
D.兩個力F1和F2的夾角θ不變,F(xiàn)1大小不變,只要F2增大,合力F就一定增大
解析:選B 不在同一條直線上的兩個力合成時,遵循平行四邊形定則,故合力可能大于、小于或等于任意一個分力,故A錯誤,B正確;兩個共點力的夾角在0~180°之間,其合力
2、隨兩力夾角的增大而減小,故C錯誤;若夾角θ不變,F(xiàn)1大小不變,F(xiàn)2增大,若F2與F1反向,F(xiàn)1>F2,則合力F減小,故D錯誤。
2.(2018·淮安模擬)如圖所示,兩繩相交于O點,繩與繩,繩與天花板間夾角大小如圖,現(xiàn)用一力F作用于O點,F(xiàn)與右繩間夾角為α,保持F的大小不變,改變α角的大小,忽略繩本身的重力,則下述哪種情況下,兩繩所受的張力相等( )
A.α=135° B.α=150°
C.α=120° D.α=90°
解析:選A 點O受三個拉力,由于兩繩所受的張力相等,故根據(jù)平行四邊形定則可以得到兩繩拉力的合力在其角平分線上,而其必定與第三個力F平衡,即與F等值
3、、反向、共線,故拉力F在兩繩夾角平分線的反向延長線上,根據(jù)幾何關(guān)系,α=135°,故選A。
3.(2018·南京一模)如圖所示,高空走鋼絲的表演中,若表演者走到鋼絲中點時,使原來水平的鋼絲下垂與水平面成θ角,此時鋼絲上的彈力應(yīng)是表演者和平衡桿重力的( )
A. B.
C. D.
解析:選C 以人和平衡桿整體為研究對象,分析受力情況,作出受力分解圖,根據(jù)平衡條件:
兩繩子合力與重力等大反向,則有:
2Fsin θ=mg,解得:F=
故鋼絲上的彈力應(yīng)是表演者和平衡桿重力的;故C正確,A、B、D錯誤。
4.(2019·東海月考)如圖所示,在粗糙水平面上放置A、B、C三個物塊
4、,物塊之間由兩根完全相同的輕彈簧相連接,兩彈簧的伸長量相同,且它們之間的夾角∠ABC=120°,整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。已知A物塊所受的摩擦力大小為f,則B物塊所受的摩擦力大小為( )
A.f B.f
C.f D.2f
解析:選B 對物塊A受力分析可知,A水平方向只受拉力及摩擦力而處于平衡狀態(tài),則可知彈簧的彈力F=f;因兩彈簧伸長量相同,則兩彈簧對B的彈力均為f;兩彈力的夾角為120°,則合力大小為f,方向沿兩彈力的角平分線,即向右;對B由平衡條件可知,B受到的摩擦力大小一定為f,故B正確。
5.架在A、B兩根晾衣竿之間的一定質(zhì)量的均勻鐵絲在夏、冬兩季由于熱脹冷縮的效應(yīng),鐵絲呈
5、現(xiàn)如圖所示的兩種形狀。則鐵絲對晾衣竿的拉力( )
A.夏季時的拉力較大 B.冬季時的拉力較大
C.夏季和冬季時的拉力一樣大 D.無法確定
解析:選B 以整條鐵絲為研究對象,受力分析如圖所示,由共點力的平衡條件知,兩竿對鐵絲的彈力的合力與其重力平衡,由幾何關(guān)系得:Fcos θ=,故F=,由于夏天氣溫較高,鐵絲的體積會膨脹,兩竿正中部位鐵絲下墜的距離h變大,則鐵絲在竿上固定處的切線方向與豎直方向的夾角θ變小,故F較小,根據(jù)牛頓第三定律得,鐵絲對晾衣竿拉力大小與F相等,故可知,冬季時拉力較大,故B正確,A、C、D錯誤。
對點訓練:力的分解問題
6.(2018·漢中
6、模擬)如圖所示是山區(qū)村民用斧頭劈柴的剖面圖,圖中BC邊為斧頭背面,AB、AC邊是斧頭的刃面。要使斧頭容易劈開木柴,則應(yīng)( )
A.BC邊縮短些,AB邊也縮短些
B.BC邊延長些,AB邊也延長些
C.BC邊縮短些,但AB邊延長些
D.BC邊延長些,但AB邊縮短些
解析:選C 如圖所示,對斧頭向下的力分解為垂直刃面對木柴兩端的擠壓力,兩力與斧頭的AB、BC邊相互垂直; 則可知當BC邊短一些,AB邊長一些時,兩力之間的夾角更大,則兩分力更大; 故C正確,A、B、D錯誤。
7.如圖所示,兩個完全相同的小球在擋板作用下靜止在傾角為θ的光滑斜面上,其中甲圖中擋板豎直放置,乙圖中檔板垂直斜
7、面放置。下列關(guān)于小球受力的說法正確的是( )
A.小球的重力在乙圖情況下不產(chǎn)生對斜面的作用效果
B.小球均受重力、壓緊斜面的力、壓緊擋板的力和斜面彈力、擋板彈力
C.小球受到擋板的作用力的大小、方向均相同
D.撤去擋板,小球所受合力方向?qū)⒀匦泵嫦蛳?
解析:選D 小球的重力在乙圖情況下會產(chǎn)生對斜面的壓力與對擋板壓力的作用效果,選項A錯誤;兩種情況下小球均受到重力、斜面的支持力和擋板的支持力,故B錯誤;圖甲中小球受擋板的彈力方向水平向右,圖乙中小球受擋板的彈力方向沿斜面向上,選項C錯誤;撤去擋板,小球受向下的重力和斜面的支持力,其合力方向沿斜面向下,選項D正確。
8.[多選](2
8、018·蘇州質(zhì)檢)如圖所示,質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下,在水平地面上做勻速直線運動,已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,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) D.Fcos θ
解析:選BD 對木塊進行受力分析如圖所示,將F進行正交分解,由于木塊做勻速直線運動,所以在x軸和y軸均受力平衡,即Fcos θ =Ff,F(xiàn)N=mg+Fsin θ,又由于Ff=μFN,故Ff=μ(mg+Fsin θ),B、D正確。
9.(2018·安陽二模)如圖所示,一質(zhì)量為m的沙袋用不可伸長的輕繩懸掛在支架上,一練功隊員用垂直于繩的力
9、將沙袋緩慢拉起,使繩與豎直方向的夾角為θ=30°,且繩繃緊,則練功隊員對沙袋施加的作用力大小為( )
A. B.mg
C.mg D.mg
解析:選A 如圖,建立直角坐標系對沙袋進行受力分析:
由平衡條件有:Fcos 30°-FTsin 30°=0,
FTcos 30°+Fsin 30°-mg=0,聯(lián)立可解得:F=,故選A。
考點綜合訓練
10.(2018·啟東月考)三段不可伸長的細繩OA、OB、OC能承受的最大拉力相同,均為200 N,它們共同懸掛一重物,如圖所示,其中OB是水平的,A端、B端固定,θ=30°。則O點懸掛的重物G不能超過( )
A.100 N
10、 B.173 N
C.346 N D.200 N
解析:選A 假設(shè)細繩OA、OB、OC均不被拉斷。以結(jié)點O為研究對象,分析受力,作出受力圖如圖所示,由平衡條件得知:FB與FC的合力與FA大小相等、方向相反,由幾何知識得知,細繩OA拉力FA最大,則隨著重物重力增大,細繩OA先被拉斷,則當細繩OA拉力達到最大時,懸掛的重物G達到最大,此時最大重力Gmax=FC=FAsin θ=200× N=100 N。
11.(2019·眉山中學模擬)引體向上是中學生正常開展的一項體育活動。如圖所示為某運動員在單杠上處于靜止的情形,兩手臂對稱抓拉,夾角為θ。下列說法正確的是( )
A.由于單杠為
11、金屬桿,所以沒有發(fā)生形變
B.當θ=60°時,運動員每只手臂的拉力都等于人體重力的一半
C.當θ不同時,運動員受到的合力不同
D.運動員兩臂由圖位置逐漸分開的過程中,手臂的拉力逐漸變大
解析:選D 金屬桿對人有支持力,是由金屬桿形變產(chǎn)生的,故A錯誤;當θ=60°時,按力的合成與分解可知,運動員每只手臂的拉力都等于G,故B錯誤;當θ不同時,運動員處于平衡狀態(tài),受到的合力都為零,C錯誤;將人所受的重力按照作用效果進行分解,因為分解為兩個等大的力時,合力在分力的角平分線上,且兩分力的夾角越大,分力越大,即運動員兩手臂間的夾角越大,手臂的拉力越大,所以D選項正確。
12.如圖所示,光滑斜面的
12、傾角為37°,一個可以看成質(zhì)點的小球在輕質(zhì)細線的拉力作用下靜止在斜面上,細線與斜面間的夾角也為37°。若小球所受的重力為G,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,則手對細線的拉力等于( )
A.G B. C. D.
解析:選C 對小球受力分析,小球受到細線的拉力F、斜面的支持力N和重力G,在沿斜面方向上,F(xiàn)cos 37°=Gsin 37°,解得F=Gtan 37°=G,故選項C正確。
13.(2018·淄博診考)如圖所示,一質(zhì)量均勻的實心圓球被直徑AB所在的平面一分為二,先后以AB沿水平和豎直兩種不同方向放置在光滑支架上,處于靜止狀態(tài),兩半球間的
13、作用力分別為F和F′,已知支架間的距離為AB長度的一半,則等于( )
A. B.
C. D.
解析:選A 設(shè)兩半球的總質(zhì)量為m,當球以AB沿水平方向放置,可知F=mg,當球以AB沿豎直方向放置,以兩半球為整體,隔離右半球受力分析如圖所示,可得:F′=tan θ,根據(jù)支架間的距離為AB的一半,可得:θ=30°,則==,則A正確。
14.(2018·天津模擬)如圖所示,三根抗拉能力相同的輕細繩1、2、3將一重物懸掛在水平天花板上,P、Q兩點為繩子與天花板的結(jié)點,繩子1、2與天花板的夾角分別為60°和30°,其拉力大小分別為F1、F2,重物重力為G,下列說法正確的是( )
A.繩子2的拉力F2=F1
B.繩子2的拉力F2=2G
C.若逐漸增大重物重力,繩子3先斷
D.若緩慢增大P、Q兩點間距,F(xiàn)1、F2的合力增大
解析:選C 對O點受力分析,
如圖所示:
根據(jù)平衡條件,有:
F1∶F2∶F3=∶1∶2,
其中:F3=G,
故F1=G,F(xiàn)2=;
故A、B錯誤;增加重力G后,三個拉力F1、F2、F3均增加,由于F3>F1>F2,故繩子3先斷,故C正確;若緩慢增大P、Q兩點間距,點O保持平衡,根據(jù)平衡條件,三個力的合力為零,而F1、F2的合力與F3平衡,而F3=G,故F1、F2的合力不變,故D錯誤。