届高考物理一轮复习课时训练5力的合成与分解.docx
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届高考物理一轮复习课时训练5力的合成与分解
课时训练5 力的合成与分解
一、选择题
1.如图所示,F1、F2、F3恰好构成封闭的直角三角形,这三个力的合力最大的是( )
解析 由矢量合成法则可知A图的合力为2F3,B图的合力为0,C图的合力为2F2,D图的合力为2F3,因F2为直角三角形的斜边,故这三个力的合力最大的为C图.
答案 C
2.
如图所示,一轻质弹簧只受一个拉力F1时,其伸长量为x,当弹簧同时受到两个拉力F2和F3作用时,伸长量也为x,现对弹簧同时施加F1、F2、F3三个力作用时,其伸长量为x′,则以下关于x′与x关系正确的是( )
A.x′=xB.x′=2x
C.x 解析 由题述可知同时受到两个拉力F2和F3作用时,作用效果等同于只受一个拉力F1作用;同时施加F1、F2、F3三个力作用时,其伸长量为x′=2x,选项B正确. 答案 B 3.(多选) 如图所示,相隔一定距离的两个相同圆柱体固定在同一水平高度处,一轻绳套在两圆柱体上,轻绳下端悬挂一重物,绳和圆柱体之间的摩擦忽略不计.现增加轻绳长度,而其他条件保持不变,则( ) A.轻绳对物体的作用力的合力将变大 B.轻绳对物体的作用力的合力将不变 C.轻绳的张力将变大 D.轻绳的张力将变小 解析 现增加轻绳长度,轻绳对物体的作用力的合力将不变,轻绳的张力将变小,选项B、D正确. 答案 BD 4. 用轻弹簧竖直悬挂质量为m的物体A,静止时弹簧伸长量为L,现用该弹簧沿斜面方向拉住质量为2m的物体B,系统静止时弹簧伸长量也为L,斜面倾角为30°,如图所示,则物体B所受摩擦力( ) A.等于零 B.大小为 mg,方向沿斜面向下 C.大小为 mg,方向沿斜面向上 D.大小为mg,方向沿斜面向上 解析 根据题意,物体B受到弹簧的弹力大小为mg,对物体B受力分析并根据平衡条件可知,物体B在重力、弹簧弹力和斜面支持力的作用下处于平衡状态,所以物体B不受摩擦力的作用,选项A正确. 答案 A 5.如图所示,一重为120N的球固定在弹性杆AB的上端,今用测力计沿与水平方向成37°角斜向右上方拉球,使杆发生弯曲,此时测力计的示数为100N,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,则杆AB对球作用力的大小为( ) A.80NB.100N C.110ND.120N 解析 球受到重力mg、测力计的弹力F=100N和杆对其的作用力N,根据平衡条件可得: Nx=Fcos37°=80N,Ny=mg-Fsin37°=60N,所以N= =100N,即B正确. 答案 B 5. 如图所示,一重为120N的球固定在弹性杆AB的上端,今用测力计沿与水平方向成37°角斜向右上方拉球,使杆发生弯曲,此时测力计的示数为100N,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,则杆AB对球作用力的大小为( ) A.80NB.100N C.110ND.120N 6. 如图所示,一光滑小球静止放置在光滑半球面的底端,竖直放置的光滑挡板水平向右缓慢地推动小球,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面),挡板对小球的推力F1、半球面对小球的支持力F2的变化情况正确的是( ) A.F1增大,F2减小B.F1增大,F2增大 C.F1减小,F2减小D.F1减小,F2增大 解析 对小球受力分析结合物体的平衡条件可作出如图所示的动态图,推力F1不断增大,从图易看出F1不断增大时,F2增大,即B正确. 答案 B 7.如图甲所示,将两根劲度系数均为k、原长均为L的轻弹簧,一端固定在水平天花板上相距为2L的两点,另一端共同连接一质量为m的物体,平衡时弹簧与竖直方向的夹角为37°.若将物体的质量变为M,平衡时弹簧与竖直方向的夹角为53°,如图乙所示(sin37°=0.6),则 等于( ) A. B. C. D. 解析 由平衡条件,对题图甲,2kx1cos37°=mg,(L+x1)sin37°=L,对题图乙,2kx2cos53°=Mg,(L+x2)sin53°=L,联立解得: = ,所以选项A正确. 答案 A 8.如图所示,轻质工件通过轻质杆与滑块B连接,当作用在滑块B上的水平推力F=100N时,整个装置静止,此时α=30°.已知滑块与水平面间的摩擦力不计,则工件上受到的压力为( ) A.100NB.100 N C.50ND.200N 解析 对B受力分析如图甲所示,则F2=F/sinα=2F,对上部分受力分析如图乙所示,其中F2′=F2,得FN=F2′·cosα=100 N,故B正确. 答案 B 9.(多选)如图所示,两根光滑细棒在同一竖直平面内,两棒与水平面成37°角,棒上各穿有一个质量为m的相同小球,两球用轻质弹簧连接,两小球在图中位置处于静止状态,此时弹簧与水平面平行,则下列判断正确的是( ) A.弹簧处于拉伸状态 B.弹簧处于压缩状态 C.弹簧的弹力大小为 mg D.弹簧的弹力大小为 mg 解析 若弹簧处于压缩状态,右侧小球受到竖直向下的重力,水平向右的弹簧弹力和垂直细杆斜向左下方的弹力,小球不可能平衡,所以弹簧处于拉伸状态,对左侧小球受力分析如图所示,由平衡条件知F=mgtan37°= mg,则A、C对,B、D错. 答案 AC 10. 如图所示,不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上O点,跨过滑轮的细绳连接物块A、B,A、B都处于静止状态,现将物块B移至C点后,A、B仍保持静止,下列说法中正确的是( ) A.B与水平面间的摩擦力减小 B.地面对B的弹力增大 C.悬于墙上的绳所受拉力不变 D.A、B静止时,图中α、β、θ三角始终相等 解析 将物块B移至C点后,细绳与水平方向夹角减小,细绳中拉力不变,B与水平面间的摩擦力增大,地面对B的弹力增大,选项A错误,B正确;由于α+β增大,滑轮两侧细绳拉力合力减小,由平衡条件可知,悬于墙上的绳所受拉力减小,选项C错误;A、B静止时,图中α、β、θ三角始终相等,选项D正确. 答案 BD 二、非选择题 11. 如图所示,质量M=2 kg的木块套在水平杆上,并用轻绳与质量m= kg的小球相连.今用跟水平方向成30°角的力F=10 N拉着小球并带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m的相对位置保持不变,g=10m/s2,求运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ及木块M与水平杆间的动摩擦因数. 解析 以M、m整体为研究对象.由平衡条件得 水平方向Fcos30°-μFN=0① 竖直方向FN+Fsin30°-Mg-mg=0② 由①②得μ= 以m为研究对象,由平衡条件得 水平方向Fcos30°-FTcosθ=0③ 竖直方向Fsin30°+FTsinθ-mg=0④ 由③④得θ=30°. 答案 30° 12. 如图所示,A、B为竖直墙面上等高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,CO为一根轻杆,C在AB中点D的正下方,AOB在同一水平面内,∠AOB=60°,∠OCD=60°,若在O点处悬挂一个质量为m的物体,求静止后绳AO所受的拉力和杆OC所受的压力分别为多大? 解析 竖直绳上的拉力F等于物体的重力mg,该力产生了沿BO、AO方向拉绳子和沿OC方向压杆的作用效果.而拉BO、AO绳的两分力的合力沿DO方向,则用沿DO方向的拉力等效替代拉BO、AO绳的两分力,将F分解如图甲所示,由几何关系得: 杆所受压力FOC= =2mg 沿DO方向分力 FDO=mgtan60°= mg. 为求绳AO所受拉力,将FDO沿BO和AO两方向分解,如图乙所示.由于两绳长度相等,所以FAO=FBO,由几何关系得绳AO所受拉力: FAO= = =mg. 答案 mg 2mg 13. 如图所示是一种研究劈的作用的装置,托盘A固定在细杆上,细杆放在固定的圆孔中,下端有滚轮,细杆只能在竖直方向上移动,在与托盘连接的滚轮正下面的底座上也固定一个滚轮,轻质劈放在两滚轮之间,劈背的宽度为a,侧面的长度为l,劈尖上固定的细线通过滑轮悬挂总质量为m的钩码,调整托盘上所放砝码的质量M,可以使劈在任何位置时都不发生移动.忽略一切摩擦和劈、托盘、细杆与滚轮的重力,若a= l,试求M是m的多少倍? 解析 分析托盘、细杆、滚轮构成的系统和劈的受力,如图甲、乙所示,托盘、细杆、滚轮构成的系统受向下的重力F3=Mg,劈对滚轮的支持力F1,圆孔的约束力F2;劈受两个 滚轮的作用力F4、F5,细线的拉力F6=mg. 对托盘有: F3=Mg=F1cosα,则Mg= F1 对劈有: F6=mg=2F5sinα,则mg= F5 因为F1与F5是作用力与反作用力,所以F1=F5. 由上三式得: M= m 代入数据得: M=1.5m. 答案 1.5倍
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- 高考 物理 一轮 复习 课时 训练 合成 分解
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