高考物理复习第3讲 力的合成与分解夯基提能作业本.docx

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高考物理复习第3讲力的合成与分解夯基提能作业本

第3讲　力的合成与分解

基础巩固

1.（2017四川绵阳中学测试）两个共点力F1、F2大小不同,它们的合力大小为F,则（　　）

A.F1、F2同时增加10N,F也增加10N

B.F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍

C.F1增加10N,F2减少10N,F一定不变

D.若F1、F2中的其中一个增大,F一定增大

2.（多选）将物体所受重力按力的效果进行分解,下列图中正确的是（　　）

3.如图所示,晾晒衣服的绳子两端分别固定在两根竖直杆上的A、B两点,绳子的质量及绳与衣架挂钩间摩擦均忽略不计,衣服处于静止状态。

如果保持绳子A端、B端在杆上位置不变,将右侧杆平移到虚线位置,稳定后衣服仍处于静止状态。

则（　　）

A.绳子的弹力变大

B.绳子的弹力不变

C.绳对挂钩弹力的合力变小

D.绳对挂钩弹力的合力不变

4.（2017河南洛阳第一高级中学第一次月考）如图所示,倾角为θ=30°的光滑斜面上固定有竖直光滑挡板P,横截面为直角三角形的物块A放在斜面与P之间,则物块A对竖直挡板P的压力与物块A对斜面的压力大小之比为（　　）

A.2∶1B.1∶2C.∶1D.∶4

5.如图甲所示,在圆柱体上放一物块P,圆柱体绕水平轴O缓慢转动,从A转至A'的过程,物块与圆柱体保持相对静止,则图乙反映的是该过程中（　　）

A.重力随时间变化的规律

B.支持力随时间变化的规律

C.摩擦力随时间变化的规律

D.合外力随时间变化的规律

6.如图是剪式千斤顶,当摇动把手时,螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢,从而将汽车顶起。

当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0×105N,此时千斤顶两臂间的夹角为120°,则下列判断正确的是（　　）

A.此时两臂受到的压力大小均为5.0×104N

B.此时千斤顶对汽车的支持力为2.0×105N

C.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将增大

D.若继续摇动把手,将汽车顶起,两臂受到的压力将减小

7.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?

综合提升

8.（2016内蒙古巴彦淖尔一中月考）（多选）5个共点力的情况如图所示。

已知F1=F2=F3=F4=F,且这四个力恰好为一个正方形,F5是其对角线。

下列说法正确的是（　　）

A.F1和F5的合力与F3大小相等,方向相反

B.能合成大小为2F、相互垂直的两个力

C.除F5以外的4个力的合力的大小为F

D.这5个力的合力恰好为F,方向与F1和F3的合力方向相同

9.如图所示,顶角为直角、质量为M的斜面体ABC放在粗糙的水平面上,∠A=30°,斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ。

现沿垂直于BC方向对斜面体施加力F,斜面体仍保持静止状态,则关于斜面体受到地面对它的支持力N和摩擦力f的大小,正确的是（已知重力加速度为g）（　　）

A.N=Mg,f=FB.N=Mg+F,f=μMg

C.N=Mg+F,f=FD.N=Mg+F,f=F

10.（2017广东仲元中学9月月考）如图所示,跳伞运动员打开伞后经过一段时间,将在空中保持匀速降落。

已知运动员和他身上装备的总重力为G1,圆顶形降落伞伞面的重力为G2,有8条相同的拉线,一端与运动员相连（拉线重力不计）,另一端均匀分布在伞面边缘上（图中没有把拉线都画出来）,每根拉线和竖直方向都成30°角,那么每根拉线上的张力大小为（　　）

A.B.C.D.

11.（2017湖北沙市中学第二次考试）（多选）如图所示,不计质量的光滑小滑轮用细绳悬挂于墙上的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增大

B.绳子对B的拉力增大

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

12.（2016黑龙江哈尔滨师范大学附属中学开学考试）如图所示,质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平地面上,两轻杆等长,杆与滑块、杆与杆间均用光滑铰链连接,在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C,整个装置处于静止状态,设杆与水平地面间的夹角为θ。

下列说法正确的是（　　）

A.当m一定时,θ越大,轻杆受力越小

B.当m一定时,θ越小,滑块对地面的压力越大

C.当θ一定时,M越大,滑块与地面间的摩擦力越大

D.当θ一定时,M越小,可悬挂重物C的质量m越大

13.如图所示,在光滑的水平杆上穿两个重均为2N的球A、B,在两球之间夹一弹簧,弹簧的劲度系数为10N/m,用两条等长的线将球C与A、B相连,此时弹簧被压缩了10cm,两条线的夹角为60°,求:

（1）杆对A球的支持力为多大?

（2）C球的重力为多大?

14.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?

答案全解全析

基础巩固

1.B　若F1、F2方向相反,F1、F2同时增加10N,F不变,故A错误;根据平行四边形定则,若F1、F2同时增大一倍,F也增大一倍,故B正确;若F1、F2方向相反,且F1>F2,F1增加10N,F2减少10N,则F增加20N,故C错误;若F1、F2方向相反,且F1>F2,F2增大,F不一定增大,故D错误。

2.ABD　A项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力G1和沿斜面向下使物体向下滑的分力G2;B项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力G1和G2,A、B正确。

C项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体压紧两接触面的分力G1和G2,故C错。

D项中物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分力G2,故D正确。

3.D　对挂钩受力分析,如图所示,根据平衡条件有2Tcosθ=G;因绳子A、B两端在杆上位置不动,将右杆移动到虚线位置时,θ变小,又G恒定不变,故绳子拉力T变小,又两边绳子的拉力T的合力始终与G等值反向,保持不变,故A、B、C错误,D正确。

4.B　将物块A所受重力按照力的效果进行分解,如图所示,解得:

F1=Gtanθ,F2=,故=sinθ=,即物块A对竖直挡板P的压力与物块A对斜面的压力大小之比为1∶2;B正确。

5.B　在圆柱体缓慢转动的过程中,物块P的重力是定值,不随时间发生变化,选项A错误;物块P受三个力的作用,竖直向下的重力mg,沿半径指向外的支持力N,沿切线方向的静摩擦力f（最高点除外）,因圆柱体缓慢转动,所以物块P在任意位置所受合力为零,选项D错误;对三力正交分解,设重力mg与支持力N方向所夹锐角为θ,则N=mgcosθ,f=mgsinθ,从A转至A'的过程中,θ先减小后增大,所以N先增大后减小,f先减小后增大,选项B正确、C错误。

6.D　汽车对千斤顶的压力有两个效果,分别沿120°角的两臂方向挤压,所以将此压力沿120°的两臂方向分解,如图所示。

F1cos+F2cos=F。

当θ=120°时,F1=F2=F=1.0×105N,选项A错误。

由牛顿第三定律知,B错误。

继续摇动把手,将汽车顶起,θ减小,cos增大,F1=F2减小,选项C错误,选项D正确。

7.

答案　1.5倍

解析　分析托盘、细杆、滚轮构成的系统和劈的受力情况,如图甲、乙所示。

托盘、细杆、滚轮构成的系统受向下的压力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。

解得:

M=m

代入数据得:

M=1.5m。

综合提升

8.AD　根据平行四边形定则结合几何关系得F1和F5的合力与F3大小相等,方向相反,A正确;F1和F4大小相等方向相同,F2和F3大小相等方向相同,所以除F5以外的4个力能合成大小为2F、相互垂直的两个力,B错误;F1和F4大小相等方向相同,F2和F3大小相等方向相同,所以除F5以外的4个力的合力的大小为2F,方向与F5方向相反,因F5大小为F,所以这5个力的合力恰好为F,方向与F1和F3的合力方向相同,C错误,D正确。

9.C　对斜面体受力分析如图所示。

斜面体保持静止,则:

f=Fcos30°=F,N=Mg+Fsin30°=Mg+F,选项C正确。

10.B　对运动员受力分析可知,8条拉线的合力与运动员的重力等大反向,即8条拉线在水平方向的分力的合力为零,竖直方向分力的合力与运动员的重力等大反向,根据对称性可知,8条拉线的张力都相等,每条拉线的张力在竖直方向的分力Fy=Fcos30°,且8Fy=G1,可得F===,故B正确,A、C、D错误。

11.AD　对物块A受力分析,受到重力和细绳的拉力,根据平衡条件,拉力等于物块A的重力,当把物块B移至C点后,θ'变小,但细绳的拉力不变,故B错误;对物块B受力分析,受重力、支持力、拉力和静摩擦力,如图。

根据共点力平衡条件,有Tcosθ'=f;由于θ'变小,故B与水平面间的静摩擦力变大,故A正确;物块B向右移至C点后,绳间夹角增大,而两段绳上拉力不变,故二者的合力变小,由平衡条件知,悬于墙上的绳对滑轮的拉力变小,结合牛顿第三定律知,C错误;由上述分析还可得出,墙上的绳拉滑轮的力的方向在两段绳子对滑轮拉力夹角的角平分线上,即α=β,由几何关系知α=θ,故D正确。

12.A　将悬挂重物C的绳对铰合处的拉力按照作用效果分解如图所示（F1=F2）

根据平行四边形定则有:

F1sinθ=mg

则F1=

故m一定时,θ越大,轻杆受力越小,选项A正确;

对A、B、C整体分析可知,每个滑块对地面的压力大小为FN'=（2M+m）g,与θ无关,选项B错误;

对A受力分析如图所示:

由平衡条件得

f=F1cosθ=,与M无关,选项C错误;

当F1cosθ≤μF1sinθ时,即只要μ足够大,不管M多大,滑块都不会动,选项D错误。

13.

答案　

（1）（2+）N　

（2）2N

解析　

（1）A、C球的受力情况如图所示:

其中F=kx=1N

对于A球,由平衡条件得:

F=FTsin30°

FN=GA+FTcos30°

解得:

FN=（2+）N

（2）由

（1）可得两线的张力为:

FT=2N

对于C球,由平衡条件得:

2FTcos30°=GC

解得:

GC=2N

14.

答案　mg　2mg

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

甲

由几何关系得:

杆OC所受压力FN=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。

乙

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。