《2021版高考物理大一轮复习通用版课后限时集训:5 力的合成与分解》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2021版高考物理大一轮复习通用版课后限时集训:5 力的合成与分解(10页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、力的合成与分解建议用时:45分钟1(多选)将物体所受重力按力的作用效果进行分解,下列图中正确的是()ABDA图中,重力产生了使物体下滑的效果及挤压斜面的效果,故A作图正确;B图中,重力产生了向两边拉绳的效果,故B作图正确;C图中,重力产生了挤压两墙壁的效果,两分力分别垂直于墙面,故C作图错误;D图中,重力产生了拉绳及挤压墙面的效果,故D作图正确。2.一物体受到三个共面共点力F1、F2、F3的作用,三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等),则下列说法正确的是()A三力的合力有最大值F1F2F3,方向不确定B三力的合力有唯一值3F3,方向与F3同向C三力的合力有唯一值2F3,方向与F3同向D由题给
2、条件无法求合力大小B应先合成其中两个力,再合成第三个力,根据本题特点先合成F1和F2,如图所示,再求F12与F3的合力。由图可知F合3F3,方向与F3同向,故选项B正确。3.如图所示是两个共点力的合力F跟它的两个分力之间的夹角的关系图象,则这两个分力的大小分别是()A1 N和4 NB2 N和3 NC1 N和5 ND2 N和4 NB设两个力分别为F1、F2,F1F2,当两个力的夹角为180时,合力为1 N,即F1F21 N。当两个力的夹角为0时,合力为5 N,即F1F25 N,解得F13 N,F22 N,故A、C、D错误,B正确。4三个共点力大小分别是F1、F2、F3,关于它们合力F的大小,下列
3、说法正确的是()AF大小的取值范围一定是0FF1F2F3BF至少比F1、F2、F3中的某一个力大C若F1F2F3368,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零D若F1F2F3362,只要适当调整它们之间的夹角,一定能使合力为零C三个大小分别是F1、F2、F3的共点力合成后的最大值一定等于F1F2F3,但最小值不一定等于零,只有当某一个力的大小在另外两个力的大小的和与差之间时,这三个力的合力才可能为零,选项A、B、D错误,C正确。5.(2019江西南昌十中期末)为了把陷在泥坑里的汽车拉出来,司机用一条结实的绳子把汽车拴在一棵大树上,开始时车与树相距12 m,然后在绳的中点用400 N的水平
4、力F沿垂直绳的方向拉绳,结果中点被拉过0.6 m,如图所示(俯视图),假设绳子的伸长不计,则汽车受到的拉力为()A200 NB400 NC2 000 ND800 NC对绳中点受力分析,如图所示。设绳中张力大小为T,根据力的合成法则,结合几何知识有,解得T2 000 N,即汽车受到的拉力为2 000 N,故C正确。6.如图所示,光滑斜面的倾角为37,一个可以看成质点的小球在轻质细线的拉力作用下静止在斜面上,细线与斜面间的夹角也为37。若小球所受的重力为G,sin 370.6,cos 370.8,则手对细线的拉力等于()AG B C DC对小球受力分析,小球受到细线的拉力F、斜面的支持力N和重力G
5、,在沿斜面方向上,Fcos 37Gsin 37,解得FGtan 37G,故选项C正确。7.如图所示,水平横梁的一端A插在墙壁内,另一端装有一个小滑轮B,一轻绳的一端C固定于墙壁上,另一端跨过滑轮后悬挂一质量m10 kg的重物,CBA30,则滑轮受到绳子的作用力为(g取10 N/kg)()A50 NB100 NC20 ND100 NB由题意可得,对滑轮B点受力分析如图所示,滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力F,因同一根绳子张力处处相等,都等于重物的重力,即F1F2Gmg100 N。用平行四边形定则作图,由于拉力F1和F2的夹角为120,由几何关系可得F100 N,所以滑轮受
6、绳子的作用力大小为100 N,方向与水平方向成30斜向下。故选项B正确。8.(多选)如图所示,质量为m的木块在推力F作用下,在水平地面上做匀速运动。已知木块与地面间的动摩擦因数为,那么木块受到的滑动摩擦力为()AmgB(mgFsin )C(mgFsin )DFcos BD木块匀速运动时受到四个力的作用: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合力。 即Fcos Ff,FNmgFsin ,又FfFN,解得,Ff(
7、mgFsin ),故选项B、D正确。9.如图所示,一质量为m的沙袋用不可伸长的轻绳悬挂在支架上,一练功队员用垂直于绳的力将沙袋缓慢拉起,使绳与竖直方向的夹角为30,且绳绷紧,则练功队员对沙袋施加的作用力大小为()Amg Bmg Cmg DmgA如图,建立直角坐标系对沙袋进行受力分析。由平衡条件有:Fcos 30FTsin 300,FTcos 30Fsin 30mg0,联立可解得:Fmg,故A正确。10.(2019淄博一模)如图所示,a、b两个小球穿在一根光滑的固定杆上,并且通过一条细绳跨过定滑轮连接。已知b球质量为m,杆与水平面的夹角为30,不计所有摩擦。当两球静止时,Oa段绳与杆的夹角也为3
8、0,Ob段绳沿竖直方向,则a球的质量为()Am Bm Cm D2mA分别对a、b两球受力分析,运用合成法,如图所示根据共点力的平衡条件,得:Tmbg;(根据正弦定理列式),TT。故mbmatan 301,则mam,故B、C、D均错误,A正确。11.如图所示,质量为m的小球置于倾角为30的光滑斜面上,劲度系数为k的轻质弹簧一端系在小球上,另一端固定在墙上的P点。小球静止时,弹簧与竖直墙壁间的夹角为30,则弹簧的伸长量为()A B C DC如图为小球的受力情况,其中的F弹为弹簧对它的弹力,由几何关系判断可知,F弹与斜面之间的夹角为30。将小球所受的重力mg与F弹分别沿斜面和与斜面垂直的方向进行正交
9、分解,由共点力的平衡条件知,F弹沿斜面向上的分力与重力mg沿斜面向下的分力大小相等,即F弹cos 30mgsin 30,由胡克定律得F弹kx,联立两式解得弹簧的伸长量x,故C正确。12在如图所示的甲、乙、丙、丁四幅图中,滑轮本身所受的重力忽略不计,滑轮的轴O安装在一根轻木杆P上,一根轻绳ab绕过滑轮,a端固定在墙上,b端下面挂一个质量都是m的重物,当滑轮和重物都静止不动时,甲、丙、丁图中木杆P与竖直方向的夹角均为,乙图中木杆P竖直。假设甲、乙、丙、丁四幅图中滑轮受到木杆P的弹力的大小依次为FA、FB、FC、FD,则以下判断中正确的是()甲 乙丙丁AFAFBFCFDBFDFAFBFCCFAFCF
10、DFBDFCFAFBFDB绳上拉力等于重物所受的重力mg,设滑轮两侧细绳之间的夹角为,滑轮受到木杆P的弹力F等于滑轮两侧细绳拉力的合力,即F2mgcos ,由夹角关系可得FDFAFBFC,选项B正确。13.粗铁丝弯成如图所示半圆环的形状,圆心为O,半圆环最高点B处固定一个小滑轮,小圆环A用细绳吊着一个质量为m2的物块并套在半圆环上。一根一端拴着质量为m1的物块的细绳,跨过小滑轮后,另一端系在小圆环A上。设小圆环、滑轮、绳子的质量以及相互之间的摩擦均不计,绳子不可伸长。若整个系统平衡时,AOB为,则两物块的质量的比值为()Acos B2sin Csin D2cos B对小环进行受力分析,如图所示
11、,小环受上面绳子的拉力m1g,下面绳子的拉力m2g,以及圆环对它沿着OA向外的支持力,将两个绳子的拉力进行正交分解,它们在切线方向的分力应该相等:m1gsin m2gcos (90)即:m1cos m2sin m1cos 2m2sin cos 得:2sin 故选B。14.将一光滑轻杆固定在地面上,杆与地面间夹角为,一光滑轻环套在杆上。一个大小和质量都不计的滑轮用轻绳OP悬挂在天花板上,用另一轻绳通过滑轮系在轻环上,用手拉住轻绳另一端并使OP恰好在竖直方向,如图所示。现水平向右拉绳,当轻环重新静止不动时,OP绳与天花板之间的夹角为()A90B45CD45D由题意可知,当轻环重新静止不动时,环所受
12、的轻绳拉力方向与轻杆垂直,滑轮两侧轻绳的夹角为90,此时,定滑轮P受OP绳拉力、绳子水平拉力和滑轮P与环间绳子拉力作用,处于静止状态,设此时OP绳与天花板之间的夹角为,由几何知识及力的合成与分解,可得45,故选项D正确,A、B、C错误。15.如图所示,三根粗细均匀且完全相同的圆木A、B、C堆放在水平地面上,处于静止状态,每根圆木的质量为m,截面的半径为R,三个截面圆心连线构成的等腰三角形的顶角O1120,若在地面上的两根圆木刚好要滑动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不考虑圆木之间的摩擦,重力加速度为g,则()A圆木间的弹力为mgB下面两根圆木对地面的压力均为mgC地面上的每根圆木受到地面的作用
13、力为mgD地面与圆木间的动摩擦因数为B对A进行受力分析,如图所示,A处于平衡状态,合力为零,则有N2cos mg,解得N1N2mg,故A错误;对整体受力分析,受到重力、地面的支持力、B受到的向右的摩擦力和C受到的向左的摩擦力,由对称性可知,竖直方向有NBNCmg,故B正确;对B进行研究,地面对B的作用力等于地面对B的支持力与地面对B的摩擦力的合力,大于mg,故C错误;对C,根据平衡条件得FfN2sin 60mgmg,所以地面对C的摩擦力大小为mg,根据摩擦力公式FfNC,可得,故D错误。16如图所示,质量为m的物体置于倾角为的固定斜面上,物体与斜面之间的动摩擦因数为,先用平行于斜面的推力F1作用于物体上使其能沿斜面匀速上滑,若改用水平推力F2作用于物体上,也能使物体沿斜面匀速上滑,则两次的推力之比为()甲乙Acos sin Bcos sin C1tan D1tan B物体在力F1作用下和力F2作用下运动时的受力情况如图所示。甲乙将重力mg、力F2分别沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解,由平衡条件可得F1mgsin Ff1FN1mgcos Ff1FN1F2cos mgsin Ff2FN2mgcos F2sin Ff2FN2解得F1mgsin mgcos F2故cos sin ,B正确。