（全國通用版）2019版高考物理一輪復習 第二章 相互作用 課時分層作業(yè) 五 2.2 力的合成與分解_1

1、（全國通用版）2019版高考物理一輪復習 第二章 相互作用 課時分層作業(yè) 五 2.2 力的合成與分解課時分層作業(yè)五力的合成與分解(45分鐘100分)【基礎達標題組】一、選擇題(本題共10小題,每小題6分,共60分。16題為單選題,710題為多選題)1.兩個共點力的大小分別為6N和8N,這兩個共點力的合力的最大值是()A.6NB.8NC.10ND.14N【解析】選D。當夾角為零時合力最大,最大值為6N+8N=14N,所以D正確。2.一體操運動員倒立并靜止在水平地面上,下列圖示姿勢中,沿手臂的力F最大的是()【解析】選D。將人所受的重力按照效果進行分解,由于大小方向確定的一個力分解為兩個等大的力時

2、,合力在分力的角平分線上,且兩分力的夾角越大,分力越大,因而D正確。3.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的關系圖象,則這兩個分力的大小分別是()A.1N和4NB.2N和3NC.1N和5ND.2N和4N【解析】選B。設兩個力分別為F1、F2,F1>F2,當兩個力的夾角為180度時,合力為1N,則F1-F2=1N。當兩個力的夾角為0度時,合力為5N,則F1+F2=5N。解得F1=3N,F2=2N。故A、C、D錯誤,B正確。4.如圖所示,物體靜止于光滑水平面M上,水平恒力F1作用于物體,現(xiàn)要使物體沿著OO方向做直線運動(F1和OO都在M平面內(nèi))。那么必須同時再加一個力F2,

3、則F2的最小值是()A.F1cosB.F1sinC.F1tanD.【解析】選B。要使物體沿OO方向做直線運動,則物體受到的合力F沿OO方向,如圖,由三角形定則知,當F2方向垂直O(jiān)O時,F2有最小值,為F2=F1sin,故B正確,A、C、D錯誤。5.如圖所示,質(zhì)量為M的小車放在光滑的水平面上。小車上用細線懸吊一質(zhì)量為m的小球,M>m。現(xiàn)用一力F水平向右拉小球,使小球和車一起以加速度a向右運動時,細線與豎直方向成角,細線的拉力為T;若用另一力F水平向左拉小車,使小球和車一起以加速度a向左運動時,細線與豎直方向也成角,細線的拉力為T。則()A.a=a,T=TB.a>a,T=TC.a<

4、;a,T=TD.a>a,T>T【解析】選B。先對左圖中情況下的整體受力分析,受重力、支持力和拉力根據(jù)牛頓第二定律,有F=(M+m)a再對左圖中情況下的小球受力分析,如圖根據(jù)牛頓第二定律,有F-Tsin=maTcos-mg=0由以上三式可解得T=a=再對右圖中小球受力分析,如圖由幾何關系得:F合=mgtanT=再由牛頓第二定律,得到a=gtan由于M>m,故a>a,T=T,故選B。6.(2018焦作模擬)如圖所示,一根勻質(zhì)繩質(zhì)量為M,其兩端固定在天花板上的A、B兩點,在繩的中點懸掛一重物,質(zhì)量為m,懸掛重物的繩PQ質(zhì)量不計。設、分別為繩子端點和中點處繩子的切線方向與豎直方

5、向的夾角,則()A.=B.=C.=D.=【解析】選A。設繩子端點處和中點處繩子張力大小分別為F1、F2。對整體研究,分析受力,如圖甲所示,根據(jù)平衡條件得:F1cos=(M+m)g對左半邊繩子研究(如圖乙)得:F1cos=F2cos+MgF1sin=F2sin由得到:F2cos=mg則由得:tan=由得:tan=所以由聯(lián)立得:=。7.如圖所示,截面是直角梯形的物塊放在光滑水平地面上,其兩個側面恰好與兩個固定在地面上的壓力傳感器P和Q相接觸,斜面ab上的ac部分光滑,cb部分粗糙。開始時兩壓力傳感器的示數(shù)均為零。在a端由靜止釋放一金屬塊,下列說法正確的是()A.金屬塊在ac之間運動時,傳感器P、Q

6、示數(shù)均為零B.金屬塊在ac之間運動時,傳感器P的示數(shù)為零,Q的示數(shù)不為零C.金屬塊在cb之間運動時,傳感器P、Q示數(shù)可能均為零D.金屬塊在cb之間運動時,傳感器P的示數(shù)一定不為零,Q的示數(shù)一定為零【解析】選B、C。金屬塊在ac之間運動時,斜面對物塊的作用力垂直于斜面向上,根據(jù)牛頓第三定律可知,物塊對斜面的作用力垂直于斜面向下,所以傳感器P的示數(shù)為零,Q的示數(shù)不為零,A錯誤,B正確;金屬塊在cb之間運動時,如果加速向下運動,斜面對物塊在水平方向的作用力向左,根據(jù)牛頓第三定律可知,物塊對斜面水平方向的作用力水平向右,傳感器P示數(shù)為零,Q的示數(shù)不為零;如果勻速向下運動,斜面對物塊的作用力向上,根據(jù)牛

7、頓第三定律可知,物塊對斜面的作用力豎直向下,傳感器P、Q的示數(shù)均為零;如果物塊減速向下運動,斜面對物塊在水平方向的作用力向右,根據(jù)牛頓第三定律可知物塊對斜面水平方向的作用力水平向左,傳感器P示數(shù)不為零,Q的示數(shù)為零,所以C正確,D錯誤。8.如圖,將力F(大小已知)分解為兩個分力F1和F2,F2和F的夾角小于90。則關于分力F1,以下說法中正確的是()A.當F1>Fsin時,肯定有兩組解B.當F>F1>Fsin時,肯定有兩組解C.當F1<Fsin時,有唯一一組解D.當F1<Fsin時,無解【解析】選B、D。已知合力、一個分力的方向、另一個分力的大小,根據(jù)平行四邊形定

8、則作圖,如圖所示:當F>F1>Fsin,有兩組解;當F1>Fsin時,可能有一個解,當F1<Fsin時,無解。9.(2018商丘模擬)如圖所示,質(zhì)量為M的斜劈放置在水平地面上,細線繞過滑輪O1、O3連接m1、m3物體,連接m1細線與斜面平行,滑輪O3由細線固定在豎直墻O處,滑輪O1用輕質(zhì)桿固定在天花板上,動滑輪O2跨在細線上,其下端懸掛質(zhì)量為m2的物體,初始整個裝置靜止,不計細線與滑輪間摩擦,下列說法正確的是()A.若增大m2質(zhì)量,m1、M仍靜止,待系統(tǒng)穩(wěn)定后,細線張力大小不變B.若增大m2質(zhì)量,m1、M仍靜止,待系統(tǒng)穩(wěn)定后,地面對M摩擦力變大C.若將懸點O上移,m1、

9、M仍靜止,待系統(tǒng)穩(wěn)定后,細線與豎直墻夾角變大D.若將懸點O上移,m1、M仍靜止,待系統(tǒng)穩(wěn)定后,地面對M摩擦力不變【解析】選A、D。若增大m2質(zhì)量,m1、M仍靜止,先對物體m3分析,受重力和拉力而平衡,說明細線的拉力大小保持不變,再隔離m1和斜面體整體分析,受重力、支持力、拉力和摩擦力,根據(jù)平衡條件,摩擦力等于拉力的水平分力,由于拉力不變,故地面對M摩擦力不變,故A正確,B錯誤;若將懸點O上移,m1、M仍靜止,細線的拉力依然等于m3g,大小不變,先分析m2,由于重力不變,兩個拉力的大小也不變,故根據(jù)平衡條件,兩個拉力的方向不變,再分析滑輪O3,受三個拉力,由于兩個拉力的大小和方向不變,故根據(jù)平衡

10、條件,第三個拉力的方向也不變,故細線與豎直墻夾角不變,故C錯誤;最后分析m1和斜面體整體,受重力、支持力、拉力和摩擦力,根據(jù)平衡條件,摩擦力等于拉力的水平分力,由于拉力不變,故地面對M摩擦力不變,故D正確?！炯庸逃柧殹?多選)如圖所示,兩相同輕質(zhì)硬桿OO1、OO2可繞其兩端垂直紙面的水平軸O、O1、O2轉(zhuǎn)動,在O點懸掛一重物M,將兩相同木塊m緊壓在豎直擋板上,此時整個系統(tǒng)保持靜止。Ff表示木塊與擋板間摩擦力的大小,FN表示木塊與擋板間正壓力的大小。若擋板間的距離稍許增大后,系統(tǒng)仍靜止且O1、O2始終等高,則()A.Ff變小B.Ff不變C.FN變小D.FN變大【解析】選B、D。系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),

11、以整體為研究對象,在豎直方向:2Ff=(2m+M)g,Ff=g,與兩板間距離無關,B正確;以點O為研究對象,受力如圖,且F=F,根據(jù)平衡條件有:2Fcos=Mg所以F=。擋板間的距離稍許增大后,硬桿OO1、OO2之間的夾角變大,F變大,則FN=Fsin變大,即木塊與擋板間正壓力變大,D正確。10.如圖所示是骨折病人的牽引裝置示意圖,繩的一端固定,繞過定滑輪和動滑輪后掛著一個重物,與動滑輪相連的帆布帶拉著病人的腳,整個裝置在同一豎直平面內(nèi)。為了使腳所受的拉力增大,可采取的方法是()A.只增加繩的長度B.只增加重物的質(zhì)量C.只將病人的腳向左移動D.只將兩定滑輪的間距增大【解析】選B、C。若只增加繩

12、的長度,拉力不變,A選項錯誤;若只增加重物的質(zhì)量,則繩子拉力增大,腳所受的拉力增大,B選項正確;若只將病人的腳向左移動,則夾角會減小,繩子拉力的合力增大,腳所受的拉力增大,C選項正確;只將兩定滑輪的距離增大,則夾角會增大,繩子拉力的合力減小,腳所受的拉力減小,D選項錯誤。二、計算題(15分。需寫出規(guī)范的解題步驟)11.如圖所示,兩滑塊放在光滑的水平面上,中間用一細線相連,輕桿OA、OB擱在滑塊上,且可繞鉸鏈O自由轉(zhuǎn)動,兩輕桿長度相等,夾角為,當豎直向下的力F作用在鉸鏈上時,滑塊間細線的張力多大?【解析】對O點受力分析,并對兩個輕桿的作用力進行合成,則有:滑塊間細線的張力F=Tsin而輕桿的張力

13、T=;因此滑塊間細線的張力F=tan。答案:tan【能力拔高題組】1.(8分)(2018大同模擬)一鐵球懸掛在OB繩的下端,輕繩OA、OB、OC的結點為O,輕繩OA懸掛在天花板上的A點,輕繩OC拴接在輕質(zhì)彈簧測力計上。第一次,保持結點O位置不變,某人拉著輕質(zhì)彈簧測力計從豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動到水平位置,如圖中的甲所示,彈簧測力計的示數(shù)記為F1。第二次,保持輕繩OC垂直于OA,緩慢釋放輕繩,使輕繩OA轉(zhuǎn)動到豎直位置,如圖中的乙所示,彈簧測力計的示數(shù)記為F2。則()A.F1恒定不變,F2逐漸增大B.F1、F2均逐漸增大C.F1先減小后增大,F2逐漸減小D.F1逐漸增大,F2先減小后增大【解析】選C。題圖

14、甲中,OA與OC的合力與重力等大反向,且保持不變,OA的方向不變,通過畫平行四邊形可知,當OC順時針轉(zhuǎn)動到水平位置時,F1先減小后增大。題圖乙中,設OA繩與豎直方向的夾角為,因為OA與OC垂直,且合力與重力等大反向,故F2=mgsin,根據(jù)題意,隨著的減小,F2逐漸減小,故選項C正確。2.(17分)(2018滄州模擬)質(zhì)量為M的斜面傾角為,在水平面上保持靜止,當將一質(zhì)量為m的木塊放在斜面上時正好勻速下滑,若用與斜面也成角的力F拉木塊沿斜面向上勻速上升,如圖。求:(1)求木塊與斜面的動摩擦因數(shù)。(2)求拉力F的大小。(3)求木塊向下和向上運動時,水平面對斜面的摩擦力大小相差多少?！窘馕觥?1)木塊在斜面上勻速向下運動,有:m