2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí)經(jīng)典題匯編4力的合成與分解【含答案】

力的合成與分解一．選擇題（共9小題）1．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量為m1的小球套在豎直放置的光滑支架上，支架的夾角為120°，用輕繩將兩球與質(zhì)量為m2的小球連接，繩與桿構(gòu)成一個(gè)菱形，則m1：m2為（）A．1：1 B．1：2 C．1： D．：22．如圖所示，某鋼制工件上開有一個(gè)楔形凹槽，凹槽的截面是一個(gè)直角三角形ABC，∠CAB=30°，∠ABC=90°，∠ACB=60°．在凹槽中放有一個(gè)光滑的金屬球，當(dāng)金屬球靜止時(shí)，金屬球?qū)Π疾鄣腁B邊的壓力為F1，對(duì)BC邊的壓力為F2，則的值為（）A． B． C． D．3．如圖，粗糙水平面上a、b、c、d四個(gè)相同小物塊用四根完全相同的輕彈簧連接，正好組成一個(gè)等腰梯形，系統(tǒng)靜止，ab之間、ac之間以及bd之間的彈簧長度相同且等于cd之間彈簧長度的一半，ab之間彈簧彈力大小為cd之間彈簧彈力大小的一半，若a受到的摩擦力大小為f，則下列說法不正確的是（）A．a(chǎn)b之間的彈簧一定是壓縮的 B．b受到的摩擦力大小為fC．d受到的摩擦力大小為2f D．c受到的摩擦力大小為f4．如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30°，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長量之比為（）A．：4 B．4： C．1：2 D．2：15．如圖所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對(duì)稱楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為α，重力加速度為g．若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì)，則石塊側(cè)面所受彈力的大小為（）A． B． C．mgtanα D．mgcosα6．如圖所示，在高度不同的兩水平臺(tái)階上放有質(zhì)量分別為m1、m2的兩物體，物體間用輕彈簧相連，彈簧與豎直方向夾角為θ．在m1左端施加水平拉力F，使m1、m2均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知m1表面光滑，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．彈簧彈力的大小為 B．地面對(duì)m2的摩擦力大小為FC．地面對(duì)m2的支持力可能為零 D．ml與m2一定相等7．石拱橋，是我國傳統(tǒng)的橋梁四大基本型式之一，用天然石料作為主要建筑材料。其原理如圖所示，假設(shè)有四塊相同的堅(jiān)固石塊壘成弧形的石拱，每塊石塊的質(zhì)量均為m，每塊石塊的兩個(gè)面間所夾的圓心角均為30°，第3、第4塊固定在地面上。假定石塊間的摩擦力可以忽略不計(jì)，則第l與第2石塊間的作用力大小為（）A．mg B．mg C．2mg D．mg8．如圖所示，有5000個(gè)質(zhì)量均為m的小球，將它們用長度相等的輕繩依次連接，再將其左端用細(xì)繩固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球靜止．若連接天花板的細(xì)繩與水平方向的夾角為45°．則第2014個(gè)小球與2015個(gè)小球之間的輕繩與水平方向的夾角α的正切值等于（）A． B． C． D．9．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊靜止置于傾角為30°的粗糙斜面上，一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點(diǎn)，另一端系在滑塊上，彈簧與豎直方向的夾角為30°．則（）A．滑塊可能受到三個(gè)力作用B．彈簧一定處于壓縮狀態(tài)C．斜面對(duì)滑塊的支持力大小可能為零D．斜面對(duì)滑塊的摩擦力大小可能等于mg二．多選題（共3小題）10．如圖所示，重物B被繞過小滑輪P的細(xì)線所懸掛，重物A放在粗糙的水平桌面上；小滑輪P被一根斜短線系于天花板上的Q點(diǎn)；O是三根線的結(jié)點(diǎn)，AO水平拉著A物體，C沿豎直方向拉著彈簧，CO與PO夾角為120°；彈簧、細(xì)線、滑輪的重力和細(xì)線與滑輪間的摩擦力均可忽略，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．其中A重100N，B重40N，A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，則下列說法正確的是（）A．彈簧的彈力大小為20NB．桌面對(duì)A的摩擦力大小為50NC．線CO與PO拉力的合力大小為20ND．線QP與豎直方向的夾角為60°11．如圖所示，一個(gè)物體疊放在水平地面上，物體B的上表面水平，給A，B一個(gè)初速度，它們保持相對(duì)靜止一起沿斜面下滑，物體C保持靜止不動(dòng)且受到地面的摩擦力水平向左，則下列判斷正確的有（）A．物體B的上表面一定是粗糙的B．物體B、C都各受5個(gè)力作用C．水平面對(duì)物體C的支持力大于三個(gè)物體的重力之和D．若只減小B的質(zhì)量，其他條件不變，物體C有可能不受水平面的摩擦力12．重力為G的質(zhì)點(diǎn)與三根勁度系數(shù)相同的輕質(zhì)彈簧A、B、C相連，C處于豎直方向，靜止時(shí)相鄰彈簧間的夾角為120°．已知A和B對(duì)質(zhì)點(diǎn)的作用力大小均為2G，則彈簧C對(duì)質(zhì)點(diǎn)的作用力可能為（）A．0 B．3G C．G/2 D．G三．解答題（共1小題）13．如圖所示，左側(cè)是傾角為60°的斜面，右側(cè)是圓弧面的物體固定在水平地面上，圓弧面底端的切線水平，一根兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2小球的輕繩跨過其頂點(diǎn)上的小滑輪．當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，連接m2小球的輕繩與水平線的夾角為60°，不計(jì)一切摩擦，兩小球可視為質(zhì)點(diǎn)．兩小球的質(zhì)量之比m1：m2為多少？

力的合成與分解答案與試題解析一．選擇題（共9小題）1．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量為m1的小球套在豎直放置的光滑支架上，支架的夾角為120°，用輕繩將兩球與質(zhì)量為m2的小球連接，繩與桿構(gòu)成一個(gè)菱形，則m1：m2為（）A．1：1 B．1：2 C．1： D．：2解：將小球m2的重力按效果根據(jù)平行四邊形定則進(jìn)行分解如圖，由幾何知識(shí)得：T=m2g①對(duì)m1受力分析，由平衡條件，在沿桿的方向有：m1gsin30°=Tsin30°得：T=m1g②可見m1：m2的=1：1；故選：A。2．如圖所示，某鋼制工件上開有一個(gè)楔形凹槽，凹槽的截面是一個(gè)直角三角形ABC，∠CAB=30°，∠ABC=90°，∠ACB=60°．在凹槽中放有一個(gè)光滑的金屬球，當(dāng)金屬球靜止時(shí)，金屬球?qū)Π疾鄣腁B邊的壓力為F1，對(duì)BC邊的壓力為F2，則的值為（）A． B． C． D．解：金屬球受到的重力產(chǎn)生兩個(gè)作用效果，壓AB面和壓BC面，作圖如下：對(duì)AB面的壓力等于分力F1′，對(duì)BC面的壓力等于分力F2′；故，故ACD錯(cuò)誤，B正確；故選：B。3．如圖，粗糙水平面上a、b、c、d四個(gè)相同小物塊用四根完全相同的輕彈簧連接，正好組成一個(gè)等腰梯形，系統(tǒng)靜止，ab之間、ac之間以及bd之間的彈簧長度相同且等于cd之間彈簧長度的一半，ab之間彈簧彈力大小為cd之間彈簧彈力大小的一半，若a受到的摩擦力大小為f，則下列說法不正確的是（）A．a(chǎn)b之間的彈簧一定是壓縮的 B．b受到的摩擦力大小為fC．d受到的摩擦力大小為2f D．c受到的摩擦力大小為f解：A、設(shè)每根彈簧的原長為L0，ab的形變量為△x1，cd的形變量為△x2，則有k△x2=2k△x1，若ab彈簧也是被拉長，則有：L0+△x2=2（L0+△x1），解得L0=0，不符合題意，所以ab被壓縮，故A正確；B、由于a受到的摩擦力大小為f，根據(jù)對(duì)稱性可得，b受到的摩擦力大小為f，B正確；C、以a和c為研究對(duì)象進(jìn)行力的分析如圖所示，設(shè)ac與cd之間的夾角為θ，則cosθ==，所以θ=60°，則∠cab=120°，a受到的摩擦力大小f；對(duì)c根據(jù)力的合成可得fc=f，由于c受到的摩擦力大小為f，根據(jù)對(duì)稱性可知，d受到的摩擦力大小為f，故C不正確，D正確。本題選不正確的，故選：C。4．如圖所示，用完全相同的輕彈簧A、B、C將兩個(gè)相同的小球連接并懸掛，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧A與豎直方向的夾角為30°，彈簧C水平，則彈簧A、C的伸長量之比為（）A．：4 B．4： C．1：2 D．2：1解：將兩球和彈簧B看成一個(gè)整體，整體受到總重力G、彈簧A和C的拉力，如圖，設(shè)彈簧A、C的拉力分別為F1和F2．由平衡條件得知，F(xiàn)2和G的合力與F1大小相等、方向相反則得：F2=F1sin30°=0.5F1。根據(jù)胡克定律得：F=kx，k相同，則彈簧A、C的伸長量之比等于兩彈簧拉力之比，即有xA：xC=F1：F2=2：1故選：D。5．如圖所示，石拱橋的正中央有一質(zhì)量為m的對(duì)稱楔形石塊，側(cè)面與豎直方向的夾角為α，重力加速度為g．若接觸面間的摩擦力忽略不計(jì)，則石塊側(cè)面所受彈力的大小為（）A． B． C．mgtanα D．mgcosα解：對(duì)物體受力分析，如圖根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，將彈力F1、F2合成，結(jié)合幾何關(guān)系，有mg=2×F1sinα所以F1=故選：A。6．如圖所示，在高度不同的兩水平臺(tái)階上放有質(zhì)量分別為m1、m2的兩物體，物體間用輕彈簧相連，彈簧與豎直方向夾角為θ．在m1左端施加水平拉力F，使m1、m2均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知m1表面光滑，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A．彈簧彈力的大小為 B．地面對(duì)m2的摩擦力大小為FC．地面對(duì)m2的支持力可能為零 D．ml與m2一定相等解：對(duì)整體受力分析可知，整體受重力、支持力、拉力及彈簧的彈力；要使整體處于平衡，則水平方向一定有向右的摩擦力作用在m2上，且大小與F相同；故B正確；因m2與地面間有摩擦力；則一定有支持力；故C錯(cuò)誤；再對(duì)m2受力分析可知，彈力水平方向的分力應(yīng)等于F，故彈力T=；因豎直方向上的受力不明確，無法確定兩物體的質(zhì)量關(guān)系；也無法求出彈簧彈力與重力的關(guān)系；故AD錯(cuò)誤；故選：B。7．石拱橋，是我國傳統(tǒng)的橋梁四大基本型式之一，用天然石料作為主要建筑材料。其原理如圖所示，假設(shè)有四塊相同的堅(jiān)固石塊壘成弧形的石拱，每塊石塊的質(zhì)量均為m，每塊石塊的兩個(gè)面間所夾的圓心角均為30°，第3、第4塊固定在地面上。假定石塊間的摩擦力可以忽略不計(jì)，則第l與第2石塊間的作用力大小為（）A．mg B．mg C．2mg D．mg解：對(duì)石塊1受力分析如圖如圖對(duì)第一個(gè)石塊進(jìn)行受力分析，由幾何關(guān)系知：θ=60°，所以有N12=mgtan60°=；故選：D。8．如圖所示，有5000個(gè)質(zhì)量均為m的小球，將它們用長度相等的輕繩依次連接，再將其左端用細(xì)繩固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球靜止．若連接天花板的細(xì)繩與水平方向的夾角為45°．則第2014個(gè)小球與2015個(gè)小球之間的輕繩與水平方向的夾角α的正切值等于（）A． B． C． D．解：以5000個(gè)小球組成的整體為研究對(duì)象，分析受力情況，如圖1所示，根據(jù)平衡條件得：F=5000mg再以2015個(gè)到5000個(gè)小球組成的整體為研究對(duì)象，分析受力情況，如圖2所示，則有：tanα==故選：A。9．如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊靜止置于傾角為30°的粗糙斜面上，一根輕彈簧一端固定在豎直墻上的P點(diǎn)，另一端系在滑塊上，彈簧與豎直方向的夾角為30°．則（）A．滑塊可能受到三個(gè)力作用B．彈簧一定處于壓縮狀態(tài)C．斜面對(duì)滑塊的支持力大小可能為零D．斜面對(duì)滑塊的摩擦力大小可能等于mg解：A、彈簧與豎直方向的夾角為30°，所以彈簧的方向垂直于斜面，因?yàn)閺椈傻男巫兦闆r未知，所以斜面與滑塊之間的彈力大小不確定，所以滑塊可能只受重力、斜面支持力和靜摩擦力三個(gè)力的作用而平衡，此時(shí)彈簧彈力為零，處于原長狀態(tài)，A正確；B錯(cuò)誤；C、沿斜面方向，根據(jù)平衡條件滑塊此時(shí)受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力（等于mg），不為零，有摩擦力必有彈力，所以斜面對(duì)滑塊的支持力不可能為零，C錯(cuò)誤；D錯(cuò)誤。故選：A。二．多選題（共3小題）10．如圖所示，重物B被繞過小滑輪P的細(xì)線所懸掛，重物A放在粗糙的水平桌面上；小滑輪P被一根斜短線系于天花板上的Q點(diǎn)；O是三根線的結(jié)點(diǎn)，AO水平拉著A物體，C沿豎直方向拉著彈簧，CO與PO夾角為120°；彈簧、細(xì)線、滑輪的重力和細(xì)線與滑輪間的摩擦力均可忽略，整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)．其中A重100N，B重40N，A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5，則下列說法正確的是（）A．彈簧的彈力大小為20NB．桌面對(duì)A的摩擦力大小為50NC．線CO與PO拉力的合力大小為20ND．線QP與豎直方向的夾角為60°解：A、B根據(jù)滑輪的力學(xué)特性得知OB繩的拉力為：T=GB=40N以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象，受力如圖，根據(jù)平衡條件得彈簧的彈力為：F1=Tcos60°=20N。繩OA的拉力為：F2=Tsin60°=40?N=20N，對(duì)B，由平衡條件知桌面對(duì)B的摩擦力為：f=F2=20N．故A正確，B錯(cuò)誤。C、以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象，由平衡條件可知線PO與CO拉力的合力大小與OA繩的拉力大小相等，為20N，故C正確。D、根據(jù)滑輪的力學(xué)特性和對(duì)稱性可知，線OP與豎直方向的夾角為30°．故D錯(cuò)誤。故選：AC。11．如圖所示，一個(gè)物體疊放在水平地面上，物體B的上表面水平，給A，B一個(gè)初速度，它們保持相對(duì)靜止一起沿斜面下滑，物體C保持靜止不動(dòng)且受到地面的摩擦力水平向左，則下列判斷正確的有（）A．物體B的上表面一定是粗糙的B．物體B、C都各受5個(gè)力作用C．水平面對(duì)物體C的支持力大于三個(gè)物體的重力之和D．若只減小B的質(zhì)量，其他條件不變，物體C有可能不受水平面的摩擦力解：A、對(duì)斜面、A、B組成的整體，由于地面對(duì)C有水平向左的摩擦力，斜面的加速度為零，由牛頓第二定律可知A、B必定有水平向左的加速度，所以A、B一起勻加速下滑，A要與B保持靜止，必定受到B給予的水平向左的靜摩擦力，所以物體B的上表面一定是粗糙的，故A正確。B、B受到重力、A的壓力和摩擦力、斜面的支持力和摩擦力，共5個(gè)力。C受到重力、B的壓力和摩擦力、地面的支持力和摩擦力，共5個(gè)力。故B正確。C、A、B有豎直向下的分加速度，由失重觀點(diǎn)可知，水平面對(duì)物體C的支持力小于三物體的重力之和，