2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層集訓(xùn)5力的合成與分解新人教版

PAGEPAGE1課時(shí)分層集訓(xùn)(五)力的合成與分解(限時(shí)：40分鐘)[根底對(duì)點(diǎn)練]合力與分力的關(guān)系1．三個(gè)共點(diǎn)力大小分別是F1、F2、F3，關(guān)于它們的合力F的大小，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．F大小的取值范圍一定是0≤F≤F1＋F2＋F3B．F至少比F1、F2、F3中的某一個(gè)大C．假設(shè)F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零D．假設(shè)F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要適當(dāng)調(diào)整它們之間的夾角，一定能使合力為零C[合力不一定大于分力，B錯(cuò)；三個(gè)共點(diǎn)力的合力的最小值能否為零，取決于任何一個(gè)力是否都在其余兩個(gè)力的合力范圍內(nèi)，由于三個(gè)力大小未知，所以三個(gè)力的合力的最小值不一定為零，A錯(cuò)；當(dāng)三個(gè)力的大小分別為3a、6a、8a，其中任何一個(gè)力都在其余兩個(gè)力的合力范圍內(nèi)，故C正確；當(dāng)三個(gè)力的大小分別為3a、2．(多項(xiàng)選擇)兩個(gè)共點(diǎn)力F1、F2大小不同，它們的合力大小為F，那么()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370061】A．F1、F2同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍B．F1、F2同時(shí)增加10N，F(xiàn)也增加10NC．F1增加10N，F(xiàn)2減少10N，F(xiàn)一定不變D．假設(shè)F1、F2中的一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大AD[F1、F2同時(shí)增大一倍，F(xiàn)也增大一倍，選項(xiàng)A正確；F1、F2同時(shí)增加10N，F(xiàn)不一定增加10N，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；F1增加10N，F(xiàn)2減少10N，F(xiàn)可能變化，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；假設(shè)F1、F2中的一個(gè)增大，F(xiàn)不一定增大，選項(xiàng)D正確．]力的合成3．如圖2-2-11所示為兩個(gè)大小不變、夾角θ變化的力的合力的大小F與θ角之間的關(guān)系圖象(0≤θ≤2π)，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()圖2-2-11A．合力大小的變化范圍是0≤F≤14NB．合力大小的變化范圍是2N≤F≤10NC．這兩個(gè)分力的大小分別為6N和8ND．這兩個(gè)分力的大小分別為2N和8NC[由題圖可知：當(dāng)兩力夾角為180°時(shí)，兩力的合力為2N，而當(dāng)兩力夾角為90°時(shí)，兩力的合力為10N，那么這兩個(gè)力的大小分別為6N、8N，故C正確，D錯(cuò)誤．當(dāng)兩個(gè)力方向相同時(shí)，合力等于兩個(gè)力之和14N；當(dāng)兩個(gè)力方向相反時(shí)，合力等于兩個(gè)力之差2N，由此可見(jiàn)：合力大小的變化范圍是2N≤F≤14N，故A、B錯(cuò)誤．]4．(2022·湖南十校聯(lián)考)如圖2-2-12所示，完全相同的質(zhì)量為m的A、B兩球，用兩根等長(zhǎng)的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，兩球之間夾著一根勁度系數(shù)為k的輕彈簧，靜止不動(dòng)時(shí)，彈簧處于水平方向，兩根細(xì)線之間的夾角為θ.那么彈簧的長(zhǎng)度被壓縮了()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370062】圖2-2-12A.eq\f(mgtan\f(θ,2),k) B.eq\f(mgtanθ,k)C.eq\f(2mgtanθ,k) D.eq\f(2mgtan\f(θ,2),k)A[對(duì)球A受力分析，如下圖．由幾何關(guān)系得F＝mgtaneq\f(θ,2)又F＝kΔx可得Δx＝eq\f(mgtan\f(θ,2),k)，A正確．]5.(多項(xiàng)選擇)如圖2-2-13所示，F(xiàn)1＝F2＝F3＝F4＝F，且這四個(gè)力恰好組成一個(gè)正方形，F(xiàn)5是其對(duì)角線．關(guān)于這5個(gè)力，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖2-2-13A．F1和F5的合力與F3大小相等，方向相反B．能合成大小為2FC．除F5以外的4個(gè)力的合力大小為eq\r(2)FD．這5個(gè)力的合力恰好為eq\r(2)F，方向與F1和F3的合力方向相同AD[根據(jù)力的平行四邊形定那么結(jié)合幾何關(guān)系得F1和F5的合力與F3大小相等，方向相反，A正確；F1和F4大小相等，方向相同，F(xiàn)2和F3大小相等，方向相同，所以除F5以外的4個(gè)力能合成大小為2F、相互垂直的兩個(gè)力，B錯(cuò)誤；F1和F4大小相等，方向相同，F(xiàn)2和F3大小相等，方向相同，所以除F5以外的4個(gè)力的合力大小為2eq\r(2)F，方向與F5方向相反，C錯(cuò)誤；因F5大小為eq\r(2)F，所以這5個(gè)力的合力恰好為eq\r(2)F，方向與F1和F3的合力方向相同，D正確．]6．如圖2-2-14所示，三根粗細(xì)均勻且完全相同的圓木A、B、C堆放在水平地面上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，每根圓木的質(zhì)量為m，截面的半徑為R，三個(gè)截面圓心連線構(gòu)成的等腰三角形的頂角∠O1＝120°，假設(shè)在地面上的兩根圓木剛好要滑動(dòng)，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，不考慮圓木之間的摩擦，重力加速度為g，那么()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370063】圖2-2-14A．圓木間的彈力為eq\f(1,2)mgB．下面兩根圓木對(duì)地面的壓力均為eq\f(3,2)mgC．地面上的每根圓木受到地面的作用力為eq\f(3,2)mgD．地面與圓木間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)B[對(duì)A進(jìn)行受力分析，如下圖，A處于平衡狀態(tài)，合力為零，那么有N2coseq\f(θ,2)＝eq\f(1,2)mg，解得N1＝N2＝eq\f(\f(1,2)mg,cos60°)＝mg，故A錯(cuò)誤；對(duì)整體受力分析，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，由對(duì)稱性可知，豎直方向有NB＝NC＝eq\f(3,2)mg，故B正確；對(duì)B進(jìn)行研究，地面對(duì)B的作用力等于地面對(duì)B的支持力與地面對(duì)B的摩擦力的合力，大于eq\f(3,2)mg，故C錯(cuò)誤；對(duì)C，根據(jù)平衡條件得Ff＝N2sin60°＝mg×eq\f(\r(3),2)＝eq\f(\r(3),2)mg，所以地面對(duì)C的摩擦力大小為eq\f(\r(3),2)mg，根據(jù)摩擦力公式Ff＝μN(yùn)C，可得μ＝eq\f(Ff,NC)＝eq\f(\f(\r(3),2)mg,\f(3,2)mg)＝eq\f(\r(3),3)，故D錯(cuò)誤．]力的分解7．(2022·池州模擬)將物體所受重力按力的效果進(jìn)行分解，以下選項(xiàng)中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()C[A項(xiàng)中物體重力分解為垂直于斜面使物體壓緊斜面的分力G1和沿斜面向下使物體向下滑的分力G2；B項(xiàng)中物體的重力分解為沿兩條細(xì)繩使細(xì)繩張緊的分力G1和G2，A、B正確；C項(xiàng)中物體的重力應(yīng)分解為垂直于兩接觸面的分力G1和G2，故C錯(cuò)誤；D中物體的重力分解為水平向左壓緊墻的分力G1和沿繩向下使繩張緊的分力G2，故D正確．]減速帶是交叉路口常見(jiàn)的一種交通設(shè)施，車輛駛過(guò)減速帶時(shí)要減速，以保障行人的平安，當(dāng)汽車前輪剛爬上減速帶時(shí)，減速帶對(duì)車輪的彈力為F，如圖中彈力F畫(huà)法正確且分解合理的是()B[減速帶對(duì)車輪的彈力方向垂直于車輪和減速帶的接觸面，指向受力物體，故A、C錯(cuò)誤．按照力的作用效果分解，可將F分解為水平方向和豎直方向的分力，水平方向的分力產(chǎn)生的作用效果是使汽車的速度減小，豎直方向的分力產(chǎn)生的作用效果是使汽車向上運(yùn)動(dòng)，故B正確，D錯(cuò)誤．]8．(多項(xiàng)選擇)力F的一個(gè)分力F1跟F成30°角，大小未知，另一個(gè)分力F2的大小為eq\f(\r(3),3)F，方向未知，那么F1的大小可能是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370064】A.eq\f(\r(3)F,3) B.eq\f(\r(3)F,2)C.eq\f(2\r(3)F,3) D.eq\r(3)FAC[如下圖，因F2＝eq\f(\r(3),3)F＞Fsin30°，故F1的大小有兩種可能情況，由ΔF＝eq\r(F\o\al(2,2)－Fsin30°2)＝eq\f(\r(3),6)F，即F1的大小分別為Fcos30°－ΔF和Fcos30°＋ΔF，即F1的大小分別為eq\f(\r(3),3)F和eq\f(2\r(3),3)F，A、C正確．]9．(多項(xiàng)選擇)如圖2-2-15所示，電燈的重力G＝10N，AO繩與頂板間的夾角為45°，BO繩水平，AO繩的拉力為FA，BO繩的拉力為FB，那么()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370065】圖2-2-15A．FA＝10eq\r(2)N B．FA＝10NC．FB＝10eq\r(2)N D．FB＝10NAD[結(jié)點(diǎn)O受豎直懸繩的拉力產(chǎn)生了兩個(gè)效果，一是沿AO向下的拉緊AO的分力F1，二是沿BO向左的拉緊BO繩的分力F2，分解示意圖如下圖．FA＝F1＝eq\r(2)G＝10eq\r(2)N；FB＝F2＝G＝10N．]10．如圖2-2-16所示，質(zhì)量為m的物體置于傾角為θ的固定斜面上，物體與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，先用平行于斜面的推力F1作用于物體上使其能沿斜面勻速上滑，假設(shè)改用水平推力F2作用于物體上，也能使物體沿斜面勻速上滑，那么兩次的推力之比eq\f(F1,F2)為()甲乙圖2-2-16A．cosθ＋μsinθ B．cosθ－μsinθC．1＋μtanθ D．1－μtanθB[物體在力F1作用下和力F2作用下運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力情況如下圖．甲乙將重力mg、力F2分別沿斜面方向和垂直于斜面方向正交分解，由平衡條件可得F1＝mgsinθ＋Ff1FN1＝mgcosθFf1＝μFN1F2cosθ＝mgsinθ＋Ff2FN2＝mgcosθ＋F2sinθFf2＝μFN2解得F1＝mgsinθ＋μmgcosθF2＝eq\f(mgsinθ＋μmgcosθ,cosθ－μsinθ)故eq\f(F1,F2)＝cosθ－μsinθ，B正確．]如下圖，質(zhì)量為m的木塊A放在質(zhì)量為M的三角形斜劈B上，現(xiàn)同時(shí)用大小為F1和F2、方向相反的水平力分別推木塊A和斜劈B，它們均靜止不動(dòng)，那么()A．地面對(duì)B的支持力的大小一定等于(M＋m)gB．F1、F2一定等大反向C．A與B之間一定存在摩擦力D．B與地面之間一定存在摩擦力A[對(duì)A、B整體受力分析，受到重力(M＋m)g、支持力N和的兩個(gè)推力，地面對(duì)整體可能有靜摩擦力，根據(jù)平衡條件有N＝(M＋m)g，故A正確；對(duì)整體，水平方向可能有摩擦力，故F1、F2不一定等大反向，故B錯(cuò)誤；對(duì)物體A受力分析，受重力mg、的推力F1、斜劈B對(duì)A的支持力N′和摩擦力Ff，當(dāng)推力F1沿斜面向上的分力大于重力沿斜面向下的分力時(shí)，摩擦力的方向沿斜面向下，如圖甲所示．甲當(dāng)推力F1沿斜面的分力小于重力沿斜面的分力時(shí)，摩擦力的方向沿斜面向上，如圖乙所示：乙當(dāng)推力F1沿斜面的分力等于重力沿斜面的分力時(shí)，摩擦力為零，如圖丙所示：丙即物體A、B間不一定有摩擦力，故C錯(cuò)誤；對(duì)整體，當(dāng)F1＝F2時(shí)，斜劈B不受靜摩擦力，故D錯(cuò)誤．][考點(diǎn)綜合練]11．A、B是天花板上兩點(diǎn)，一根長(zhǎng)為l的細(xì)繩穿過(guò)帶有光滑孔的小球，兩端分別系在A、B點(diǎn)，如圖2-2-17甲所示；現(xiàn)將長(zhǎng)度也為l的均勻鐵鏈懸掛于A、B點(diǎn)，如圖乙所示．小球和鐵鏈的質(zhì)量相等，均處于平衡狀態(tài)，A點(diǎn)對(duì)輕繩和鐵鏈的拉力分別是F1和F2，球的重心和鐵鏈的重心到天花板的距離分別是h1和h2，那么()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370066】甲乙圖2-2-17A．F1<F2，h1<h2 B．F1>F2，h1<h2C．F1>F2，h1>h2 D．F1＝F2，h1>h2C[因?yàn)槭禽p繩，所以繩子的質(zhì)量不計(jì)，那么圖甲中小球的重力全部集中在球上，重心在球的球心，而圖乙中鐵鏈的質(zhì)量是均勻分布的，故其重心一定在最低點(diǎn)的上方，故h1>h2；對(duì)球和鐵鏈進(jìn)行受力分析，如下圖．甲乙A點(diǎn)對(duì)繩子的拉力沿著繩子的方向，A點(diǎn)對(duì)鐵鏈的拉力沿著該處鏈子的切線方向，故圖乙中A、B兩點(diǎn)對(duì)鐵鏈拉力的夾角比擬小，由力的合成知識(shí)知F2較小，故C正確．]12．(多項(xiàng)選擇)(2022·廈門模擬)我國(guó)不少地方在節(jié)日期間有掛紅燈籠的習(xí)俗．如圖2-2-18所示，質(zhì)量為m的燈籠用兩根不等長(zhǎng)的輕繩OA、OB懸掛在水平天花板上，OA比OB長(zhǎng)，O為結(jié)點(diǎn)．重力加速度大小為g.設(shè)OA、OB對(duì)O點(diǎn)的拉力分別為FA、FB，輕繩能夠承受足夠大的拉力，那么()圖2-2-18A．FA小于FBB．FA、FB的合力大于mgC．調(diào)節(jié)懸點(diǎn)A的位置，可使FA、FB都大于mgD．換質(zhì)量更大的燈籠，F(xiàn)B的增加量比FA的增加量大ACD[對(duì)結(jié)點(diǎn)O受力分析，畫(huà)出力的矢量圖．由圖可知，F(xiàn)A小于FB，F(xiàn)A、FB的合力等于mg，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤．調(diào)節(jié)懸點(diǎn)A的位置，當(dāng)∠AOB大于某一值時(shí)，那么FA、FB都大于mg，選項(xiàng)C正確．換質(zhì)量更大的燈籠，那么重力mg增大，F(xiàn)B的增加量比FA的增加量大，選項(xiàng)D正確．]13．(多項(xiàng)選擇)如圖2-2-19所示，輕質(zhì)光滑滑輪兩側(cè)用細(xì)繩連著兩個(gè)物體A與B，物體B放在水平地面上，A、B均靜止．A和B的質(zhì)量分別為mA、mB，繩與水平方向的夾角為θ，那么()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370067】圖2-2-19A．物體B受到的摩擦力可能為零B．物體B受到的摩擦力為mAgcosθC．物體B對(duì)地面的壓力可能為零D．物體B對(duì)地面的壓力為mBg－mAgsinθBD[對(duì)B受力分析如下圖，那么水平方向上Ff＝Tcosθ，又T＝mAg，所以Ff＝mAgcosθ，A錯(cuò)誤，B正確；豎直方向上NB＋Tsinθ＝mBg，所以NB＝mBg－Tsinθ＝mBg－mAgsinθ，C錯(cuò)誤，D正確．]14．(2022·全國(guó)Ⅲ卷)如圖2-2-20所示，兩個(gè)輕環(huán)a和b套在位于豎直面內(nèi)的一段固定圓弧上；一細(xì)線穿過(guò)兩輕環(huán)，其兩端各系一質(zhì)量為m的小球．在a和b之間的細(xì)線上懸掛一小物塊．平衡時(shí)，a、b間的距離恰好等于圓弧的半徑．不計(jì)所有摩擦．小物塊的質(zhì)量為()圖2-2-20A.eq\f(m,2) B.eq\f(\r(3),2)mC．m D．2C[如下圖，由于不計(jì)摩擦，線上張力處處相等，且輕環(huán)受細(xì)線的作用力的合力方向指向圓心．由于a、b間距等于圓弧半徑，那么∠aOb＝60°，進(jìn)一步分析知，細(xì)線與aO、bO間的夾角皆為30°.取懸掛的小物塊研究，懸掛小物塊的細(xì)線張角為120°，由平衡條件知，小物塊的質(zhì)量與小球的質(zhì)量相等，即為m.應(yīng)選項(xiàng)C正確．]15．(2022·重慶一中檢測(cè))建筑裝修中，工人用質(zhì)量為m的磨石對(duì)傾角為θ的斜壁進(jìn)行打磨(如圖2-2-21所示)，當(dāng)對(duì)磨石施加豎直向上、大小為F的推力時(shí)，磨石恰好沿斜壁向上勻速運(yùn)動(dòng)，磨石與斜壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，那么磨石受到的摩擦力大小是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：84370068】圖2-2-21A．(F