高考物理一輪復(fù)習(xí) 第2章 相互作用 7 力的合成與分解能力訓(xùn)練試題

7力的合成與分解1．將物體所受重力按力的效果進(jìn)行分解，下列圖中錯誤的是()答案C解析按效果對重力進(jìn)行分解，其中圖C在對重力的分解中分力G1應(yīng)和豎直墻面垂直，所以C錯誤，A、B、D正確。2.如圖所示，一個物體由繞過定滑輪的繩拉著，分別用圖中所示的三種情況拉住物體靜止不動。在這三種情況下，若繩的張力分別為FT1、FT2、FT3，定滑輪對軸心的作用力分別為FN1、FN2、FN3，滑輪的摩擦、質(zhì)量均不計，則()A．FT1＝FT2＝FT3，F(xiàn)N1>FN2>FN3B．FT1>FT2>FT3，F(xiàn)N1＝FN2＝FN3C．FT1＝FT2＝FT3，F(xiàn)N1＝FN2＝FN3D．FT1<FT2<FT3，F(xiàn)N1<FN2<FN3答案A解析因為定滑輪只改變力的方向不改變力的大小，所以FT1＝FT2＝FT3，在從1位置到2、3位置過程中力的大小不變但和重力的夾角變大，其和重力的合力將變小，即對桿的作用力減小，A正確。3.如圖所示，兩繩相交于O點，繩與繩，繩與天花板間夾角大小如圖，現(xiàn)用一力F作用于O點，F(xiàn)與右繩間夾角為α，保持F的大小不變，改變α角的大小，忽略繩本身的重力，則下述哪種情況下，兩繩所受的張力相等()A．α＝135°B．α＝150°C．α＝120°D．α＝90°答案A解析點O受三個拉力，由于兩繩所受的張力相等，故根據(jù)平行四邊形定則可以得到兩繩拉力的合力在其角平分線上，而其必定與第三個力F平衡，即與F等值、反向、共線，故拉力F在兩繩夾角平分線的反向延長線上，根據(jù)幾何關(guān)系，α＝135°，故選A。4．(多選)已知力F的一個分力F1跟F成30°角，大小未知，另一個分力F2的大小為eq\f(\r(3),3)F，方向未知，則F1的大小可能是()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)F答案AC解析如圖所示，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。5.如圖所示是轎車常用的千斤頂，當(dāng)搖動把手時，螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n，從而將汽車頂起。當(dāng)車輪剛被頂起時汽車對千斤頂?shù)膲毫?.0×105N，此時千斤頂兩臂間的夾角為120°。下列判斷正確的是()A．此時千斤頂每臂受到的壓力大小均為5.0×104NB．此時千斤頂對汽車的支持力為1.0×104NC．若繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，千斤頂每臂受到的壓力將增大D．若繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，千斤頂每臂受到的壓力將減小答案D解析車輪剛被頂起時，千斤頂兩臂支持力的合力為千斤頂對汽車的支持力，等于汽車對千斤頂?shù)膲毫?，大小?.0×105N，B錯誤；兩臂夾角為120°，由力的合成可知千斤頂每臂受到的壓力為1.0×105N，A錯誤；繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，千斤頂兩臂夾角減小，每臂受到的壓力減小，D正確，C錯誤。6.如圖所示，一半圓形降落傘邊緣用24根傘繩中心對稱分布，下端懸掛一名飛行員，每根繩與中軸線的夾角為30°，飛行員及飛行員身上裝備的總質(zhì)量為80kg，降落傘的質(zhì)量為40kg。當(dāng)勻速降落時，不計飛行員所受空氣作用力，每根懸繩的拉力是(g取10m/s2)()A．50N B.eq\f(100,3)NC.eq\f(200\r(3),9)N D.eq\f(100\r(3),3)N答案C解析把繩的拉力正交分解為豎直向上和水平方向，豎直分力為Fy＝Fcos30°＝eq\f(\r(3),2)F，以飛行員為研究對象，由平衡條件知，24Fy＝mg，解得F＝eq\f(200\r(3),9)N，故C正確。7.如圖所示，一質(zhì)量為m的沙袋用不可伸長的輕繩懸掛在支架上，一練功隊員用垂直于繩的力將沙袋緩慢拉起，使繩與豎直方向的夾角為θ＝30°，且繩繃緊，則練功隊員對沙袋施加的作用力大小為()A.eq\f(mg,2)B.eq\f(\r(3),2)mgC.eq\f(\r(3),3)mgD.eq\r(3)mg答案A解析如圖，建立直角坐標(biāo)系對沙袋進(jìn)行受力分析：由平衡條件有：Fcos30°－FTsin30°＝0FTcos30°＋Fsin30°－mg＝0聯(lián)立可解得：F＝eq\f(mg,2)，故選A。8.(多選)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速直線運動，已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，那么木塊受到的滑動摩擦力為()A．μmg B．μ(mg＋Fsinθ)C．μ(mg－Fsinθ) D．Fcosθ答案BD解析對木塊進(jìn)行受力分析如圖所示，將F進(jìn)行正交分解，由于木塊做勻速直線運動，所以在x軸和y軸均受力平衡，即Fcosθ＝Ff，F(xiàn)N＝mg＋Fsinθ，又由于Ff＝μFN，故Ff＝μ(mg＋Fsinθ)，B、D正確。9.(2015·上海高考)如圖，鳥沿虛線斜向上加速飛行，空氣對其作用力可能是()A．F1 B．F2C．F3 D．F4答案B解析鳥沿虛線向上加速飛行，即加速度方向沿虛線斜向上，由牛頓第二定律可知，鳥所受合外力應(yīng)沿虛線斜向上。已知小鳥所受重力豎直向下，由平行四邊形定則可知，空氣對小鳥的作用力可能是F2方向，B正確。10.(2017·黃山模擬)(多選)兩物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連，如圖所示，OA、OB與水平面的夾角分別為30°、60°，M、m均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()A．繩OA對M的拉力小于繩OB對M的拉力B．繩OA、OB對M的拉力大小相等C．m受到水平面的靜摩擦力大小為零D．m受到水平面的靜摩擦力的方向水平向左答案AD解析設(shè)繩OA對M的拉力為FA，繩OB對M的拉力為FB，由M處于靜止?fàn)顟B(tài)可得：FAcos30°＝FBcos60°，即eq\r(3)FA＝FB，故A正確，B錯誤；因FB>FA，物體m有向右滑動的趨勢，m受到水平面的摩擦力的方向水平向左，D正確，C錯誤。11.(2018·湖南長沙月考)如圖所示，三根長度均為L的輕繩分別連接于C、D兩點，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2L，現(xiàn)在C點上懸掛一個質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在DA．mgB.eq\f(\r(3),3)mgC.eq\f(1,2)mgD.eq\f(1,4)mg答案C解析由題圖可知，要使CD水平，各繩均應(yīng)繃緊，則AC與水平方向的夾角為60°；結(jié)點C受力平衡，受力分析如圖所示，則CD繩的拉力FT＝mgtan30°＝eq\f(\r(3),3)mg；D點受繩子拉力大小等于FT，方向向左；要使CD水平，D點兩繩的拉力與外界的力的合力為零，則繩子對D點的拉力可分解為沿BD繩的F1，及另一分力F2，由幾何關(guān)系可知，當(dāng)力F2與BD垂直時，F(xiàn)2最小，而F2的大小即為拉力的大??；故最小力F＝FTsin60°＝eq\f(1,2)mg。故選C。12.(2017·深圳一模)如圖所示，內(nèi)壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上，碗口保持水平。A球、C球與B球分別用兩根輕質(zhì)細(xì)線連接。當(dāng)系統(tǒng)保持靜止時，B球?qū)ν氡趧偤脽o壓力，圖中θ＝30°，則A球和C球的質(zhì)量之比為()A．1∶2B．2∶1C．1∶eq\r(3)D.eq\r(3)∶1答案C解析B球?qū)ν氡趧偤脽o壓力，則根據(jù)幾何知識分析可得，B球所在位置兩細(xì)線的夾角為90°，以B球為研究對象，進(jìn)行受力分析，水平方向所受合力為零，由此可知FAcosθ＝FCsinθ，eq\f(FA,FC)＝eq\f(mAg,mCg)＝tanθ＝eq\f(1,\r(3))，C正確。13.(2017·石家莊聯(lián)考)(多選)如圖所示，A、B都是重物，A被繞過小滑輪P的細(xì)線所懸掛，B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O點；O′是三根細(xì)線的結(jié)點，bO′水平拉著B物體，cO′沿豎直方向拉著彈簧；彈簧、細(xì)線、小滑輪的重力和細(xì)線與滑輪間的摩擦力均可忽略，整個裝置處于平衡靜止?fàn)顟B(tài)，g＝10m/s2。若懸掛小滑輪的斜線OP的張力是20eq\r(3)N，則下列說法中正確的是()A．彈簧的彈力為10NB．重物A的質(zhì)量為2kgC．桌面對B物體的摩擦力為10eq\r(3)ND．OP與豎直方向的夾角為60°答案ABC解析O′a與aA兩細(xì)線拉力的合力與斜線OP的張力大小相等。由幾何知識可知FO′a＝FaA＝20N，且OP與豎直方向夾角為30°，D錯誤；重物A的重力GA＝FaA，所以mA＝2kg，B正確；桌面對B的摩擦力Ff＝FO′b＝FO′acos30°＝10eq\r(3)N,C正確；彈簧的彈力F彈＝FO′asin30°＝10N，A正確。14.(2017·蕪湖質(zhì)檢)如圖所示，將三個完全相同的光滑球用不可伸長的細(xì)線懸掛于O點并處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知球半徑為R，重力為G，線長均為R。則每條細(xì)線上的張力大小為()A．2GB.eq\f(\r(6),2)GC.eq\f(3,2)GD.eq\f(\r(5),2)G答案B解析本題中O點與各球心的連線構(gòu)成一個邊長為2R的正四面體，如圖甲所示(A、B、C為各球球心)，O′為△ABC的中心，設(shè)∠OAO′＝θ，根據(jù)圖乙由幾何關(guān)系知O′A＝eq\f(2\r(3),3)R，由勾股定理得OO′＝eq\r(OA2－AO′2)＝eq\r(\f(8,3))R，對A處球受力分析有：Fsinθ＝G，又sinθ＝eq\f(OO′,OA)，解得F＝eq\f(\r(6),2)G，故只有B正確。15．(2018·洛陽聯(lián)考)(多選)如圖所示為緩慢關(guān)門時(圖中箭頭方向)門鎖的示意圖，鎖舌尖角為37°，此時彈簧彈力為24N，鎖舌表面較光滑，摩擦不計(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，下列說法正確的是()A．此時鎖殼碰鎖舌的彈力為40NB．此時鎖殼碰鎖舌的彈力為30NC．關(guān)門時鎖殼碰鎖舌的彈力逐漸增大D．關(guān)門時鎖殼碰鎖舌的彈力保持不變答案AC解析鎖殼碰鎖舌的彈力FN分解如圖所示，其中F1＝FNsin37°，且此時F1大小等于彈簧的彈力24N，解得鎖殼碰鎖舌的彈力為40N，A正確，B錯誤；關(guān)門時，彈簧的壓縮量增大，彈簧的彈力增大，故鎖殼碰鎖舌的彈力逐漸增大，C正確，D錯誤。16．(2018·山東模擬)如圖所示，P、Q為兩個固定的滑輪，A、B、C三個物體用不可伸長的輕繩(不計輕繩與滑輪間的摩擦)跨過P、Q相連于O點，初始時O、P間輕繩與水平方向夾角為60°，O、Q間輕繩水平，A、B、C三個物體恰好能保持靜止，已知B物體的質(zhì)量為2kg。(1)求A、C兩物體的質(zhì)量；(2)若在O點施加一外力F，緩慢移動O點到使O、P間的輕繩水平，O、Q間輕繩處于與水平方向夾角為60°的位置，求此時外力F的大小。答案(1)eq\f(4\r(3),3)kgeq\f(2\r(3),3)kg(2)20eq\r(3)N解析(1)對于O受力分析，如圖甲所示。由受力平衡可知OP的拉力為mAg，OQ的拉力為mCg。對于O點，根據(jù)平衡條件得mAgsin60°