高考物理一輪復(fù)習(xí) 第二章 第2講 力的合成與分解課時作業(yè)（含解析）-人教版高三物理試題

力的合成與分解一、選擇題(本題共10小題，1～6題為單選題，7～10題為多選題)1．一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：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，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．2.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θ的關(guān)系圖像，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：B設(shè)兩個力分別為F1、F2，F(xiàn)1>F2，當(dāng)兩個力的夾角為180度時，合力為1N，則F1－F2＝1N．當(dāng)兩個力的夾角為0度時，合力為5N，則F1＋F2＝5N．解得F1＝3N，F(xiàn)2＝2N．故A、C、D錯誤，B正確．3.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，則F2的最小值是()A．F1cosθ B．F1sinθC．F1tanθ D.eq\f(F1,tanθ)解析：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(dāng)F2方向垂直O(jiān)O′時，F(xiàn)2有最小值，為F2＝F1sinθ，故B正確，A、C、D錯誤．4．在如圖所示的甲、乙、丙、丁四幅圖中，滑輪本身所受的重力忽略不計，滑輪的軸O安裝在一根輕木桿P上，一根輕繩ab繞過滑輪，a端固定在墻上，b端下面掛一個質(zhì)量都是m的重物，當(dāng)滑輪和重物都靜止不動時，甲、丙、丁圖中木桿P與豎直方向的夾角均為θ，乙圖中木桿P豎直．假設(shè)甲、乙、丙、丁四幅圖中滑輪受到木桿P的彈力的大小依次為FA、FB、FC、FD，則以下判斷中正確的是()A．FA＝FB＝FC＝FD B．FD>FA＝FB>FCC．FA＝FC＝FD>FB D．FC>FA＝FB>FD解析：B繩上的拉力等于重物所受的重力mg，設(shè)滑輪兩側(cè)細(xì)繩之間的夾角為φ，滑輪受到木桿P的彈力F等于滑輪兩側(cè)細(xì)繩拉力的合力，即F＝2mgcoseq\f(φ,2)，由夾角關(guān)系可得FD>FA＝FB>FC，選項B正確．5.如圖所示，兩個質(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)成一個菱形，則m1∶m2為()A．1∶1 B．1∶2C．1∶eq\r(3) D.eq\r(3)∶2解析：A將小球m2的重力按效果根據(jù)平行四邊形定則進行分解如圖，由幾何知識得：T＝m2g，對m1受力分析，由平衡條件，在沿桿的方向有：m1gsin30°＝TT＝m1g，可見m1∶m2＝1∶6.如圖所示，質(zhì)量為m的硬質(zhì)面字典A對稱放在硬質(zhì)面的書本B上，將書本B的一端緩慢抬高至字典剛要滑動，此時書脊與水平面的夾角為θ.下列說法中正確的是()A．B對A的作用力為零B．B的一個側(cè)面對A的彈力為mgcosθC．B對A的最大靜摩擦力的合力為mgsinθD．A受到三個力的作用解析：CB對A的作用力大小為A的重力mg，方向豎直向上，故A錯誤；B的一個側(cè)面對A的彈力N＝eq\f(1,2)mgcosθ，故B錯誤；A受力平衡，根據(jù)平衡條件得B對A的最大靜摩擦力的合力f合＝mgsinθ，故C正確；A處于靜止?fàn)顟B(tài)，對A進行受力分析，A受到重力，B對A的兩個支持力，B對A的兩個摩擦力，共5個力，故D錯誤．7.如圖，一光滑的輕滑輪用細(xì)繩OO′懸掛于O點；另一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物塊b.外力F向右上方拉b，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)．若F方向不變，大小在一定范圍內(nèi)變化，物塊b仍始終保持靜止，則()A．繩OO′的張力也在一定范圍內(nèi)變化B．物塊b所受到的支持力也在一定范圍內(nèi)變化C．連接a和b的繩的張力也在一定范圍內(nèi)變化D．物塊b與桌面間的摩擦力也在一定范圍內(nèi)變化解析：BD由于物塊a、b均保持靜止，各繩角度保持不變，對a受力分析得，繩的拉力FT′＝mag，所以物塊a受到的繩的拉力保持不變．由滑輪性質(zhì)，滑輪兩側(cè)繩的拉力相等，所以b受到繩的拉力大小、方向均保持不變，C選項錯誤；a、b受到繩的拉力大小、方向均不變，所以O(shè)O′的張力不變，A選項錯誤；對b進行受力分析，如圖所示．由平衡條件得：FTcosβ＋Ff＝Fcosα，F(xiàn)sinα＋FN＋FTsinβ＝mbg.其中FT和mbg始終不變，當(dāng)F大小在一定范圍內(nèi)變化時，支持力在一定范圍內(nèi)變化，B選項正確；摩擦力也在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化，D選項正確．8．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解析：AC鎖殼碰鎖舌的彈力分解如圖所示，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，選項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，選項C正確，D錯誤．

9.(2018·河南省天一大聯(lián)考)如圖所示，疊放在一起的A、B兩物體放置在光滑水平地面上，A、B之間的水平接觸面是粗糙的，細(xì)線一端固定在A物體上，另一端固定于N點，水平恒力F始終不變，A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，若將細(xì)線的固定點由N點緩慢下移至M點(線長可變)，A、B兩物體仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，則()A．細(xì)線的拉力將減小B．A物體所受的支持力將增大C．A物體所受摩擦力將增大D．水平地面所受壓力將減小解析：AB以A、B兩物體組成的系統(tǒng)作為研究對象，受力分析如圖甲所示．水平方向：FTcosα＝F，豎直方向：FN＋FTsinα＝(mA＋mB)g，因為細(xì)線與水平地面的夾角α減小，cosα增大，sinα減小，F(xiàn)T將減小，F(xiàn)N將增大，所以細(xì)線所受拉力減小，地面受到的壓力增大，A正確，D錯誤；以物體A為研究對象，受力分析如圖乙所示，豎直方向：FNA＋FTsinα＝mAg，F(xiàn)T減小，sinα減小，所以FNA增大，B正確；以B為研究對象，在水平方向上由力的平衡可得FfB＝F，B物體所受摩擦力不變，故A物體所受摩擦力不變，C錯誤．10.(2018·揭陽市揭東一中檢測)如圖，粗糙水平面上a、b、c、d四個相同小物塊用四根完全相同的輕彈簧連接，正好組成一個等腰梯形，系統(tǒng)靜止．a(chǎn)b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()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．c受到的摩擦力大小為eq\r(3)fD．d受到的摩擦力大小為2解析：ABC設(shè)每根彈簧的原長為L0，ab之間彈簧的形變量為Δx1，cd之間彈簧的形變量為Δx2，則有kΔx2＝2kΔx1，若ab之間的彈簧也是被拉長，則有：L0＋Δx2＝2(L0＋Δx1)，解得L0＝0，不符合題意，所以ab之間的彈簧被壓縮，A正確；由于a受到的摩擦力大小為f，根據(jù)對稱性可得，b受到的摩擦力大小也為f，B正確；以a和c為研究對象進行受力分析如圖所示，圖中的θ為ac與cd之間的夾角，則cosθ＝eq\f(\f(1,4)cd,ac)＝eq\f(1,2)，所以θ＝60°，則∠cab＝120°，a受到的摩擦力大小f＝T；對c根據(jù)力的合成可得fc＝eq\r(3)f，所以C正確；由于c受到的摩擦力大小為eq\r(3)f，根據(jù)對稱性可知，d受到的摩擦力大小為eq\r(3)f，D錯誤．二、計算題(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(xì)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θ，當(dāng)豎直向下的力F作用在鉸鏈上，滑塊間細(xì)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(xì)線的張力F′＝Tsineq\f(θ,2)而輕桿的張力T＝eq\f(\f(F,2),cos\f(θ,2))；因此滑塊間細(xì)線的張力F′＝eq\f(F,2)taneq\f(θ,2).答案：eq\f(F,2)taneq\f(θ,2)12．如圖甲所示，細(xì)繩AD跨過固定的水平輕桿BC右端的定滑輪掛住一個質(zhì)量為M1的物體，∠ACB＝30°；圖乙中輕桿HG一端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端G通過細(xì)繩EG拉住，EG與水平方向也成30°，在輕桿的G點用細(xì)繩GF拉住一個質(zhì)量為M2的物體，求：(1)細(xì)繩AC段的張力FTAC與細(xì)繩EG的張力FTEG之比；(2)輕桿BC對C端的支持力；(3)輕桿HG對G端的支持力．解析：題圖甲和乙中的兩個物體M1、M2都處于平衡狀態(tài)，根據(jù)平衡的條件，首先判斷與物體相連的細(xì)繩，其拉力大小等于物體的重力；分別取C點和G點為研究對象，進行受力分析如圖甲和乙所示，根據(jù)平衡規(guī)律可求解．(1)圖甲中細(xì)繩AD跨過定滑輪拉住質(zhì)量為M1的物體，物體處于平衡狀態(tài)，細(xì)繩AC段的拉力F2TAC＝F2TCD＝M1圖乙中由F2TEGsin30°＝M2g，得F2TEG＝2所以eq\f(F2TAC,F2TEG