2025版新教材高考物理全程一輪總復習課時分層作業(yè)8力的合成與分解

課時分層作業(yè)(八)力的合成與分解基礎(chǔ)強化練1．射箭是奧運會上一個欣賞性很強的運動項目，中國隊有較強的實力，如圖甲所示，射箭時，剛釋放的瞬間若弓弦的拉力為100N，對箭產(chǎn)生的作用力為120N，其弓弦的拉力如圖乙中F1和F2所示，對箭產(chǎn)生的作用力如圖中F所示，則弓弦的夾角α應(yīng)為(cos53°＝0.6)()A．53°B．127°C．143°D．106°2．[2024·廣東卷]唐代《耒耜經(jīng)》記載了曲轅犁相對直轅犁的優(yōu)勢之一是起土省力．設(shè)牛用大小相等的拉力F通過耕索分別拉兩種犁，F(xiàn)與豎直方向的夾角分別為α和β，α<β，如圖所示．忽視耕索質(zhì)量，耕地過程中，下列說法正確的是()A．耕索對曲轅犁拉力的水平分力比對直轅犁的大B．耕索對曲轅犁拉力的豎直分力比對直轅犁的大C．曲轅犁勻速前進時，耕索對犁的拉力小于犁對耕索的拉力D．直轅犁加速前進時，耕索對犁的拉力大于犁對耕索的拉力3.[2024·邯鄲模擬]在平面內(nèi)有作用于同一點的四個力，以力的作用點為坐標原點O，四個力的方向如圖所示，其中F1＝6N，F(xiàn)2＝8N，F(xiàn)3＝4N，F(xiàn)4＝2N.這四個力的合力方向指向()A．第一象限B．其次象限C．第三象限D(zhuǎn)．第四象限4.在挪威的兩座山峰間夾著一塊巖石，吸引了大量游客前往欣賞．該景觀可簡化成如圖所示的模型，右壁豎直，左壁略微傾斜．設(shè)左壁與豎直方向的夾角為θ，由于長期的風化，θ將會減小，石頭與山崖間的摩擦很小，可以忽視不計，石頭質(zhì)量肯定且始終保持靜止．在經(jīng)年累月風化的過程中，下列說法正確的是()A．山崖左壁對石頭的作用力將增大B．山崖右壁對石頭的作用力不變C．山崖對石頭的作用力減小D．石頭受到的合力將增大5．(多選)我國其次艘航母“山東艦”正式入列我國海軍，此艦為首艘國產(chǎn)航母，標記著我國的軍艦建立技術(shù)進入新時代．為使艦載機在幾秒內(nèi)快速停在航母上，須要利用阻攔索將艦載機高速攔停(如圖1)，此過程可簡化為如圖2所示模型，設(shè)航母甲板為一平面，阻攔索兩端固定，并始終與航母甲板平行．艦載機從正中心鉤住阻攔索，實現(xiàn)減速．阻攔索為彈性裝置，剛剛接觸阻攔索就處于繃緊狀態(tài)，下列說法正確的是()A．艦載機落在航母上鉤住阻攔索時，只受重力、阻攔索的彈力和航母甲板的摩擦力三個力作用B．艦載機鉤住阻攔索接著向前運動的過程中，阻攔索對飛機的彈力在變大C．當阻攔索被拉至夾角為120°時，設(shè)阻攔索的張力為F，則阻攔索對艦載機的彈力大小為FD．艦載機鉤住阻攔索接著向前運動的過程中，艦載機所受摩擦力始終在變大6.[2024·云南省昆明市第一中學高三模擬]如圖，兩個輕滑輪通過細繩懸掛在天花板上，輕繩跨過滑輪連接兩個質(zhì)量為m的物體，將一與質(zhì)量為M的物體連接的動滑輪放到輕繩上后系統(tǒng)保持靜止，滑輪質(zhì)量不計．此時懸掛在天花板上的輕繩與豎直方向的夾角為30°，則M與m的比值關(guān)系正確的是()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶37．[2024·安徽皖北協(xié)作區(qū)聯(lián)考]航母阻攔索用于攔停高速著艦的艦載機，被喻為“艦載機生命線”，如圖所示為其結(jié)構(gòu)簡圖，滑輪1、2、3、4及液壓缸a、b、c固定在甲板平面上，阻攔索繞過滑輪組后閉合．某時刻艦載機的掛鉤勾住阻攔索，形成圖示的夾角時，艦載機受到阻攔索的合力大小為F.不考慮阻攔索、滑輪的質(zhì)量及一切摩擦，則此時單個柱塞所受阻攔索的合力大小為()A．eq\f(F,3)B．eq\f(\r(3)F,3)C．FD．eq\r(3)F實力提升練8．[2024·廣東六校聯(lián)考](多選)在如圖所示裝置中，輕桿一端固定著一個輕質(zhì)滑輪b，質(zhì)量為m1的重物A懸掛在另一個輕質(zhì)滑輪c上，輕繩一端固定于a點，跨過滑輪c和b，另一端固定在質(zhì)量為m2的重物B上，已知懸點a和滑輪b間的距離遠大于滑輪的直徑，一切摩擦均不計，整個裝置穩(wěn)定時輕繩ac部分與豎直方向夾角為α，bc部分與豎直方向的夾角為β，下列說法正確的是()A.整個裝置穩(wěn)定時，α角肯定等于β角B.若僅把輕桿豎直向上緩慢移動一小段距離，A高度上升C.若僅把輕桿水平向右緩慢移動一小段距離，A高度上升D．存在某一方向，往該方向緩慢平移輕桿時，A的位置保持不變9.一質(zhì)量為m的小球通過短輕繩和光滑鉸鏈(不計質(zhì)量)與兩根過球心的輕桿連接，輕桿通過光滑鉸鏈分別與固定點O和O′連接，如圖所示，已知兩輕桿與水平地面和豎直墻壁的夾角都為30°，重力加速度為g，則下面輕桿和上面輕桿受到鉸鏈的作用力大小分別為()A．eq\r(3)mg，mgB．mg，eq\r(3)mgC．eq\f(\r(3),2)mg，mgD．mg，eq\f(\r(3),2)mg10.[2024·廣東湛江一模](多選)《大國工匠》節(jié)目中講解并描述了王進利用“秋千法”在1000kV的高壓線上帶電作業(yè)的過程．如圖所示，絕緣輕繩(不行伸長)OD一端固定在高壓線桿塔AB上的O點，另一端固定在兜籃D上．另一絕緣輕繩CD跨過固定在桿塔上C點的定滑輪，一端連接兜籃，另一端由工人限制．身穿屏蔽服的工人坐在兜籃里，緩慢地從C點運動到處于O點正下方E點的電纜處，繩OD始終處于伸直狀態(tài)，兜籃、工人及攜帶的設(shè)備總質(zhì)量為m，不計一切阻力，重力加速度大小為g，OD＝OC.關(guān)于工人從C點運動到E點的過程中，下列說法正確的是()A．工人對繩的拉力始終變大B．繩OD的拉力始終變小C．OD、CD兩繩拉力的合力大小等于mgD．當繩CD與豎直方向的夾角為30°時，工人對繩的拉力大小為eq\f(\r(3),3)mg課時分層作業(yè)（八）1．解析：弓弦拉力的合成如圖所示，由于F1＝F2，由幾何關(guān)系得2F1coseq\f(α,2)＝F，有coseq\f(α,2)＝eq\f(F,2F1)＝eq\f(120N,2×100N)＝0.6，所以eq\f(α,2)＝53°，即α＝106°，故D正確．答案：D2．解析：曲轅犁耕索的拉力在水平方向上的分力為Fsinα，直轅犁耕索的拉力在水平方向上的分力為Fsinβ，由于α<β，則Fsinβ>Fsinα，A錯誤；曲轅犁耕索的拉力在豎直方向上的分力為Fcosα，直轅犁耕索的拉力在豎直方向上的分力為Fcosβ，由于α<β，故Fcosα>Fcosβ，B正確；作用力與反作用力總是大小相等，耕索對犁的拉力與犁對耕索的拉力是一對作用力與反作用力，故耕索對犁的拉力等于犁對耕索的拉力，C、D錯誤．答案：B3．解析：F1＝6N，方向沿x軸的正向；F3＝4N，沿x軸負向；故F1與F3的合力F13沿著x軸的正方向，為2N；F2＝8N，沿y軸正向；F4＝2N，沿y軸負向；故F2與F4的合力F24為6N，沿著y軸正方向；最終再將F13與F24合成，故合力F為2eq\r(10)N，指向第一象限，選項A正確，B、C、D錯誤．答案：A4．解析：對石頭受力分析如圖所示，依據(jù)平衡條件可知N2cosθ＝N1，N2sinθ＝G，隨著θ的減小，N1、N2都在增大，A正確，B錯誤；山崖對石頭的作用力大小始終等于石頭的重力，所以不變，C錯誤；由于石頭處于靜止狀態(tài)，所以石頭所受的合力始終為零，D錯誤．答案：A5.解析：艦載機受重力、阻攔索的彈力、航母施加的摩擦力與支持力，A錯；阻攔索的長度變長，張力變大，對飛機的作用是阻攔索上兩個分力的合力，夾角變小，合力變大，B對；如圖，阻攔索的張力夾角為120°時，F(xiàn)合＝F，C對；F滑＝μN＝μmg，故艦載機所受摩擦力不變，D錯．答案：BC6．解析：由于繩子的張力大小到處相等，左邊第一個滑輪靜止，則左側(cè)懸掛滑輪的繩的方向沿跨過滑輪的兩段繩的角平分線方向，故跨過定滑輪與m連接的兩段繩與豎直方向的夾角均為60°，動滑輪對繩的壓力大小為Mg，依據(jù)平衡條件Mg＝2mgcos60°，M∶m＝1∶1，A正確．答案：A7．解析：某時刻艦載機的掛鉤勾住阻攔索，形成圖示的60°夾角，由于掛鉤兩側(cè)阻攔索中拉力相等，由2F′cos30°＝F，解得阻攔索中的拉力F′＝eq\f(\r(3)F,3).由于柱塞兩側(cè)阻攔索中拉力相等，其合力方向在兩側(cè)阻攔索拉力所成夾角的角平分線上，所以單個柱塞所受阻攔索的合力大小為F合＝2F′cos60°＝F′＝eq\f(\r(3)F,3)，選項B正確．答案：B8．解析：滑輪b、c均為“活結(jié)”，結(jié)合對B的受力分析知整個裝置穩(wěn)定時各部分繩的拉力均等于m2g，則ac、bc兩部分繩拉力的合力肯定在它們的角平分線上，由于它們的合力與A的重力大小相等，方向相反，則合力豎直向上，故ac、bc兩部分繩子與豎直方向的夾角α和β相等，選項A正確．整個裝置穩(wěn)定時，α角肯定等于β角，ac、bc繩拉力肯定等于m2g，拉力的合力肯定與A的重力等大反向，則α、β有恒定值θ，故a、b水平距離d＝Lacsinθ＋Lbcsinθ，解得Lac＋Lbc＝eq\f(d,sinθ).若僅把輕桿豎直向上緩慢移動一小段距離，由于d和θ都不變，故Lac＋Lbc不變，因定滑輪b位置上升了，分析可知A高度上升；同理，若僅把輕桿水平向右緩慢移動一小段距離，θ不變，d變大，則Lac＋Lbc變大，定滑輪b高度不變，分析可知A高度下降，選項B正確，C錯誤．沿cb方向緩慢平移輕桿時，輕繩各部分的拉力大小和方向均不變，則A的位置保持不變，選項D正確．答案：ABD9．解析：由題可知，兩輕桿為兩個“動桿”，而“動桿”上彈力方向沿輕桿．對鉸鏈進行受力分析，鉸鏈所受輕繩拉力大小為mg，方向豎直向下，下面輕桿對鉸鏈的彈力方向沿輕桿斜向下，設(shè)為F1，上面輕桿對鉸鏈的彈力方向沿輕桿斜向上，設(shè)為F2，如圖所示，在力的矢量三角形中，由正弦定理有eq\f(F1,sin30°)＝eq\f(mg,sin30°)＝eq\f(F2,sin120°)，解得F1＝mg，F(xiàn)2＝eq\r(3)mg，選項B正確．答案：B10．解析：對兜籃、工人及攜帶的設(shè)備整體受力分析如圖甲所示．F1為繩OD的拉力，與豎直方向的夾角為θ，F(xiàn)2為繩CD的拉力，與豎直方向的夾角為α，由平衡條件可得，F(xiàn)1cosθ＋F2cosα＝mg，F(xiàn)1si