第二章第3講　力的合成與分解-2025版高考總復(fù)習(xí)物理

[基礎(chǔ)落實(shí)練]1．(多選)兩個(gè)力F1和F2間的夾角為θ，兩力的合力為F，以下說法正確的是()A．若F1、F2的大小和方向一定，則F的大小和方向一定B．若F1與F2大小不變，θ角越小，合力F就越大C．如果夾角θ不變，F(xiàn)1大小不變，只要增大F2，合力F就必然增大D．合力F的作用效果與兩個(gè)分力F1和F2共同產(chǎn)生的作用效果是相同的解析：根據(jù)平行四邊形定則知，若F1、F2的大小和方向一定，則F的大小和方向一定，故A正確；若F1與F2大小不變，θ角越小，合力F就越大，故B正確；若θ角為鈍角且不變，F(xiàn)1大小不變，增大F2時(shí)，合力F可能先變小后增大，如圖所示，故C錯(cuò)誤；合力與分力共同的作用效果是相同的，故D正確。答案：ABD2．減速帶是交叉路口常見的一種交通設(shè)施，車輛駛過減速帶時(shí)要減速，以保障行人的安全。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，下圖中彈力F畫法正確且分解合理的是()解析：減速帶對(duì)車輪的彈力方向垂直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，將F分解為水平方向和豎直方向兩個(gè)分力，水平方向的分力產(chǎn)生的效果減慢汽車的速度，豎直方向的分力產(chǎn)生使汽車向上運(yùn)動(dòng)的作用效果，故B正確，D錯(cuò)誤。答案：B3．某物體同時(shí)受到2個(gè)共點(diǎn)力作用，在如圖所示的四種情況中(坐標(biāo)紙中每格的邊長均表示1N大小的力)，物體所受合外力最大的是()解析：題A圖中，將F1與F2進(jìn)行合成，求得合力的大小為F合＝3N，如圖甲所示；題B圖中，將F1與F2進(jìn)行合成，求得合力的大小為F合＝eq\r(32＋42)N＝5N，如圖乙所示；題C圖中，將F1與F2進(jìn)行合成，求得合力的大小為F合＝4eq\r(2)N，如圖丙所示；題D圖中，將F1與F2進(jìn)行合成，求得合力的大小為F合＝3N，如圖丁所示。故選項(xiàng)C符合題意。答案：C4.(多選)5個(gè)共點(diǎn)力的情況如圖所示，已知F1＝F2＝F3＝F4＝F，且這四個(gè)力恰好構(gòu)成一個(gè)正方形，F(xiàn)5是其對(duì)角線。下列說法正確的是()A．F1和F5的合力與F3大小相等、方向相反B．這5個(gè)共點(diǎn)力能合成大小為2F、相互垂直的兩個(gè)力C．除F5以外的4個(gè)力的合力的大小為eq\r(2)FD．這5個(gè)共點(diǎn)力的合力恰好為eq\r(2)F，方向與F1和F3的合力方向相同解析：力的合成遵從平行四邊形定則，根據(jù)這五個(gè)力的特點(diǎn)，可得F1和F5的合力與F3大小相等、方向相反，A正確；F1、F2、F3、F4恰好構(gòu)成一個(gè)正方形，所以F5＝eq\r(2)F，可得除F5以外的4個(gè)力的合力的大小為2eq\r(2)F，C錯(cuò)誤；這5個(gè)共點(diǎn)力的合力大小等于eq\r(2)F，方向與F5相反，D正確，B錯(cuò)誤。答案：AD5．(2024·四川成都石室中學(xué)診斷)如圖甲所示是斧子砍進(jìn)木樁時(shí)的情境，其橫截面如圖乙所示，斧子的剖面可視作頂角為θ的等腰三角形，當(dāng)施加豎直向下的力F時(shí)，則()A．同一斧子，若施加的力F越小，越容易劈開木樁B．同一斧子，若施加的力F越大，越不容易劈開木樁C．施加相同的恒力F，θ越大的斧子，越容易劈開木樁D．施加相同的恒力F，θ越小的斧子，越容易劈開木樁解析：同一斧子，θ一定，F(xiàn)越大，其分力越大，越容易劈開木樁，故A、B錯(cuò)誤；F一定時(shí)，θ越小的斧子，其分力越大，越容易劈開木樁，故C錯(cuò)誤，D正確。答案：D6.如圖所示，物體靜止于光滑水平面M上，水平恒力F1作用于物體上，現(xiàn)要使物體沿著OO′方向做直線運(yùn)動(dòng)(F1和OO′都在M平面內(nèi))，那么必須同時(shí)再加一個(gè)力F2，則F2的最小值是()A．F1cosθ B．F1sinθC．F1tanθ D．eq\f(F1,tanθ)解析：要使物體沿OO′方向做直線運(yùn)動(dòng)，則物體受到的合力F沿OO′方向，如圖所示，由三角形定則知，當(dāng)F2方向垂直O(jiān)O′時(shí)，F(xiàn)2有最小值，F(xiàn)2＝F1sinθ，選項(xiàng)B正確。答案：B7.(2023·浙江6月卷)如圖所示，水平面上固定兩排平行的半圓柱體，重為G的光滑圓柱體靜置其上，a、b為相切點(diǎn)，∠aOb＝90°，半徑Ob與重力的夾角為37°。已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則圓柱體受到的支持力Fa、Fb大小為()A．Fa＝0.6G，F(xiàn)b＝0.4GB．Fa＝0.4G，F(xiàn)b＝0.6GC．Fa＝0.8G，F(xiàn)b＝0.6GD．Fa＝0.6G，F(xiàn)b＝0.8G解析：以圓柱體為研究對(duì)象，受力分析如圖所示，兩側(cè)半圓柱體對(duì)圓柱體的支持力的合力與重力等大反向，結(jié)合幾何關(guān)系可知Fa＝Gsin37°＝0.6G，F(xiàn)b＝Gcos37°＝0.8G，D對(duì)。答案：D8．用卡車運(yùn)輸質(zhì)量為m的勻質(zhì)圓筒狀工件，為使工件保持固定，將其置于兩光滑斜面之間，如圖所示。兩斜面Ⅰ、Ⅱ固定在車上，傾角分別為30°和60°。重力加速度為g。當(dāng)卡車沿平直公路勻速行駛時(shí)，圓筒對(duì)斜面Ⅰ、Ⅱ壓力的大小分別為F1、F2，則()A．F1＝eq\f(\r(3),3)mg，F(xiàn)2＝eq\f(\r(3),2)mgB．F1＝eq\f(\r(3),2)mg，F(xiàn)2＝eq\f(\r(3),3)mgC．F1＝eq\f(1,2)mg，F(xiàn)2＝eq\f(\r(3),2)mgD．F1＝eq\f(\r(3),2)mg，F(xiàn)2＝eq\f(1,2)mg解析：分析可知工件受力平衡，對(duì)工件受到的重力按照壓緊斜面Ⅰ和Ⅱ的效果進(jìn)行分解如圖所示，結(jié)合幾何關(guān)系可知工件對(duì)斜面Ⅰ的壓力大小為F1＝mgcos30°＝eq\f(\r(3),2)mg、對(duì)斜面Ⅱ的壓力大小為F2＝mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，選項(xiàng)D正確，A、B、C錯(cuò)誤。答案：D[能力提升練]9．如圖所示，三個(gè)物塊質(zhì)量分別為m1、m2、m3，通過不可伸長的三段輕繩繞過兩個(gè)定滑輪在O點(diǎn)打結(jié)相連，三物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知m1＝m2，兩傾斜繩子與豎直方向夾角分別為α和β，若α＝50°，則β為()A．40° B．50°C．60° D．65°解析：選取結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象，受力分析如圖，因?yàn)閙1＝m2，所以這兩段繩子上拉力F1與F2大小相等，力的平行四邊形為菱形，由圖可知2β＋α＝180°，因?yàn)棣粒?0°，所以β＝65°，故選D。答案：D10．(2024·四川宜賓診斷)手推翻斗車是建筑工地上常用的工具，翻斗車的高度比工人雙手的高度略低，工地上的工人大多是背對(duì)翻斗車?yán)嚽靶?，也有工人面?duì)翻斗車推車，在車內(nèi)貨物相同的情況下，要使車勻速運(yùn)動(dòng)，斜向下推車或斜向上拉車時(shí)，人對(duì)車的作用力方向與水平方向的夾角相等。關(guān)于推車的推力和拉車的拉力大小，下列說法正確的是()A．推力大于拉力B．推力等于拉力C．推力小于拉力D．無法確定哪個(gè)力大解析：當(dāng)車受到斜向下的推力勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)推車受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡，設(shè)推力與水平方向的夾角為α，有F推cosα＝f1，N1＝mg＋F推sinα，又因?yàn)閒1＝μN(yùn)1，聯(lián)立解得F推＝eq\f(μmg,cosα－μsinα)；當(dāng)車受到斜向上的拉力勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，對(duì)推車受力分析，根據(jù)共點(diǎn)力平衡，設(shè)拉力與水平方向的夾角為α，有F拉cosα＝f2，N2＋F拉sinα＝mg，又因?yàn)閒2＝μN(yùn)2，聯(lián)立解得F拉＝eq\f(μmg,cosα＋μsinα)，根據(jù)表達(dá)式可知F推>F拉，故選A。答案：A11.(多選)兩輕桿通過鉸鏈相連構(gòu)成一個(gè)三角形框架，AB、BC、CA三邊長度分別為30cm、20cm、40cm，在A點(diǎn)用一細(xì)線懸掛1kg的物塊，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，則(g取10m/s2)()A．AB桿對(duì)A點(diǎn)有沿桿從B點(diǎn)指向A點(diǎn)的彈力B．CA桿作用于A點(diǎn)的彈力不一定沿CA桿方向C．CA桿產(chǎn)生的彈力大小為20ND．若改為懸掛一個(gè)0.5kg的物塊，則AB桿上彈力變?yōu)樵瓉淼囊话虢馕觯篈B桿對(duì)A點(diǎn)有沿桿從A點(diǎn)指向B點(diǎn)的拉力，A錯(cuò)誤；由于是輕桿且通過鉸鏈連接，則CA桿作用于A點(diǎn)的彈力一定沿CA桿方向，B錯(cuò)誤；分析A點(diǎn)的受力，由相似三角形可知：eq\f(mg,BC)＝eq\f(FCA,CA)，解得FCA＝2mg＝20N，C正確；因eq\f(mg,BC)＝eq\f(FAB,AB)，則FAB＝15N，若改為懸掛一個(gè)0.5kg的物塊，則AB桿上彈力為7.5N，D正確。答案：CD12．重力為G1＝8N的物塊懸掛在繩PA和PB的結(jié)點(diǎn)上，PA偏離豎直方向37°角，PB沿水平方向，且連在重力為G2＝100N的木塊上，木塊靜止于傾角為37°的斜面上，如圖所示。試求：(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2)(1)木塊與斜面間的摩擦力大??；(2