2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章微專題11力的合成與分解和“晾衣繩模型”練習(xí)含解析教科版

PAGEPAGE1微專題11力的合成與分解和“晾衣繩模型”1．一個結(jié)論：合力肯定時，兩等大分力夾角越大，分力越大．夾角趨于180°時，分力趨于無窮大．2．晾衣繩模型：如圖．特點：(1)繩長不變，兩桿間距不變，B點上下移動時，輕繩拉力不變．(2)繩長不變，兩桿間距變大時，夾角θ增大，輕繩拉力增大．1．(多選)(2024·福建廈門市模擬)我國不少地方在節(jié)日期間有掛紅燈籠的習(xí)俗，如圖1所示，質(zhì)量為m的燈籠用兩根不等長的輕繩OA、OB懸掛在水平天花板上，OA比OB長，O為結(jié)點．重力加速度大小為g，設(shè)OA、OB對O點的拉力分別為TA、TB，輕繩能夠承受足夠大的拉力，則()圖1A．TA小于TBB．TA、TB的合力大于mgC．調(diào)整懸點A的位置，可使TA、TB都大于mgD．換質(zhì)量更大的燈籠，TB的增加量比TA的增加量大2．如圖2所示，滑輪本身的質(zhì)量可忽視不計，滑輪軸O安在一根輕木桿B上，一根輕繩AC繞過滑輪，A端固定在墻上，且輕繩保持水平，C端掛一重物，BO與豎直方向夾角θ＝45°，系統(tǒng)保持平衡．若保持滑輪的位置不變，變更θ的大小，則滑輪受到木桿作用力大小變更狀況是()圖2A．只有角θ變小，作用力才變大B．只有角θ變大，作用力才變大C．不論角θ變大或變小，作用力都是變大D．不論角θ變大或變小，作用力都不變3．如圖3所示，一個“Y”形彈弓頂部跨度為L，兩根相同的橡皮條自由長度均為L，在兩橡皮條的末端用一塊軟羊皮(長度不計)做成裹片．若橡皮條的彈力與形變量的關(guān)系滿意胡克定律，且勁度系數(shù)為k，放射彈丸時每根橡皮條的最大長度為2L(彈性限度內(nèi))，則放射過程中裹片對彈丸的最大作用力為()圖3A．kL B．2kLC.eq\f(\r(3),2)kL D.eq\f(\r(15),2)kL4．如圖4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°.下列推斷正確的是()圖4A．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．若接著搖動把手，將汽車頂起，千斤頂每臂受到的壓力將增大D．若接著搖動把手，將汽車頂起，千斤頂每臂受到的壓力將減小5．四個半徑為r的勻質(zhì)球在光滑的水平面上堆成錐形，如圖5所示．下面的三個球A、B、C用繩縛住，繩與三個球的球心在同一水平面內(nèi)，D球放在三球上方處于靜止?fàn)顟B(tài)．假如四個球的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，則D球?qū)、B、C三球的壓力均為()圖5A．mg B.eq\f(\r(3),2)mgC.eq\f(\r(3),3)mg D.eq\f(\r(6),6)mg6．(2024·河北衡水市模擬)小明想推動家里的衣櫥，但使出了很大的力氣也沒推動，于是他便想了個妙招，如圖6所示，用A、B兩塊木板，搭成一個底角較小的人字形架，然后往中心一站，衣櫥盡然被推動了！下列說法正確的是()圖6A．這是不行能的，因為小明根本沒有用力去推衣櫥B．這是不行能的，因為無論如何小明的力氣也沒那么大C．這有可能，A板對衣櫥的推力有可能大于小明的重力D．這有可能，但A板對衣櫥的推力不行能大于小明的重力7.(2024·河南鄭州市期中)如圖7所示是一種常用的“千斤頂”示意圖，搖動手柄能使螺旋桿轉(zhuǎn)動并保持水平，而A、B間距離發(fā)生變更，重物就能被頂起或下降．若物重為G，桿AB與AC之間的夾角為θ，不計“千斤頂”本身的重量，則“千斤頂”螺旋桿AB的拉力大小為()圖7A．GsinθB．GcosθC．GtanθD.eq\f(G,tanθ)8．(多選)(2024·河南洛陽市聯(lián)考)如圖8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()圖8A．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漸漸增大D．關(guān)門時鎖殼碰鎖舌的彈力保持不變9．(2024·湖南衡陽市二模)超市里磁力防盜扣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及原理如圖9所示，在錐形金屬筒內(nèi)放置四顆小鐵珠(其余兩顆未畫出)，工作時彈簧通過鐵環(huán)將小鐵珠擠壓于金屬筒的底部，同時，小鐵珠陷于釘柱上的凹槽里，鎖死防盜扣．當(dāng)用強磁場吸引防盜扣的頂部時，鐵環(huán)和小鐵珠向上移動，防盜扣松開，已知錐形金屬筒底部的圓錐頂角剛好是90°，彈簧通過鐵環(huán)施加給每個小鐵珠豎直向下的力F，小鐵珠鎖死防盜扣，每個小鐵珠對釘柱產(chǎn)生的側(cè)向壓力大小為(不計摩擦力以及小鐵珠的重力)()圖9A.eq\r(2)F B.eq\f(\r(2),2)FC．F D.eq\r(3)F10.(2024·湖北省黃岡市模擬)一物塊用輕繩AB懸掛于天花板上，用力F拉住套在輕繩上的光滑小圓環(huán)O(圓環(huán)質(zhì)量忽視不計)，系統(tǒng)在圖10所示位置處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時輕繩OA與豎直方向的夾角為α，力F與豎直方向的夾角為β.當(dāng)緩慢拉動圓環(huán)使α(0°<α<90°)增大時()圖10A．F變大，β變大 B．F變大，β變小C．F變小，β變大 D．F變小，β變小11．(2024·遼寧沈陽市診測)如圖11所示，A、B兩物體的質(zhì)量分別為mA和mB，且mA>mB，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，滑輪的質(zhì)量和一切摩擦均不計．假如繩一端由Q點緩慢地向左移到P點，整個系統(tǒng)重新平衡后，物體A的高度和兩滑輪間繩與水平方向的夾角θ如何變更()圖11A．物體A的高度上升，θ角變大B．物體A的高度降低，θ角變小C．物體A的高度上升，θ角不變D．物體A的高度不變，θ角變小12．(2024·河南省六校聯(lián)考)如圖12所示，一固定的細直桿與水平面的夾角為α＝15°，一個質(zhì)量忽視不計的小輕環(huán)C套在直桿上，一根輕質(zhì)細線的兩端分別固定于細直桿上的A、B兩點，細線依次穿過小環(huán)甲、小輕環(huán)C和小環(huán)乙，且小環(huán)甲和小環(huán)乙分居在小輕環(huán)C的兩側(cè)．調(diào)整A、B間細線的長度，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時β＝45°.不計一切摩擦．設(shè)小環(huán)甲的質(zhì)量為m1，小環(huán)乙的質(zhì)量為m2，則m1∶m2等于()圖12A．tan15° B．tan30°C．tan60° D．tan75°13.(多選)如圖13所示，不計質(zhì)量的光滑小滑輪用細繩懸掛于墻上O點，跨過滑輪的細繩連接物塊A、B，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將物塊B移至C點后，A、B仍保持靜止，下列說法中正確的是()圖13A．B與水平面間的摩擦力減小B．水平面對B的彈力增大C．懸于墻上的繩所受的拉力不變D．A、B靜止時，圖中α、β、θ三角始終相等

答案精析1．ACD[對結(jié)點O受力分析，畫出力的矢量圖如題圖所示．由圖可知，TA小于TB，TA、TB的合力等于mg，選項A正確，B錯誤；調(diào)整懸點A的位置，當(dāng)∠AOB大于某一值時，則TA、TB都大于mg，選項C正確；換質(zhì)量更大的燈籠，則重力mg增大，TB的增加量比TA的增加量大，選項D正確．]2．D[對滑輪受力分析，受兩個輕繩的拉力和桿的彈力；滑輪始終保持靜止，合力為零，故桿的彈力與兩個輕繩的拉力的合力等值、反向、共線；由于兩個輕繩的拉力大小等于重物的重力，大小不變，方向也不變，則兩個拉力的合力為eq\r(2)mg，與水平方向成45°斜向右下方，方向、大小也不變，故桿的作用力也不變，選項D正確．]3．D[依據(jù)胡克定律知，放射彈丸時，每根橡皮條的彈力F彈＝k(2L－L)＝kL.設(shè)此時兩橡皮條的夾角為θ，依據(jù)幾何關(guān)系知sineq\f(θ,2)＝eq\f(1,4).依據(jù)力的平行四邊形定則知，彈丸被放射過程中所受的最大作用力F＝2F彈coseq\f(θ,2)＝2F彈eq\r(1－sin2\f(θ,2))＝eq\f(\r(15),2)F彈＝eq\f(\r(15),2)kL，選項D正確．]4．D[汽車對千斤頂?shù)膲毫Υ笮?.0×105N，依據(jù)牛頓第三定律，千斤頂對汽車的支持力也為1.0×105N，B項錯誤；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項錯誤；接著搖動把手，將汽車頂起，千斤頂兩臂夾角減小，每臂受到的壓力減小，C項錯誤，D項正確．]5．D[如圖所示，A、B、C、D分別為四個球的球心，θ為BD連線與豎直方向間的夾角，依據(jù)幾何關(guān)系有sinθ＝eq\f(\r(3),3)，則cosθ＝eq\f(\r(6),3).分析D球受力，得3Fcosθ＝mg，其中F為A、B、C三球?qū)球的支持力大小，可得F＝eq\f(\r(6),6)mg，選項D正確．]6．C[起先小明是推不動衣櫥的，說明小明的推力小于最大靜摩擦力．站在人字形架上時，小明的重力產(chǎn)生兩個效果，分別向左、右兩側(cè)推衣櫥和墻壁，如圖所示，小明的重力可以分解成沿A、B兩個方向的力，由于底角較小，所以A、B方向的力會很大，A對衣櫥的力可以分解成水平方向和豎直方向的力，而水平方向的力會遠大于小明的重力，可能大于最大靜摩擦力，故選項C正確．]7．D[如圖所示，將重力G分解到沿AB方向的拉AB桿的力F1和沿AC方向的壓AC桿的力F2，即得F1＝eq\f(G,tanθ)，由牛頓第三定律知螺旋桿AB的拉力大小為eq\f(G,tanθ).]8．AC[鎖殼碰鎖舌的彈力分解如圖所示，其中F1＝Nsin37°，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漸漸增大，選項C正確，D錯誤．]9．C[以一個鐵珠為探討對象，將力F依據(jù)作用效果進行分解如圖所示，依據(jù)幾何關(guān)系可得小鐵珠對釘柱產(chǎn)生的側(cè)向壓力大小為：N＝eq\f(F,tan45°)＝F，故C正確、A、B、D錯誤．]10．B[圓環(huán)受到三個力，拉力F以及兩個繩子的拉力T，三力平衡，故兩個繩子的拉力的合力與拉力F始終等值、反向、共線．由于兩個繩子的拉力等于物塊的重力，α增大時，兩拉力夾角越小，合力越大，且合力在角平分線上，漸漸豎直，故拉力F漸漸變大，由于始終與兩繩拉力的合力反向，故拉力F也漸漸豎直，β漸漸變小，故選B.]11．C[原來整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)，繩的拉力大小等于A物體的重力，B物體對動滑輪的拉力等于B物體的重力．將繩一端由Q點緩慢地向左移到P點，整個系統(tǒng)重新平衡后，繩的拉力大小仍等于A物體的重力，B物體對動滑輪的拉力仍等于B物體的重力，都沒有變更，即滑輪所受的三個拉力都不變，則依據(jù)平衡條件可知，兩繩之間的夾角也沒有變更，則θ角不變，動滑輪將下降，物體A的高度上升，故選項C正確．]12．C[小環(huán)C為輕環(huán)，重力不計，受兩邊細線的拉力的合力與桿垂直，C環(huán)與乙環(huán)的連線與豎直方向的夾角為60°，C環(huán)與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°，A點與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°，乙環(huán)與B點的連線與豎直方向的夾角為60°，設(shè)細線拉力為T，依據(jù)平衡條件，對甲環(huán)有2Tcos30°＝m1g，對乙環(huán)有2Tcos60°＝m2g，得m1∶m2＝tan60°，故選C.]13．BD[對物塊A進行受力分析，受到重力和細繩的拉力，依據(jù)平衡條件可知，細繩的拉力T等于物塊A的重力，大小不變．當(dāng)把物塊B移至C點后，連接