优化探究新课标2021届高三物理一轮复习第2章相互作用第2讲力的合成与分解知能提升演练.doc

力的合成与分解[随堂反馈]1.(2016惠州质检)如图所示，舰载机保持牵引力F大小不变在匀速航行的航母上降落时受到阻拦而静止，此时阻拦索夹角θ＝120，空气阻力和甲板阻力不计，则阻拦索承受的张力大小为(　　)A.　　　　　　　　　 B．FC.F D．2F解析：设阻拦索承受的张力大小为FT，由力的合成知识可知，牵引力F＝2FTcos ，解得FT＝F，故B正确．答案：B2．三个共点力大小分别是F1、F2、F3，关于它们的合力F的大小，下列说法中正确的是(　　)A．F大小的取值范围一定是0≤F≤F1＋F2＋F3B．F至少比F1、F2、F3中的某一个大C．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶8，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零D．若F1∶F2∶F3＝3∶6∶2，只要适当调整它们之间的夹角，一定能使合力为零解析：合力不一定大于分力，B错误；三个共点力的合力的最小值能否为零，取决于任何一个力是否都在其余两个力的合力范围内，由于三个力大小未知，所以三个力的合力的最小值不一定为零，A错误；当三个力的大小分别为3a、6a、8a时，其中任何一个力都在其余两个力的合力范围内，故C正确；当三个力的大小分别为3a、6a、2a时，不满足上述情况，故D错误．答案：C3.如图所示，起重机将重为G的重物匀速吊起，此时四条钢索与竖直方向的夹角均为60，则每根钢索的弹力大小为(　　)A. B.C. D.解析：设每根钢索的弹力大小为FT，将重力分解如图所示，则FT＝F1＝＝.故选项D正确．答案：D4.如图所示，两根等长的轻绳将日光灯悬挂在天花板上，两绳与竖直方向的夹角都为45，日光灯保持水平，所受重力为G，左右两绳的拉力大小分别为(　　)A．G和G B.G和GC.G和G D.G和G解析：由对称性可知两绳的拉力大小应相等，所以排除选项C；由平衡条件可知竖直方向上2Fcos 45＝G，F＝G，选项B正确．答案：B5.(多选)如图所示，质量为M的斜面体A放在粗糙水平面上，用轻绳拴住质量为m的小球B置于斜面上，整个系统处于静止状态．已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为θ＝30，不计小球与斜面间的摩擦，则(　　)A．轻绳对小球的作用力大小为mgB．斜面对小球的作用力大小为mgC．斜面体对水平面的压力大小为(M＋m)gD．斜面体与水平面间的摩擦力大小为mg解析：以B为研究对象，受力如图甲所示，由几何关系知θ＝β＝30.根据受力平衡可得FT＝FN＝mg以斜面体为研究对象，其受力如图乙所示，由受力平衡得FN1＝Mg＋FN′cos θ＝Mg＋mgFf＝FN′sin θ＝mg故B、C选项错误，A、D选项正确．答案：AD[课时作业]一、单项选择题1．(2016上海长宁质检)已知两个共点力的合力的大小为50 N，分力F1的方向与合力F的方向成30角，分力F2的大小为30 N．则(　　)A．F1的大小是唯一的 B．F2的方向是唯一的C．F2有两个可能的方向 D．F2可取任意方向解析：由F1、F2和F的矢量三角形图可以看出：当F2＝F20＝25 N时，F1的大小才是唯一的，F2的方向也是唯一的．因F2＝30 N＞F20＝25 N，所以F1的大小有两个，即F1′和F1″，F2的方向有两个，即F2′的方向和F2″的方向，故选项A、B、D错误，选项C正确．答案：C2．(2016池州模拟)将物体所受重力按力的效果进行分解，下列图中错误的是(　　)解析：A项中物体重力分解为垂直于斜面使物体压紧斜面的分力G1和沿斜面向下使物体向下滑的分力G2；B项中物体的重力分解为沿两条细绳使细绳张紧的分力G1和G2，A、B图均画得正确．C项中物体的重力应分解为垂直于两接触面使物体压紧两接触面的分力G1和G2，故C图画错．D中物体的重力分解为水平向左压紧墙的分力G1和沿绳向下使绳张紧的分力G2，故D图画得正确．答案：C3.(2016淄博质检)如图所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直．杆的下端有一个轻滑轮O.一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重为G的物体，BO段细线与天花板的夹角为θ＝30.系统保持静止，不计一切摩擦．下列说法中正确的是(　　)A．细线BO对天花板的拉力大小是B．a杆对滑轮的作用力大小是C．a杆和细线对滑轮的合力大小是GD．a杆对滑轮的作用力大小是G解析：细线上的弹力处处相等，因此细线BO对天花板的拉力大小是G，选项A错误．两段细线上弹力均为G，构成菱形，合力为2Gsin 30＝G，大小等于a杆对滑轮的作用力，选项B错误，D正确．a杆和细线对滑轮的合力大小是0，选项C错误．答案：D4.风洞是进行空气动力学实验的一种重要设备．一次检验飞机性能的风洞实验示意图如图所示，AB代表飞机模型的截面，OL是拉住飞机模型的绳．已知飞机模型重为G，当飞机模型静止在空中时，绳恰好水平，此时飞机模型截面与水平面的夹角为θ，则作用于飞机模型上的风力大小为(　　)A. B．Gcos θC. D．Gsin θ解析：作用于飞机模型上的风力F的方向垂直于AB向上，由平衡条件可知，风力F在竖直方向的分力与飞机模型重力G平衡，即Fcos θ＝G，解得F＝，A正确．答案：A5.如图所示，用一根长为l的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向成30角且绷紧，小球A处于静止，对小球施加的最小的力是(　　)A.mg B.mgC.mg D.mg解析：球受重力mg、绳的拉力FT、外力F三个力作用，合力为零．则mg与F的合力一定与FT等大反向，画出力的三角形可知，当F与FT垂直时F最小，Fmin＝mgsin 30＝mg，选项C正确．答案：C6.假期里，一位同学在厨房里帮助妈妈做菜，对菜刀发生了兴趣．他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样，刀刃前部的顶角小，后部的顶角大，如图所示．他先后做出过几个猜想，其中合理的是(　　)A．刀刃前部和后部厚薄不均，仅是为了打造方便，外形美观，跟使用功能无关B．在刀背上加上同样的压力时，分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关C．在刀背上加上同样的压力时，顶角越大，分开其他物体的力越大D．在刀背上加上同样的压力时，顶角越小，分开其他物体的力越大解析：把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角形劈，设顶角为2θ，背宽为d，侧面长为l，如图所示．当在刀背施加压力F后，产生垂直侧面的两个分力F1、F2，使用中依靠着这两个分力分开被加工的物体．由对称性知，这两个分力大小相等(F1＝F2)，因此画出力分解的平行四边形，为菱形，如图所示，在这个力的平行四边形中，取其四分之一考虑(图中阴影部分)．根据它跟半个劈的直角三角形的相似关系，有关系式＝＝，得F1＝F2＝.由此可见，刀背上加上一定的压力F时，侧面分开其他物体的力跟顶角的大小有关，顶角越小，sin θ的值越小，F1和F2的值越大，故选项D正确．答案：D7．如图所示，顶角为直角、质量为M的斜面体ABC放在粗糙的水平面上，∠A＝30，斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ.现沿垂直于BC方向对斜面体施加力F，斜面体仍保持静止状态，则关于斜面体受到地面对它的支持力FN和摩擦力Ff的大小，正确的是(已知重力加速度为g)(　　)A．FN＝Mg，Ff＝FB．FN＝Mg＋F，Ff＝μMgC．FN＝Mg＋F，Ff＝FD．FN＝Mg＋F，Ff＝F解析：对斜面体受力分析如图所示，斜面体保持静止，则Ff＝Fcos 30＝FFN＝Mg＋Fsin 30＝Mg＋F，故C正确．答案：C8.如图所示，作用在滑块B上的推力F＝100 N，若α＝30，装置重力和摩擦力均不计，则通过连杆工件受到向上的压力为(　　)A．100 NB．100 NC．50 ND．200 N解析：对B进行受力分析，如图甲所示，得F2＝＝2F；对连杆上部进行受力分析，如图乙所示，其中F2′＝F2，得FN＝F2′cos 30＝100 N，根据牛顿第三定律可知B正确．答案：B二、多项选择题9．关于几个共点力及其合力，下列说法正确的是(　　)A．合力的作用效果跟原来那几个力共同作用产生的效果相同B．合力与原来那几个力同时作用在物体上C．合力的作用可以替代原来那几个力的作用D．求几个力的合力遵循平行四边形定则解析：合力与分力是等效替代的关系，即合力的作用效果与几个分力的共同作用效果相同，合力的作用效果可以替代这几个分力的作用效果，但不能认为合力与分力同时作用在物体上，A、C正确，B错误；力是矢量，所以求合力时遵循平行四边形定则，D正确．答案：ACD10.(2015高考广东卷)如图所示，三条绳子的一端都系在细直杆顶端，另一端都固定在水平地面上，将杆竖直紧压在地面上．若三条绳长度不同，下列说法正确的有(　　)A．三条绳中的张力都相等B．杆对地面的压力大于自身重力C．绳子对杆的拉力在水平方向的合力为零D．绳子拉力的合力与杆的重力是一对平衡力解析：由于三条绳长度不同，则三条绳与竖直杆间的夹角不相等，因竖直杆仅是压在地面上而没有固定，则三条绳对杆的拉力在水平方向的分力必平衡，但三个水平分力在水平面内的方向关系不确定，故不能确定三条绳中张力的大小关系，A错误，C正确；由于三条绳对杆的拉力在竖直方向的分力都向下，故B正确；绳子拉力的合力竖直向下，杆的重力也竖直向下，它们不是一对平衡力，故D错误．答案：BC11.如图所示，一根细线的两端分别固定在M、N两点，用小铁夹将一个玩具娃娃固定在细线上，使a段细线恰好水平，b段细线与水平方向的夹角为45.现将小铁夹的位置稍稍向左移动一段距离，待玩具平衡后，关于a、b两段细线中的拉力，下列说法正确的是(　　)A．移动前，a段细线中的拉力等于玩具所受的重力B．移动前，a段细线中的拉力小于玩具所受的重力C．移动后，b段细线中拉力的竖直分量不变D．移动后，b段细线中拉力的竖直分量变小解析：移动前，由平衡条件得，a段细线中的拉力Fa＝Gcot 45＝G，A项正确；夹子向左移动一小段距离后，玩具的位置下移，线a不再水平，与重力平衡的力变为a、b两线中拉力的竖直分量之和，故移动后b段细线中拉力的竖直分量变小，D项正确．答案：AD12.如图所示，作用于O点的三个力F1、F2、F3合力为零．F1沿－y方向，大小已知．F2与x轴正方向夹角为θ(θ＜90)，大小未知．下列说法正确的是(　　)A．F3可能指向第二象限B．F3一定指向第三象限C．F3与F2的夹角越小，则F3与F2的合力越小D．F3的最小可能值为F1cos θ解析：因F1、F2、F3的合力为零，故F3应与F2、F1的合力等大反向，故F3可能在第二象限，也可能在第三象限，选项A正确，B错误；F3、F2的合力与F1等大反向，而F1大小、方向均已知，故F3与F2的合力与其夹角大小无关，选项C错；当F3与F2垂直时，F3最小，其最小值为F1cos θ，选项D正确．答案：AD13．如图所示是剪式千斤顶，当摇动把手时，螺纹轴就能迫使千斤顶的两臂靠拢，从而将汽车顶起．当车轮刚被顶起时汽车对千斤顶的压力为1.0105 N，此时千斤顶两臂间的夹角为120，则下列判断正确的是(　　)A．此时两臂受到的压力大小均为5.0104 NB．此时千斤顶对汽车的支持力为1.0105 NC．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受到的压力将增大D．若继续摇动把手，将汽车顶起，两臂受。