2020版高考物理一轮复习第二章相互作用（第2课时）课时作业（含解析）.docx

课时作业【基础练习】 一、共点力的合成1(2018广州模拟)一物体受到三个共面共点力F1，F2，F3的作用，三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等)，则下列说法正确的是()A三力的合力有最大值F1F2F3，方向不确定B三力的合力有惟一值3F3，方向与F3同向C三力的合力有惟一值2F3，方向与F3同向D由题给条件无法求出合力大小B解析：对于给定的三个共点力，其大小、方向均确定，则合力的大小惟一、方向确定排除选项A，D；根据图表，可先作出F1，F2的合力，不难发现F1，F2的合力方向与F3同向，大小等于2F3，根据几何关系可求出合力大小等于3F3.2如图甲所示，在广州亚运会射箭女子个人决赛中，中国选手程明获得亚军。创造了中国女子箭手在亚运个人赛历史上的最好成绩。那么射箭时，若刚释放的瞬间弓弦的拉力为100N，对箭产生的作用力为120 N，其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示，对箭产生的作用力如图乙中F所示。弓弦的夹角应为(cos530.6) ：()A53 B127 C143 D106D【解析】由图知：F1cosF2cosF，F1F2100N，F120N；解得：106，D对。3将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持30，则F达到最小值时Oa绳上的拉力为()A.mgBmgC.mgDmgA解析：以两个小球组成的整体为研究对象，当F垂直于Oa线时取得最小值，根据平衡条件求解F的最小值对应的细线拉力以两个小球组成的整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时整体的受力图，根据平衡条件得知：F与T的合力与重力mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为：根据平衡条件得：F2mgsin30mg，T2mgcos30mg故选：A4(2019年湖南师大附中)明朝谢肇淛的五杂组中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可一游僧见之，曰：无烦也，我能正之”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力FN，则()A若F一定，大时FN大 B若F一定，小时FN大C若一定，F大时FN小 D若一定，F小时FN大B【解析】由于木楔处在静止状态，故可将力F沿与木楔的斜面垂直且向上的方向进行分解，根据平行四边形定则，画出力F按效果分解的图示并且可据此求出木楔两侧产生的推力选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向左的F和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以两侧给木楔的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的力是相等的，力F的分解如图：则FFN1cos(90)FN2cos(90)2FN1cos(90)2FN1sin，FNFN1FN2，故解得FN，所以F一定时，越小，FN越大；一定时，F越大，FN越大，B正确二、力的分解5(2018潍坊模拟)假期里，一位同学在厨房里协助妈妈做菜，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匀，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D解析： 把刀刃部分抽象后，可简化成一个等腰三角劈，设顶角为2，背宽为d，侧面长为l，如图乙所示。当在劈背施加压力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其他物体。由对称性知，这两个分力大小相等，因此画出力分解的平行四边形，实为菱形，如图丙所示。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5N，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，20N的值越小，F1和F2越大。但是，刀刃的顶角越小时，刀刃的强度会减小，碰到较硬的物体刀刃会卷口甚至碎裂，实际制造过程中为了适应加工不同物体的需要，所以做成前部较薄，后部较厚。使用时，用前部切一些软的物品(如鱼、肉、蔬菜、水果等)，用后部斩劈坚硬的骨头之类的物品，俗话说：“前切后劈”，指的就是这个意思。故D正确。6如图所示，物体静止于光滑水平面M上，力F作用与物体O点，现要使物体沿着OO方向运动(F和OO都在M水平面内)，那么，必须同时再加一个力F，这个力最小值是：()AF20NBFsin CFtan DFcotB解析：要使物体沿着OO方向做直线运动，则合力的方向一定与OO方向共线，根据矢量三角形可得当F与OO垂直时，F最小，如图所示，根据几何知识可得FFsin，故B正确；7(2018石家庄质检)将四块相同的坚固石块垒成圆弧形的石拱，其中第3、4块固定在地基上，第1、2块间的接触面是竖直的，每块石块的两个侧面间所夹的圆心角均为30，石块间的摩擦力可以忽略不计则第1块对第2块的弹力F1和第1块对第3块的弹力F2的大小之比为()A.B.C.D.A解析：由图可知，1、2及1、3两块石块均有相互作用，而石块1受重力及2、3两石块的作用力而处于静止，故对1受力分析可求得第1、2块石块间的作用力和第1、3块石块间的作用力的大小之比如图对第一个石块进行受力分析，由几何关系知：600，所以有F1 ：F2sin60，故A正确，BCD错误；故选：A.8(2018枣庄模拟)(多选)如图所示是骨折病人的牵引装置示意图，绳子一端固定，绕过定滑轮和动滑轮后挂着一个重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的脚，整个装置在同一个竖直平面内为了使脚所受到的拉力增大，可采取的方法是()A只增加绳子的长度B只增加重物的质量C只将病人脚向左移动远离定滑轮D只将两定滑轮的间距增大BC解析：对与滑轮接触的一小段绳子受力分析，如图受到绳子的两个等大的拉力F1F2mg，2F1cosF，解得：F2mgcos，要减小拉力F，关键是要增大角或者减小m，故B正确；增加绳子长度不会改变角度，故不会改变里F，故A错误；将脚向左移动，会减小角，会增加拉力，故C正确；由几何关系可知，两个滑轮间距增大，会增加角，故拉力F会减小，故D错误；故选：BC.9水平地面上有一木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为(01)现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动设F的方向与水平地面的夹角为，如图所示，在从0逐渐增大到90的过程中，木箱的速度保持不变，则() AF先减小后增大 BF一直增大CF一直减小 DF先增大后减小A解析：将拉力F沿水平方向和竖直方向正交分解，由平衡条件可得Fcos Ff、Fsin FNmg，FfFN，解得F，其中tan ，当由0逐渐增大到90的过程中，sin()先增大后减小，所以拉力F先减小后增大三、绳上的“死结”和“活结”问题10.(2017广东华南三校联考，15)如图所示，小球A、B通过一细绳跨过定滑轮连接，它们都穿在一根竖直杆上当两球平衡时，连接两球的细绳与水平方向的夹角分别为和2，假设装置中各处摩擦均不计，则A、B球的质量之比为()A2cos 1 B12cos Ctan 1 D12sin B解析：小球A、B都平衡时，在竖直方向上：对A球Tsin mAg，对B球Tsin 2mBg，又TT，解得：，B项正确11.如图所示为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图一根轻绳跨过光滑的动滑轮，轻绳的一端系在位置A处，动滑轮的下端挂上重物，轻绳的另一端挂在起重机的吊钩C处起吊重物前，重物处于静止状态起吊重物过程是这样的：先让吊钩从位置C竖直向上缓慢的移动到位置B，然后再让吊钩从位置B水平向右缓慢地移动到D，最后把重物卸载某一个位置则关于轻绳上的拉力大小变化情况，下列说法正确的是()A吊钩从C向B移动的过程中，轻绳上的拉力不变B吊钩从C向B移动过程中，轻绳上的拉力变大C吊钩从B向D移动过程中，轻绳上的拉力不变D吊钩从B向D移动过程中，轻绳上的拉力变大D解析：A、因物体重力不变，故重力与两绳子的拉力为平衡力；并且绳子为两端的张力相等；设绳子间的夹角为2；在由C到B上移的过程中有：2Tcosmg；由几何关系可知，绳子为l，则有：lcosd；因由C到B的过程中A到BC的垂直距离不变，故为定值；故轻绳上的拉力不变；故A正确；B错误；B、由B到D的过程中，绳长不变，夹角2一定增大，则由A中分析可知，T一定增大；故C错误；D正确；故选：AD. 【素能提升】12一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B(中央有孔)，A、B间由细绳连接，它们处于如图所示位置时恰好都能保持静止状态此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，AB间的细绳呈伸直状态，与水平线成30夹角已知B球的质量为1，取v，求：(1)细绳对B球的拉力；(2)A球的质量答案：(1)20N(2)2kg解析：(1)对B球，受力分析如图所示，则有FTsin30mg得FT2mg20N(2)对A球，受力分析如图所示在水平方向：FTcos30FNAsin30在竖直方向：FNAcos30mAgFTsin30由以上方程解得mA2kg13如图所示，AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为m的物体，若保持AC绳的方向不变，AC与竖直方向的夹角为60，改变BC绳的方向，试求：(1)物体能达到平衡时，角的取值范围；(2)在090的范围内，求BC绳上拉力的最大值和最小