（浙江专用）高考物理一轮作业手册 第5讲 受力分析 力的合成与分解（含解析） 新人教版.doc

课时作业(五)第5讲受力分析力的合成与分解1如图k51所示是2012年伦敦奥运会吊环比赛的一个场景，此时人静止不动，两根吊带对称并与竖直方向有一定夹角，下列判断正确的是()图k51a两根吊带受到环的拉力大小不等b每只手对吊环作用力方向竖直向下c每根吊带受到环的拉力大小都等于人重量的一半d两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下2滑滑梯是小孩子很喜欢的娱乐活动如图k52所示，一个小孩正在滑梯上匀速下滑，则()图k52a小孩所受的重力与小孩所受的弹力大小相等b小孩所受的重力与小孩所受的摩擦力大小相等c小孩所受的弹力和摩擦力的合力与小孩所受的重力大小相等d小孩所受的弹力和重力的合力与小孩所受摩擦力的大小相等3物体受到三个力f1、f2、f3的作用，三力的矢量关系如图k53所示(图中小方格的边长相等)，则下列说法正确的是()图k53a三力的合力有最大值f1f2f3，方向不确定b三力的合力有唯一值3f3，方向与f3同向c三力的合力有唯一值2f3，方向与f3同向d由题给条件无法求出合力大小42012厦门模拟如图k54所示，质量分别为ma和mb的物体a、b用细绳连接后跨过滑轮，a静止在倾角为45的斜面上已知ma2mb，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45增大到50，系统保持静止下列说法正确的是()图k54a细绳对a的拉力将增大ba对斜面的压力将减小ca受到的静摩擦力不变da受到的合力将增大5如图k55所示，有2n个大小都为f的共点力，沿着顶角为120的圆锥体的母线方向，相邻两个力的夹角都是相等的则这2n个力的合力大小为()图k55a2nfbnfc2(n1)f d2(n1)f6l形木板p(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块q相连，如图k56所示若p、q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力则木板p的受力个数为()图k56a3b4c5d672012南昌模拟如图k57所示，物体b靠在水平天花板上，在竖直向上的力f作用下，a、b保持静止，a与b间的动摩擦因图k57数为1，b与天花板间的动摩擦因数为2，则关于1、2的值，下列判断可能正确的是()a10，20b10，20c10，20d10，208如图k58所示，截面为直角三角形的木块a靠在粗糙的竖直墙面上，上面放置一铁块b.现用竖直向上的作用力f推动a、b向上匀速运动，在运动过程中a、b始终保持相对静止，则下列说法正确的是()图k58aa、b之间一定存在摩擦力ba与竖直墙面间一定存在水平弹力ca与竖直墙面间一定存在摩擦力d竖直向上的作用力f一定大于a、b的重力之和9如图k59所示，轻绳ab总长为l，用轻滑轮悬挂重为g的物体绳能承受的最大拉力是2g，将a端固定，将b端缓慢向右移动距离d而使绳不断，求d的最大值图k5910如图k510甲所示，由两根短杆组成的一个自锁定起重吊钩，将它放入被吊的空罐内，使其张开一定的夹角压紧在罐壁上，其内部结构如图乙所示当钢绳向上提起时，两杆对罐壁越压越紧，摩擦力足够大，就能将重物提升起来，罐越重，短杆提供的压力越大，称为“自锁定吊钩”若罐的质量为m，短杆与竖直方向的夹角60，求吊起该重物时，短杆对罐壁的压力(短杆的质量不计)甲乙图k510 专题(二)专题2共点力的平衡及其应用图z211如图z21所示，加装“保护器”的飞机在空中发生事故失去动力时，上方的降落伞就会自动弹出已知一根伞绳能承重2 940 n，伞展开后伞绳与竖直方向的夹角为30，飞机的质量约为30吨忽略其他因素，则当飞机处于平衡状态时，降落伞的伞绳至少所需的根数最接近于()a120b90c60d3022012湖北百校调考如图z22所示，100个大小相同、质量均为m且光滑的小球，静止放置于两个相互垂直且光滑的平面上平面ab与水平面的夹角为30，则第2个小球对第3个小球的作用力大小为()图z22a0.5mg b48mgc49mg d98mg32012敦化期中用与竖直方向成角(45)的倾斜轻绳a和水平轻绳b共同固定一个小球，这时绳b的拉力大小为f1.则保持小球在原位置不动，使绳b在原竖直平面内逆时针转过角后固定，绳b的拉力大小变为f2，再转过角固定，绳b的拉力大小为f3，则()图z23af1f3f2 bf1f2f3cf1f3f2 df1f2f3图z2442012铜陵模拟图z24是用来粉刷墙壁的涂料滚的示意图使用时，用撑竿推着涂料滚沿墙壁上下滚动，把涂料均匀地粉刷到墙壁上撑竿的重量和墙壁的摩擦均不计，而且撑竿足够长粉刷工人站在离墙壁某一距离处缓缓上推涂料滚，使撑竿与墙壁间的夹角越来越小，该过程中撑竿对涂料滚的推力为f1，墙壁对涂料滚的支持力为f2，下列说法正确的是()af1、f2均减小 bf1、f2均增大cf1减小，f2增大 df1增大，f2减小52012亳州模拟半圆柱体p放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板mn.在p和mn之间放有一个光滑均匀的小圆柱体q，整个装置处于静止状态如图z25所示是这个装置的纵截面图若用外力使mn保持竖直，缓慢地向右移动，在q落到地面以前，发现p始终保持静止在此过程中，下列说法中正确的是()图z25amn对q的弹力逐渐减小b地面对p的摩擦力逐渐增大cp、q间的弹力先减小后增大dq所受的合力逐渐增大图z266如图z26所示，质量分别为m1、m2的两个物块a、b通过轻弹簧连接，在力f的作用下一起沿水平方向做匀速直线运动(a在地面，b在空中)，力f与水平方向成角则a所受支持力fn和摩擦力f正确的是()afnm1gm2gfsinbfnm1gm2gfcoscfdffsin图z2772012淮北模拟两个相同的可视为质点的小球a和b，质量均为m，用长度相同的两根细线把a、b两球悬挂在水平天花板上的同一点o，并用长度相同的细线连接a、b两个小球，然后用一水平方向的力f作用在小球a上，此时三根细线均处于伸直状态，且ob细线恰好处于竖直方向，如图z27所示如果两个小球均处于静止状态，则力f的大小为()a0 bmg c. d.mg8如图z28所示，在一个半圆环上用两根细线悬挂一个重为g的物体，设法使oa线固定不动，将ob线从竖直位置ob沿半圆环缓缓移到水平位置ob，则oa与ob线中受到的拉力fa、fb的变化情况是()图z28afa、fb都增大bfa增大，fb减小cfa增大，fb先增大后减小dfa增大，fb先减小后增大9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)，它们由细绳连接，在如图z29所示位置时恰好都能保持静止状态此情况下，小球b与环中心o处于同一水平面上，小球a、b间的细绳呈伸直状态，且与水平线成30角已知小球b的质量为3 kg，求细绳对小球b的拉力和小球a的质量(g取10 m/s2)图z2910一个底面粗糙、质量为m的劈放在粗糙的水平面上，劈的斜面光滑且与底面成30角质量为m的小球放在斜面上，轻绳一端系住小球，另一端固定在天花板上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30，如图z210所示，求：(1)当劈静止时绳子的拉力大小(2)若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈支持力的k倍，为使整个系统静止，k值必须满足什么条件？图z210 实验(二)实验2探究弹力和弹簧伸长的关系图s211某实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，得到弹力与弹簧长度关系的图象如图s21所示，则：(1)弹簧的原长为_cm.(2)弹簧的劲度系数为_n/cm.(3)若弹簧的长度为2l2l1时仍在弹簧的弹性范围内，此时弹簧的弹力为_2通过“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验，我们知道在弹性限度内，弹簧弹力f的大小与弹簧的伸长(或压缩)量x成正比，并且不同的弹簧，其劲度系数不同已知一根原长为l0、劲度系数为k1的长弹簧a，现把它截成长为l0和l0的b、c两段，设b段的劲度系数为k2、c段的劲度系数为k3，关于k1、k2、k3的大小关系，同学们做出了如下猜想：甲同学：既然是同一根弹簧截成的两段，所以k1k2k3；乙同学：同一根弹簧截成的两段，越短劲度系数越大，所以k1k2k2k3.(1)可以通过实验来验证猜想实验所需的器材除铁架台外，还有_(2)简要写出实验步骤(3)图s22是实验得到的弹力与弹簧伸长的关系图线根据图线，弹簧的劲度系数与弹簧长度有怎样的关系？图s223橡皮筋也像弹簧一样，在弹性限度范围内，伸长量x与弹力f成正比，即fkx，k的值与橡皮筋未受到拉力时的长度l、横截面积s有关，理论与实践都表明ky，其中y是一个由材料本身性质决定的常数，材料力学上称之为杨氏模量(1)在国际单位制中，杨氏模量y的单位应该是()anbmcn/mdpa图s23(2)有一段横截面是圆形的橡皮筋，应用如图s23所示的实验装置可以测量出它的杨氏模量y的值首先利用测量工具a测得橡皮筋的长度l20.00 cm，再利用测量工具b测得橡皮筋未受到拉力时的直径d4.000 mm.那么测量工具a应该是_，测量工具b应该是_(3)下面的表格是用图示装置得到的橡皮筋受到的拉力f与伸长量x的实验记录请在图s24中作出fx图象，由图象可求得该橡皮筋的劲度系数k_n/m.拉力f/n510152025伸长量x/ cm1.63.24.76.48.0图s24(4)这种橡皮筋的杨氏模量y_4用纳米技术处理过的材料叫纳米材料，其性质与处理前相比会发生很多变化，如机械性能会成倍地增加，对光的反射能力会变得非常低，熔点会大大降低，甚至有特殊的磁性质现有一种纳米合金丝，欲测定出其伸长量x与所受拉力f、长度l、截面直径d的关系(1)测量上述物理量需要的主要器材是_、_、_等(2)若实验中测量的数据如下表所示，根据这些数据请写出x与f、l、d间的关系式：x_(若用到比例系数，可用k表示)长度l/cm拉力f/n直径d/mm50.0100.0200.05.000.0400.200.400.8010.000.0400.400.801.605.000.0800.100.200.40(3)在研究并得到上述关系的过程中，主要运用的科学研究方法是_(只需写出一种)(4)若有一根纳米合金丝的长度为20 cm，截面直径为0.200 mm，使用中要求其伸长量不能超过原长的百分之一，那么这根合金丝能承受的最大拉力为_n. 实验(三)实验3探究求合力的方法1在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳实验时，需要两次拉伸橡皮条，一次是通过两根细绳用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条，另一次是用一个弹簧测力计通过细绳拉橡皮条实验中对两次拉伸橡皮条有以下要求，其中正确的是_(填字母代号)a将橡皮条拉伸相同长度即可b将橡皮条沿相同方向拉到相同长度c将弹簧测力计都拉伸到相同刻度d将橡皮条和绳的结点拉到相同位置2. “探究求合力的方法”的实验情况如图s31甲所示，其中a为固定橡皮筋的图钉，o为橡皮筋与细绳的结点，ob和oc为细绳，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示 甲乙图s31(1)图乙中的f与f两力中，方向一定沿ao方向的是力_(2)本实验采用的主要科学方法是()a理想实验法b等效替代法c控制变量法 d建立物理模型法(3)实验中可减小误差的措施有()a两个分力f1、f2的大小要尽量大些b两个分力f1、f2间夹角要尽量大些c拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行d拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些3. 做“探究求合力的方法”的实验中：(1)所说的合力与两个分力具有相同的效果，是指下列说法中的_a弹簧测力计的弹簧被拉长相同长度b两个弹簧测力计相对橡皮条保持相同的角度c橡皮条受拉力产生相同的形变d使橡皮条在某一方向上伸长到某一相同的长度(2)根据实验数据画出力的图示，如图s32所示图上标出了f1、f2、f、f四个力，其中_(填上述字母)不是由弹簧测力计直接测得的；比较力_与_的大小和方向，若基本相同，则力的平行四边形定则得到了验证图s324“探究求合力的方法”实验中：(1)部分实验步骤如下，请完成有关内容：a将一根橡皮筋的一端固定在贴有白纸的竖直平整木板上，另一端绑上两根细线 甲 乙图s33b在其中一根细线上挂上5个质量相等的钩码，使橡皮筋拉伸，如图s33甲所示，记录：_、_、_c将步骤b中的钩码取下，分别在两根细线上挂上4个和3个质量相等的钩码，用两光滑硬棒b、c使两细线互成角度，如图乙所示，小心调整b、c的位置，使_，记录_(2)如果“力的平行四边形定则”得到验证，那么图乙中_课时作业(五)1. d解析 由两根吊带对称可知，两根吊带受到环的拉力大小相等，a错误；人受力平衡，每个吊环对手的作用力方向由人的重心指向环，方向斜向上方，手对吊环的作用力斜向下方，b错误；两根吊带对环的拉力方向均沿着吊带斜向上，其合力与人和环的重力平衡，即其合力方向竖直向上，故两根吊带受到环的拉力合力一定竖直向下，d正确；由于每根吊带受到环的拉力方向不是竖直向下，故其大小一定大于人的重量的一半，c错误2cd解析 小孩在滑梯上受力如图所示，设滑梯斜面倾角为，则nmgcos，fmgsin，a、b错误；小孩在重力、弹力和摩擦力三个力作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等、方向相反，c、d正确3b解析 由三个力的图示可知f1、f2在竖直方向分力的大小均为3个单位，方向相反，在水平方向的分力分别为6个单位和2个单位，方向与f3方向相同.3个力的合力为12个单位，与f3的方向相同，大小是f3的3倍，即f合3f3.选项b正确4b解析 细绳对a的拉力大小始终等于物体b的重力，选项a错误；系统仍保持静止，则a受到的合力仍为零，选项d错误；斜面倾角由45增大到50，a对斜面的压力大小由magcos45减小为magcos50，选项b正确；a受到的静摩擦力大小由magsin45mbg变为magsin50mbg，选项c错误5b解析 共有2n个大小为f的力均匀分布在圆锥面上，故可将这2n个力看成n对力，每一对力都大小相等、夹角为120，则每一对力的合力大小都等于f.所以这2n个力的合力大小为nf，b正确6c解析 p、q一起沿斜面匀速下滑时，由于木板p上表面光滑，滑块q受到重力、p的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力木板p受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力，选项c正确7bd解析 以a、b组成的整体为研究对象，水平方向不受力作用，故水平方向的滑动摩擦力为零，故2可以为零，也可以不为零，再以b为研究对象，b受重力，a对b的支持力、天花板对b的压力，这三个力不能平衡，故a、b之间有摩擦力作用，1一定不为零b、d正确8a解析 铁块b匀速运动，故铁块b除受重力、斜面的支持力，还受沿斜面向上的静摩擦力，选项a正确；将a、b看做一个整体，木块与竖直墙面间不存在水平弹力，没有弹力也就没有摩擦力，在竖直方向有fgagb，选项b、c、d错误9.l解析 如图所示，以与滑轮接触的那一小段绳子为研究对象，在任何位置都在滑轮对它的压力(大小为g)和绳的拉力f1、f2共同作用下静止而同一根绳子上的拉力大小总是相等的，即f1f2.f1、f2的合力fn大小等于g，方向竖直向上f1f22g时，d取最大值dm，由相似三角形知识可得，解得dml.10.mg解析 从整体来看，钢绳的拉力fg，它可以分解为沿杆方向的两个分力(大小均为f)，如图所示，f通过杆作用于罐壁，又可分解为竖直向上的分力f1和垂直于罐壁的压力f2.因为60，所以由几何知识得fg.由力的分解可知：f2fsin gmg.专题(二)1a解析 设每根绳承受的最大力为f.要使飞机平衡共需伞绳为n根，由平衡条件可得：nfcos30mg，代入数据解得：n115，a正确2c解析 以第3个到第100个这98个小球组成的整体为研究对象，受到三个力的作用，即重力、斜面的支持力和第2个小球对第3个小球的作用力，由于整体处于平衡状态，沿斜面方向的受力应平衡，所以有f2398mgsin3049mg，选项c正确3a解析 对小球受力分析，如图所示，平移力ta、tb构成力的三角形当tb转过，其方向与ta垂直由图可知f1f3f2.4a解析 在缓缓上推过程中涂料滚受力如图所示，由平衡条件可知：f1sin f20，f1cos g0，解得f1，f2gtan .由于减小，所以f1、后均减小答案为a.5b解析 圆柱体q缓慢移动，任一位置均可视为平衡状态，所受合力一直为零，选项d错误；对圆柱体q受力分析如图所示，p对q的弹力为fn1，mn对q的弹力为fn2，挡板mn向右运动时，fn1与竖直方向的夹角逐渐增大，fn2的方向不变，而fn1和fn2的合力大小不变，由图可知，fn1和fn2都在不断增大，a、c错误；对p、q整体受力分析知，地面对p的摩擦力等于fn2，所以地面对p的摩擦力也逐渐增大，选项b正确6a解析 对a、b和轻弹簧组成的系统受力分析，如图所示，由平衡条件，在水平方向：ffcos；在竖直方向：fnfsin m1gm2g.由以上两式得：ffcos，fnm1gm2gfsin.选项a正确，选项b、c、d错误7d解析 分析b球受力，由平衡条件得，ab段细线的拉力为零，再分析a球受力，如图所示，则有：tcosmg，tsin f，解得：fmgtanmg，故d项正确. 8d解析 结点o受到重物的拉力f，大小恒为g，将拉力f分解为fa和fb，如图所示oa绳固定，则fa的方向不变，从ob向下靠近ob的过程中，在b1、b2、b3三个位置，两绳受力分别为fa1和fb1、fa2和fb2、fa3和fb3.从图形上看出，fa逐渐增大，fb先减小后增大，当oboa时，fb最小9. 60 n6 kg解析 对小球b球受力分析，如图所示，小球b处于平衡状态，有tsin30mbg解得t60 n小球a处于平衡状态，有tcos30nasin30nacos30magtsin30.其中tt由以上各式解得ma6 kg.10(1)mg(2)k解析 (1)以小球为研究对象，其受力如图甲所示，并建立如图所示直角坐标系，把t和mg正交分解，由物体的平衡条件有tcos30mgsin30解得tmg.为使整个系统静止，其临界状态是静摩擦力f为最大值，即有fmaxkfn(2)以劈和小球组成的整体为研究对象，整体受力情况如图乙所示，由物体平衡条件可得fmaxtcos60fntsin60(mm)g联立以上各式解得k即k值必须满足k.甲乙实验(二)1(1)l1(2)(3)2f0解析 (1)f0时对应的弹簧长度即为弹簧的原长(2)在fl图象中，图线的斜率即为弹簧的劲度系数(3)弹簧的形变量为2l2l1l12(l2l1)，故此时弹簧的弹力为2f0.2(1)刻度尺、已知质量且质量相等的钩码(或弹簧测力计)(2)实验步骤：a将弹簧b悬挂在铁架台上，用刻度尺测量其长度lb.b在弹簧b的下端挂上钩码，记下钩码的个数(如n个)，并用刻度尺测量弹簧的长度l1.c由fmg计算弹簧的弹力；由xl1lb计算出弹簧的伸长量由k计算弹簧的劲度系数k2.d改变钩码的个数，重复实验步骤b、c，并求出弹簧b的劲度系数k2的平均值e按实验步骤a、b、c、d求出弹簧c的劲度系数k3的平均值f比较k1、k2、k3，得到结论(3)从同一根弹簧上截下的几段，越短劲度系数越大3(1)d(2)毫米刻度尺螺旋测微器(3)如图所示3.1102 n/m(4)5106 pa解析 (1)在弹性限度范围内，弹力f与伸长量x成正比，有fkx，又由题意知ky，则杨氏模量y，各物理量取国际单位可得杨氏模量的单位是n/m2，即pa.(2)毫米刻