广东省高考物理 能力突破 2.2力的合成与分解.doc

浙江2013年物理高考能力突破：2.2力的合成与分解(40分钟 100分)一、单项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分，每小题只有一个选项符合题意)1.(2012汕头模拟)如图所示，一重为8 n的球固定在ab杆的上端，今用测力计水平拉球，使杆发生弯曲，此时测力计的示数为6 n，则ab杆对球作用力的大小为( )a.6 nb.8 nc.10 nd.12 n2.(2012淄博模拟)如图所示，滑轮固定在天花板上，物块a、b用跨过滑轮不可伸长的轻细绳相连接，物块b静止在水平地面上.如用ff和fn分别表示水平地面对物块b的摩擦力和支持力，那么若将物块b向左移动一小段距离，物块b仍静止在水平地面上，则ff和fn的大小变化情况是( ) a.ff、fn都增大b.ff、fn都减小c.ff增大，fn减小d.ff减小，fn增大3.(预测题)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夹30角且绷紧，小球a处于静止，对小球施加的最小的力是( )a.mgb.mgc.mgd. mg4.(2012苏州模拟)如图甲所示，在圆柱体上放一物块p，圆柱体绕水平轴o缓慢转动，从a转至a的过程，物块与圆柱体保持相对静止，则图乙反映的是该过程中( )a.重力随时间变化的规律b.支持力随时间变化的规律c.摩擦力随时间变化的规律d.合外力随时间变化的规律二、不定项选择题(本题共3小题，每小题7分，共21分，每小题至少一个选项符合题意)5.(易错题)如图所示，用两根细线把a、b两小球悬挂在天花板上的同一点o，并用第三根细线连接a、b两小球，然后用某个力f作用在小球a上，使三根细线均处于直线状态，且ob细线恰好沿竖直方向，两小球均处于静止状态，则该力可能为图中的( )a.f1b.f2c.f3d.f46.(2012大连模拟)如图所示，用水平力f推静止在斜面上的物块，当力f由零开始逐渐增大到某一值而物块仍保持静止状态，则物块( )a.所受合力逐渐增大b.所受斜面摩擦力可能变为零c.所受斜面弹力逐渐增大到某一数值后保持不变d.所受斜面作用力逐渐变小7.如图所示，轻杆bc一端用铰链固定于墙上，另一端有一小滑轮c，重物系一绳经c固定在墙上的a点，滑轮与绳的质量及摩擦均不计，若将绳一端从a点沿墙稍向上移，系统再次平衡后，则( ) a.绳的拉力增大b.轻杆受到的压力减小c.绳的拉力不变d.轻杆受的压力不变三、计算题(本大题共3小题，共51分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)8.(14分)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m，求细绳对b球的拉力和a球的质量. 9.(创新题)(16分)如图所示，两滑块放在光滑的水平面上，中间用一细线相连，轻杆oa、ob搁在滑块上，且可绕铰链o自由转动，两杆长度相等，夹角为，当竖直向下的力f作用在铰链上时，滑块间细线的张力为多大？10.(易错题)(21分)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值.答案解析1.【解析】选c.球受竖直向下的重力、测力计水平向右的拉力和杆的弹力作用，重力和拉力的合力与杆的弹力等大、反向，故ab杆对球作用力的大小为，c正确.2.【解析】选b.细绳对物块b的拉力f等于物块a的重力mg，物块b向左移动一小段距离，细绳与水平方向的夹角增大，据平衡条件知 ,故随着增大ff、fn都减小，故b正确.3.【解析】选c.将mg在沿绳方向与施加的力的反方向分解，如图所示,所以施加的力与f1等大反向即可使小球静止，故，故c正确.【变式备选】如图所示，结点o在三个力作用下平衡，保持不变，将b点向上移，则bo绳的拉力将( )a.逐渐减小b.逐渐增大c.先减小后增大d.先增大后减小【解析】选c.结点o在三个力作用下平衡，受力如图(甲)所示，根据平衡条件可知，这三个力必构成一个闭合的三角形，如图(乙)所示，由题意知，oc绳的拉力f3大小和方向都不变，oa绳的拉力f1方向不变，只有ob绳的拉力f2大小和方向都在变化，变化情况如图(丙)所示，则当oaob时，ob绳的拉力f2最小，故c项正确.4.【解题指南】解答本题可按如下思路分析：【解析】选b.在圆柱体缓慢转动的过程中，物块p的重力是定值，不随时间发生变化，a错误；物块p受三个力的作用，竖直向下的重力mg，沿半径指向外的支持力fn，沿切线方向的静摩擦力ff，因圆柱体缓慢移动，所以物块p在任意位置所受合力为零，d错误；对三力正交分解，设重力mg与支持力fn方向所夹锐角为，则fn=mgcos,ff=mgsin,从a转至a的过程中，先减小后增大，所以fn先增大后减小，ff先减小后增大，b正确，c错误.5.【解析】选b、c.由于小球b处于静止状态，且细线ob沿竖直方向，因此细线ab无弹力，对小球a受力分析，由于它受力平衡，并根据小球a受到的细线的拉力和重力的方向可知，施加给小球a的力f可能沿f2或f3的方向，故选b、c.6.【解析】选b.物块仍保持静止状态，所受合力仍为零，a错误；当水平力f沿斜面向上的分力与重力沿斜面向下的分力大小相等时，物块所受斜面摩擦力为零，b正确；物块所受斜面弹力大小等于f垂直斜面向下的分力与重力垂直斜面向下分力之和，f增大，物块所受斜面弹力也增大，c错误；物块所受斜面作用力大小等于其重力与水平力f的合力，f增大，物块所受斜面作用力也增大，d错误.7.【解析】选b、c.当系统平衡时，绳的拉力始终等于重物的重力，故绳的拉力不变，a错误，c正确；若将绳的上端从a点沿墙稍向上移，平衡时ac与cd两段绳的夹角变大，因绳的拉力不变，故两段绳的拉力的合力变小，绳对轻杆的压力减小，b正确，d错误.8.【解析】对b球，受力分析如图所示.则有ftsin30=mg得ft=2mg (5分) 对a球，受力分析如图所示.在水平方向：ftcos30=fnasin30 (5分)在竖直方向：fnacos30=mag+ftsin30由以上方程解得：ma=2m. (4分)答案：2 mg 2 m9. 【解题指南】解答本题时要注意以下三点：(1)将力f根据实际作用效果分解.(2)再将轻杆的作用力按实际效果分解.(3)由二力平衡计算细线的张力.【解析】把竖直向下的力f沿两杆oa、ob方向分解，如图甲所示，可求出作用于滑块上斜向下的力为：f1f2 (5分)斜向下的压力f1将产生两个效果：竖直向下压滑块的力f1和沿水平方向推滑块的力f1，因此，将f1沿竖直方向和水平方向分解，如图乙所示，考虑到滑块未受摩擦力，细线上的张力等于f1的水平方向上的分力f1，即：f1f1cosf1sin (6分)解得：f1tan (5分)答案：tan10.【解析】(1)改变bc绳的方向时，ac绳的拉力fta方向不变，两绳拉力的合力f与物体的重力平衡，重力大小和方向保持不变，如图所示，经分析可知，最小为0，此时fta=0；且必须小于120，否则两绳的合力不可能竖直向上，所以角的取值范围是0120.(8分)(2)在090的范围内，当=90时，ftb最大， (7分)当两绳垂直时，即=30时，ftb最小， (6分)答案：(1)0120(2) 【总结提升】三种特殊的平衡问题(1)动态平衡问题：通过控制某些物理量