高三物理一轮复习 第八讲 力的合成与分解作业(1).doc

第八讲 力的合成与分解课后作业（一）1.物体同时受到同一平面内的三个力的作用，下列几组力的合力不可能为零的是 () a5 n,7 n,8 n b5 n,2 n,3 nc1 n,5 n,10 n d10 n,10 n,10 n解析三个力合成，若前两个力的合力可与第三个力大小相等，方向相反，就可以使这三个力合力为零，只要使第三个力在其他两个力的合力范围之内，就可能使合力为零，即第三个力f3满足：|f1f2|f3f1f2.答案c2.有两个大小不变的共点力f1和f2，它们合力的大小f合随两力夹角的变化情况如图所示，则两力的大小分别为() a8 n4 nb6 n10 nc2 n10 nd4 n8 n 解析：由图可知：f1f212 n |f1f2|4 n由代入数据解得或故a、d正确。答案：ad3.六个共点力f1、f2、f3、f4、f5、f6的大小分别为12 n、9 n、15 n、14 n、7 n、17 n，相邻两力间的夹角均为60，如图所示。试求它们的合力。解析：先将同一直线上的力两两合成，可得大小均为2 n，互成120的三个力，再对这三个力合成得出它们的合力为0。答案：04.【2011西城抽样】以f1、f2表示力f的两个分力若f10 n，则下列不可能是f的两个分力的是()af110 nf210 n bf120 nf220 ncf12 nf26 n df120 nf230 nc解析 合力f和两个分力f1、f2之间的关系为|f1f2|f|f1f2|，则应选c.5.如图所示，f1、f2、f3恰好构成封闭的直角三角形，这三个力的合力最大的是() abcdc解析 由矢量合成法则可知，a图的合力为2f3，b图的合力为0，c图的合力为2f2，d图的合力为2f3，因f2为直角三角形的斜边，故这三个力的合力最大的为c图6.如图(甲)为杂技表演的安全网示意图,网绳的结构为正方格形,o、a、b、c、d为网绳的结点,安全网水平张紧后,若质量为m的运动员从高处落下,并恰好落在o点上,该处下凹至最低点时,网绳doe,bog均成120向上的张角,如图(乙)所示,此时o点受到的向下的冲击力大小为f,则这时o点周围每根网绳承受的力的大小为(b)a.f b. c.f+mg d.解析:对o点进行受力分析,o点受到竖直向下的冲力f和斜向上的网绳的拉力,设每根网绳的拉力大小为f1,由力的合成与分解的知识可知,doe和bog竖直向上的拉力都为f1,由2f1=f得f1=,故b对.7.【2012万州模拟】如图所示，用一根长1 m的轻质细绳将一幅质量为1 kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为10 n，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为(g取10 m/s2)()a. m b. m c. m d. ma解析 绳子恰好不断时的受力分析如图所示，由于fmg10 n，绳子的最大拉力也是10 n，可知f1、f2之间的最大夹角为120，由几何关系知两个挂钉之间的最大间距lcos302 m m.8.已知力f的一个分力f1跟f成30角，大小未知，另一个分力f2的大小为，方向未知，则f1的大小可能是() a b c d解析：选b.根据题意作出矢量三角形如图，因为，从图看出，f1有两个解，由rtoad可知：由rtabd得：，由图的对称性可知：acab，则分力.即f1的大小可能为或，故选项b正确9.如图所示，质量相同分布均匀的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力均为g，其中b的下一半刚好固定在水平面mn的下方，上边露出另一半，a静止在平面上，现过a的轴心施以水平作用力f，可缓慢的将a拉离平面一直滑到b的顶端，对该过程分析，应有（ ）a拉力f先增大后减小，最大值是gb开始时拉力f最大为g，以后逐渐减小为0ca、b间压力由0逐渐增大，最大为gda、b间的压力开始最大为2g，而后逐渐减小到gbd；开始时，对a球受力分析，应用平衡条件，可得拉力f最大为g，以后逐渐减小为0，选项a错误b正确；a、b间的压力开始最大为2g，而后逐渐减小到g，选项c错误d正确10.如图所示，重力为g的物体静止在倾角为的斜面上，将重力g分解为垂直斜面向下的力f1和平行斜面向下的力f2，那么()af1就是物体对斜面的压力b物体对斜面的压力方向与f1方向相同，大小为gcoscf2就是物体受到的静摩擦力d物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力、f1和f2共五个力的作用解析：某几个真实力的合力或某一真实力的分力，是为了研究问题方便而假想的力，实际上是不存在的，以本题为例，真实力g的两分力f1和f2是实际上并不存在的力，应与其他实际力区别开来，题中a、c两项将两个并不存在的力“f1和f2”与真实力“物体对斜面的压力和物体受到的静摩擦力”混为一谈，显然是错误的由物体的平衡以及牛顿第三定律的知识，可以判断b项正确答案：b11.风洞实验主要用于运动物体(例如飞机、汽车等)与空气之间作用力的分析和研究在风洞实验室中，将a、b两个小球分别用细绳l1、l2悬于天花板顶部两球质量相等，受到的水平风力相同，两小球处于静止状态时的位置如图所示，以下说法中正确的是（ ）a两细绳与竖直方向的夹角相同bl2与竖直方向的夹角大于l1与竖直方向的夹角ca球受到的合力大于b球受到的合力dl1的拉力大小等于l2的拉力ad；小球的受力情况如图所示，由平衡条件可知两小球处于静止状态，所以合力为0，可见c错误因为tan ，两球质量相等，受到的水平风力相同，所以相同，可见a正确、b错误；绳子拉力f ，所以l1的拉力大小等于l2的拉力，可见d正确12.如图所示，能承受最大拉力为10 n的细线oa与竖直方向成45角，能承受最大拉力为5 n的细线ob水平，细线oc能承受足够的拉力，为使oa、ob均不被拉断，oc下端所悬挂物体的最大重力是多少？解析：当oc下端所悬物重不断增大时，细线oa、ob所受的拉力同时增大为了判断哪根细线先被拉断，可选o点为研究对象，其受力情况如图所示，利用假设，分别假设oa、ob达最大值时，看另一细线是否达到最大值，从而得到结果取o点为研究对象，受力分析如图所示，假设ob不会被拉断，且oa上的拉力先达到最大值，即f110 n，根据平衡条件有f2f1maxcos4510 n7.07 n，由于f2大于ob能承受的最大拉力，所以在物重逐渐增大时，细线ob先被拉断再假设ob线上的拉力刚好达到最大值(即f2max5 n)处于将被拉断的临界状态，根据平衡条件有f1cos45f2max，f1sin45f3.再选重物为研究对象，根据平衡条件有f3gmax.以上三式联立解得悬挂最大重物为gmaxf2max5 n.13.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)在的范围内，求bc绳上拉力的最大值和最小值解析(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fta0；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.(2)在090的范围内，当90时，ftb最大，fmaxmgtan 60mg当两绳垂直时，即30时，ftb最小，fminmgsin 60mg答案 (1)0，且两绳中的拉力分别为fa、fb，物体受到的重力为g，下列表述正确的是()afa一定大于gbfa一定大于fbcfa一定小于fbdfa与fb大小之和一定等于g解析物体受力分析如图所示，由三力平衡的知识可知，fa、fb的合力大小等于g，方向竖直向上，fagsin ，fbgsin .故fa一定小于g，a选项错误；因为，故fa一定大于fb，b选项正确、c选项错误；fa与fb大小之和大于g，d选项错误答案b8.如图所示，a、b两物体的质量分别为ma、mb，且mamb，整个系统处于静止状态滑轮的质量和一切摩擦均不计，如果绳一端由q点缓慢地向左移到p点，整个系统重新平衡后，物体a的高度和两滑轮间绳与水平方向的夹角变化情况是()a物体a的高度升高，角变大 b物体a的高度降低，角变小c物体a的高度升高，角不变 d物体a的高度不变，角变小解析最终平衡时，绳的拉力f大小仍为mag，由二力平衡可得2fsin mbg，故角不变，但因悬点由q到p，左侧部分绳子变长，故a应升高，所以c正确答案c9.如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴o安在一根轻木杆b上，一根轻绳ac绕过滑轮，a端固定在墙上，且绳保持水平，c端下面挂一个重物，bo与竖直方向的夹角为45，系统保持平衡若保持滑轮的位置不变，改变的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小的变化情况是()a只有变小，弹力才变大b只有变大，弹力才变大c无论变大还是变小，弹力都变大d无论变大还是变小，弹力都不变【解析】无论变大还是变小，水平绳和竖直绳中的拉力均不变，因这两个力的合力与杆的弹力平衡，故弹力都不变【答案】d10.如图所示，两根相距为l的竖直固定杆上各套有质量为m的小球，小球可以在杆上无摩擦地自由滑动，两小球用长为2l的轻绳相连，今在轻绳中点施加一个竖直向上的拉力f，恰能使两小球沿竖直杆向上匀速运动则每个小球所受的拉力大小为(重力加速度为g)() a.bmg c. df解析 根据题意可知：两根轻绳与竖直杆间距正好组成等边三角形，对结点进行受力分析，根据平衡条件可得，f2fcos 30，解得小球所受拉力f，c正确答案 c11.某同学表演魔术时，将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里，然后对着一悬挂的金属小球指手画脚，结果小球在他神奇的“功力”下飘动起来假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置c(qcs30)时，金属小球偏离竖直方向的夹角也是30，如图2229所示已知小球的质量为m，该同学(含磁铁)的质量为m，求此时：(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少？(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少？解析：(1)以小球为研究对象，受力分析如图甲所示，则由平衡条件得fsin30fcsin30fccos30fcos30mg解得ffcmg (2)以小球和该同学整体为研究对象，受力分析如图乙所示，由平衡条件得ffsin30nfcos30(mm)g将f值代入解得fmg nmgmg.12.如图所示，将一条轻而柔软的细绳一端固定在天花板上的a点，另一端固定在竖直墙上的b点，a、b两点到o点的距离相等，绳的长度为oa的两倍k为一质量和半径可忽略的动滑轮，滑轮下悬挂一质量为m的重物，设摩擦力可忽略现将动滑轮和重物一起挂到细绳上，在达到平衡时，绳所受的拉力是多大？【解析】将滑轮挂到细绳上，对滑轮进行受力分析如图所示，滑轮受到下面悬绳的拉力tmg和ak、bk的拉力f，且ak、bk的拉力相等，由于对称，因此t作用线必过ak和bk的角平分线延长ak交墙壁于c点，因kbkc，所以由已知条件akkcac2ao，所以图中的角度30，即两拉力f与拉力t作用线的夹角两个拉力的合力f合与t等大反向，所以：2fcos 30f合mg，所以fmg/2cos 30 mg/3.【答案】mg/313.滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力n垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可为静止).某次运动中