高考物理 能力提升知识点优化 2.2力的合成与分解.doc

2013高考物理能力提升知识点优化：2.2力的合成与分解一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24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.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.mg d.mg3.(易错题)如图所示，一根轻弹簧上端固定在o点，下端拴一个钢球p，球处于静止状态，现对球施加一个方向向右的外力f，使球缓慢偏移，在移动中的每一时刻，都可以认为钢球处于平衡状态，若外力f方向始终水平，移动中弹簧与竖直方向的夹角90，且弹簧的伸长量不超过弹性限度，则图中给出的弹簧伸长量x与cos的函数关系图象中，最接近的是()4.(2012连云港模拟)三段不可伸长的细绳oa、ob、oc能承受的最大拉力相同，它们共同悬挂一重物，如图所示，其中ob是水平的，a端、b端固定，若逐渐增加c端所挂物体的质量，则最先断的绳是()a.必定是oa b.必定是obc.必定是oc d.可能是ob，也可能是oc二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意)5.(创新题)2011年10月15日中午，在第43届东京体操世锦赛上，我国运动员陈一冰勇夺吊环冠军，其中有一个高难度的动作就是先双手撑住吊环，然后身体下移，双臂缓慢张开到如图所示位置，则在两手之间的距离增大过程中，吊环的两根绳的拉力t(两个拉力大小相等)及它们的合力f的大小变化情况为()a.t增大 b.t减小c.f不变 d.f减小6.(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f和n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f和n的大小变化情况是()a.f增大 b.f减小 c.n减小 d.n增大7.(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.f48.(预测题)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9.(2012惠州模拟)如图所示，轻质光滑滑轮两侧用细绳连着两个物体a与b，物体b放在水平地面上，a、b均静止.已知a和b的质量分别为ma、mb，绳与水平方向的夹角为，则()a.物体b受到的摩擦力可能为0b.物体b受到的摩擦力为magcosc.物体b对地面的压力可能为0d.物体b对地面的压力为mbgmagsin三、计算题(本大题共2小题，共36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)10.(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？11.(易错题)(20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 n10 n，c正确.2.【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fminmgsin30mg，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.3.【解析】选d.由于小球在移动的每一时刻都处于平衡状态，利用平衡条件可得kx，故x -cos图象应为双曲线的一支，故d正确.4.【解析】选a.由于重物重力作用使细绳oc对o点有向下的拉力fc，大小等于重物的重力，拉力fc有两个效果，一是产生拉细绳oa的拉力fa(大小等于oa承受的拉力)，二是产生拉细绳ob的拉力fb(大小等于ob承受的拉力)，作出fc的分解图如图所示.从图中可以看出，fa最大，即若逐渐增加c端所挂物体的质量，细绳oa最先断，a正确. 5.【解析】选a、c.两根绳的合力f等于人的重力，f恒定不变，c正确，d错误；当两手间距离增大时，绳的拉力与竖直方向的夹角由零变大，由平行四边形定则知，t变大，a正确，b错误.6.【解析】选b、c.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fmgcos，nmbgmgsin，故随着增大f、n都减小，故b、c正确.7.【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.8.【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.9.【解析】选b、d.对a物体由平衡条件得绳的拉力为tmag.物体b受重力、地面的支持力、绳的拉力、地面的摩擦力作用而处于静止状态，由平衡条件得tcosf，ntsinmbg0，解得fmagcos，nmbgmagsin，故a、c错误，b、d正确.10.【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 (6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 (7分)解得：f1tan (3分)答案：tan11.【解析】(1)改变bc绳的方向时，ac绳的拉力ta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ta0；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，tb最大，fmaxmgtan60mg (6分)当两绳垂直时，即30时，tb最小，fminmgsin60mg (6分)答案：(1)0120(2)mgmg【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