高三物理总复习 2-2力的合成与分解同步练习 新人教版

1 2 22 2 力的合成与分解力的合成与分解 一 选择题 1 2011 广东 如图所示的水平面上 橡皮绳一端固定 另一端连接两根弹簧 连接 点P在F1 F2和F3三力作用下保持静止 下列判断正确的是 A F1 F2 F3 B F3 F1 F2 C F2 F3 F1 D F3 F2 F1 答案 B 解析 F1和F2的合力与F3等大反向 见图 由图中几何关系可知 F3 F1 F2 B 正确 A C D 错误 2 2011 盐城模拟 在 2010 年广州亚运会上 我国运动员陈一冰在吊环项目中取得 了冠军 如图是比赛中的一个场景 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 2 A 两根吊带受到环的拉力大小不等 B 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的合力一定竖直向下 答案 D 解析 由对称性可知 两根吊带受到环的拉力大小相等 故 A 错误 由于吊带 与竖直方向有一定夹角 所以手对吊环的作用力方向不沿竖直方向 每根吊带受到环的拉 力大小也不等于人重量的一半 故 B C 错误 由平衡条件可知 两根吊带对环的拉力的 合力与人的重力大小相等方向相反 即方向竖直向上 所以环对两根吊带拉力的合力一定 竖直向下 故 D 正确 3 2011 江苏 如图所示 石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块 侧面与竖 直方向的夹角为 重力加速度为g 若接触面间的摩擦力忽略不计 则石块侧面所受弹 力的大小为 A B mg 2 sin mg 2 cos C mgtan D mgcot 1 2 1 2 答案 A 解析 楔形石受力如图 3 由平衡条件得 2Fsin mg 解得 F mg 2sin 4 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 答案 D 解析 由于小球处于平衡 利用平衡条件可得kx 故x cos 图象应为双 mg cos 曲线的一支 所以选项 D 正确 5 2011 衡阳模拟 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 答案 BC 解析 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 6 2011 长沙模拟 如图所示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 5 A F1 F2均减小 B F1 F2均增大 C F1减小 F2增大 D F1增大 F2减小 答案 A 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 F2 0 F1cos G 0 解得F1 G cos F2 Gtan 由于 减小 所以F1减小 F2减小 故正确答案为 A 7 2011 青岛模拟 如图所示 在水平天花板的A点处固定一根轻杆a 杆与天花板 保持垂直 杆的下端有一个轻滑轮O 另一根细线上端固定在该天花板的B点处 细线跨过 滑轮O 下端系一个重为G的物体 BO段细线与天花板的夹角为 30 系统保持静止 不计一切摩擦 下列说法中正确的是 6 A 细线BO对天花板的拉力大小是 G 2 B a杆对滑轮的作用力大小是 G 2 C a杆和细线对滑轮的合力大小是G D a杆对滑轮的作用力大小是G 答案 D 解析 细线对天花板的拉力等于物体的重力G 以滑轮为对象 两段绳的拉力都是 G 互成 120 因此合力大小是G 根据共点力平衡 a杆对滑轮的作用力大小也是G 方 向与竖直方向成 60 斜向右上方 a杆和细线对滑轮的合力大小为零 8 2011 莆田模拟 小木块放在倾角为 的斜面上 受到一个水平力F F 0 的作 用处于静止 如图所示 则小木块受到斜面的支持力和摩擦力的合力的方向与竖直向上的 方向的夹角 可能是 A 0 B 向左上方 D 向左上方 答案 BD 解析 由于F的大小不确定 故Ff的方向也不确定 如图所示 若F较大 木块有 上滑趋势 则Ff的方向沿斜面向下 FN与Ff的合力方向向左上方 此时 D 正确 C 错误 当F较小时 木块有下滑趋势 则Ff的方向沿斜面向上 故FN与Ff的合力方向向 左上方 但因F 0 故 0 B 正确 A 错误 7 二 非选择题 9 如图所示 光滑斜面的倾角为 有两个相同的小球 1 和 2 分别用光滑挡板A B 挡住 挡板A沿竖直方向 挡板B垂直于斜面 则两挡板受到小球的压力大小之比为 斜面受到两个小球的压力大小之比为 答案 1 cos 1 cos2 解析 本题是典型的根据重力的作用效果进行力的分解的应用 挡板在斜面上的方 向不同 重力的作用效果就不同 球 1 重力分解如图 a 所示 F1 Gtan F2 G cos 球 2 重力分解如图 b 所示 F1 Gsin F2 Gcos 所以挡板A B所受压力大小之比 F1 F1 Gtan Gsin 1 cos 8 斜面受两小球压力大小之比 F2 F2 G cos Gcos 1 cos2 10 用一根轻绳把一质量为 0 5kg 的小球悬挂在O点 用力F拉小球使悬线偏离竖直方 向 30 角 小球处于平衡状态 力F与竖直方向的夹角为 如下图所示 若使力F取最 小值 则 等于 此时绳的拉力为 N g取 10N kg 答案 60 5 2 3 解析 由题意可知小球始终在O点静止 合外力为零 小球共受三个力作用 重力 绳向上的拉力FT及拉力F 这三个力的合力为零 如右图所示 重力是恒力 FT的方向不 变 F的大小方向都改变 因此可知 F与FT垂直时有最小值 即 60 绳上拉力 FT mg cos30 N 5 2 3 11 在倾角 30 的斜面上有一块竖直放置的挡板 在挡板和斜面之间放有一个重 为G 20N 的光滑圆球 如图所示 试求这个球对斜面的压力大小和对挡板的压力大小 9 答案 N N 40 3 3 20 3 3 解析 球受到向下的重力作用 这个重力总欲使球向下运动 但是由于挡板和斜面 的支持 球才能保持静止状态 因此球的重力产生了两个作用效果 如图所示 根据作用 效果分解为两个分力 1 使球垂直压紧斜面的力F2 2 使球垂直压紧挡板的力F1 由几何知识可得F1与F2的大小 三个力可构成一个直角三角形 由几何关系得 球对挡板的压力 F1 Gtan N 其方向与挡板垂直且水平向左 20 3 3 球对斜面的压力F2 N 其方向与斜面垂直斜向下 G cos 40 3 3 12 2011 菱湖模拟 所受重力G1 8N 的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上 PA偏离 竖直方向 37 角 PB在水平方向 且连在所受重力为G2 100N 的木块上 木块静止于倾 角为 37 的斜面上 如图所示 试求 10 1 绳PB的拉力 2 木块与斜面间的摩擦力 弹力 答案 1 6N 2 64 8N 76 4N 解析 1 如图甲所示分析P点受力 由平衡条件可得 FAcos37 G1 FAsin37 FB 可解得 FB 6N 2 分析木块的受力情况如图乙所示 由木块的平衡条件可得 Ff G2sin37 FBPcos37 FN FBPsin37 G2cos37 可求得 Ff 64 8N FN 76 4N 13 电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力 但不能到绳的自由端去直 接测量 某公司制造出一种能测量绳中张力的仪器 工作原理如图所示 将相距为L的两 根固定支柱A B 图中小圆圈表示支柱的横截面 垂直于金属绳水平放置 在A B的中点 用一可动支柱C向上推动金属绳 使绳在垂直于A B的方向竖直向上发生一个偏移量 11 d d L 这时仪器测得金属绳对支柱C竖直向下的作用力为F 1 试用L d F表示这时金属绳中的张力FT 2 如果偏移量d 10mm 作用力F 400N L 250mm 计算金属绳张力的大小 答案 1 2 2 5 103N FL 4d 解析 1 设C 点受两边金属绳