【走向高考】2011高考物理一轮复习 力的合成与分解配套练习

用心 爱心 专心1 20112011 走向高考系列物理一轮复习配套练习走向高考系列物理一轮复习配套练习 力的合成与分解力的合成与分解 一 选择题 1 用两条细绳把一个镜框悬挂在墙上 在如图所示的四种挂法中 细绳对镜框拉力最小的是 答案 B 解析 由力的合成与分解知 合力一定时夹角越大分力越大 夹角越小时分力越小 故答案 B 正 确 2 2009 湖北黄冈中学模拟 如图所示 在宽为 20m 的小河中央有一只小船 在岸上用两根长各为 26m 的绳子拉船匀速行驶 若绳子的拉力均为 1300N 可知小船所受的阻力为 A 1200N B 1300N C 2400N D 2600N 答案 C 解析 由于小船是匀速行驶 因此两根绳子的拉力的合力与船所受阻力等大反向 设绳子与河岸 的夹角为 则阻力f 2 1300cos 由几何关系可知 cos 求得f 2400N 262 102 26 12 13 3 2009 合肥十中高三阶段性考试 两倾斜的滑杆上分别套有A B两个圆环 两圆环上分别用细 线悬吊着一个物体 如图所示 当它们都沿滑杆向下滑动时 A的悬线与滑杆垂直 B的悬线竖直向下 则 A A圆环与滑杆无摩擦力 B B圆环与滑杆无摩擦力 C A圆环做的是匀速运动 D B圆环做的是匀速运动 用心 爱心 专心2 答案 AD 解析 由于A圆环与物体的连线与滑杆垂直 对物体研究 将物体的重力沿滑杆的方向和垂直于 滑杆的方向分解 则沿滑杆向下的分力产生的加速度为gsin 对整体研究 整体沿滑杆向下运动 整 体要有沿滑杆向下的加速度必须是A圆环与滑杆的摩擦力为零 A 正确 对B圆环连接的物体研究 由于 连接圆环与物体的绳竖直向下 物体受到的合力如果不为零 合力必定沿竖直方向 合力在垂直于滑杆 的方向上的分力必产生加速度 这与题意矛盾 物体在垂直于滑杆的方向上速度为零 因此物体受到的 合力必为零 物体和圆环一起做匀速运动 D 正确 4 2009 湛江师范大学附中高三月考 如图所示 质量为m的物体放在水平桌面上 在与水平方向 成 的拉力F作用下加速往前运动 已知物体与桌面间的动摩擦因数为 则下列判断正确的是 A 物体受到的摩擦力为F cos B 物体受到的摩擦力为 mg C 物体对地面的压力为mg D 物体受到地面的支持力为mg F sin 答案 D 解析 物体在拉力F作用下加速往前运动 对拉力F沿水平方向和竖直方向分解 由于做加速运 动 水平分力F cos 大于物体受到的滑动摩擦力 A 错误 竖直方向合力为零 地面对物体的支持力 为mg F sin D 正确 C 错误 因此物体受到的摩擦力为 mg F sin B 错误 5 如图所示 小球A和B的质量均为m 长度相同的四根细线分别连接在两球间 球与水平天花板 上P点以及与竖直墙上的Q点之间 它们均被拉直 且P B间细线恰好处于竖直方向 两小球均处于静 止状态 则Q A间水平细线对球的拉力大小为 A mg B mg 2 2 C mg D mg 3 3 3 答案 C 解析 隔离B球 由平衡条件知A B间绳拉力为零 故A球受三力平衡 由力的三角形得Q A 间线的拉力FT mgcot30 mg 3 6 如图所示 用长为L的轻绳悬挂一质量为m的小球 对小球再施加一个力 使绳与竖直方向成 角并绷紧 小球处于静止状态 此力最小为 A mgsin B mgcos C mgtan D mgcot 答案 A 解析 以小球为研究对象 则小球受重力mg 绳拉力FT 施加外力F 应有F与FT合力与mg等大 反向 即F与FT的合力为G mg 如图所示 在合力G 一定 其一分力FT方向一定的前提下 另一分 力的最小值由三角形定则可知F应垂直绳所在直线 故F mgsin 用心 爱心 专心3 7 2010 山东省日照市调研 如图所示 倾角为 的斜面体C置于水平面上 B置于斜面上 通过 细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接 连接B的一段细绳与斜面平行 A B C都处于静止状态 则 A B受到C的摩擦力一定不为零 B C受到水平面的摩擦力一定为零 C 不论B C间摩擦力大小 方向如何 水平面对C的摩擦力方向一定向左 D 水平面对C的支持力与B C的总重力大小相等 答案 C 解析 以B物体为研究对象 沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力 绳的拉力和静摩擦力 静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力 所以可能为 0 可能沿斜面向上或向下 A 项错误 利用整体法可知不论B C间摩擦力大小 方向如何 水平面对C的摩擦力方向一定向左 B 项错误 C 项正确 同理 在竖直方向利用整体法判断水平面对C的支持力等于B C的总重力大小减去 拉力在竖直方向上的分力 D 项错误 8 2009 天津模拟 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 答案 C 解析 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 则只有当OA OB时 OB绳的拉 力F2最小 故 C 项正确 二 非选择题 9 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 用心 爱心 专心4 球处于平衡状态 力F与竖直方向的夹角为 如图所示 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 10 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 球 2 重力分解如图 b 所示 G cos F1 Gsin F2 Gcos 所以挡板A B所受压力大小之比 F1 F1 Gtan Gsin 1 cos 斜面受两小球压力大小之比 F2 F2 G cos Gcos 1 cos2 11 如图所示 某同学在地面上拉着一个质量为m 30kg 的箱子匀速前进 已知箱子与地面间的动 摩擦因数为 0 5 拉力F1与水平面的夹角为 45 g 10m s2 求 用心 爱心 专心5 1 绳子的拉力F1为多少 2 该同学能否用比F1小的力拉着箱子匀速前进 如果能 请求出拉力的最小值 若不能 请说明理 由 答案 100N 2 能 60N 25 解析 1 箱子匀速前进 属于平衡状态 合外力为零 以箱子为研究对象 进行受力分析 其受 重力 地面支持力 地面摩擦力 外界拉力 以水平 竖直方向为坐标轴的方向建立坐标系 利用正交 分解法可得 F1cos45 mg F1sin45 F1 100N mg cos45 sin45 2 2 设拉力F与水平方向的夹角为 利用正交分解法 将水平 竖直两个方向的平衡方程整理有 Fcos mg Fsin F mg cos sin 当 arctan 时 F有最小值 其值为Fmin 60N mg 1 25 12 登山运动员有时需要使用在两竖直岩石墙间爬上去的技术 如图所示 假定鞋与岩石间的动摩 擦因数为 0 9 运动员腿长为 0 9m 1 求运动员可以像图中所示那样站立的两端之间的距离 2 如果遇到的是两竖直岩石间距离较小的情况 应怎样应付 请提出建议 答案 1 1 3m d 1 8m 2 采取的方法如图乙所示 解析 设运动员腿长为a 墙间距离为d 1 运动员在两墙之间 挂 着时 墙的反作用力的方向一定是沿着运动员的腿 受力的几何图如下 图甲所示 给出下列关系式 为动摩擦因数 有 即d FN FN 2 F2 N d 2a 2a 1 2 因为 的最大可能值为 0 9 故 1 3m d 1 8m 2 当d较小时 图乙给出了可采取的方法 乙图可取 丙图否定 13 在医院里常用如图所示装置对小腿受伤的病人进行牵引治疗 不计滑轮组的摩擦和绳子的质量 绳子下端所挂重物的质量是 5kg 问 用心 爱心 专心6 1 病人的脚所受水平方向的牵引力是多大 2 病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力共是多大 g取 10N kg 答案 1 93 3N 2 75N 解析 因绳子中各处与其他物体没结点 所以绳子中各处的张力 拉力 都等于所悬挂的重物的重 力 即 T mg 50N 将ab段的绳子拉力沿水平方向和竖直方向分解 如图所示 F水平 Tcos30 43 3N F竖直 Tsin30 25N 1 由图知 病人的脚所受水平方向的牵引力 F牵 T F水平 50N 43 3N 93 3N 2 由图知 病人的脚和腿所受的竖直向上的牵引力 F牵 T F竖直 50N 25N 75N 14 如图所示 质量为 2kg 的直角三棱柱A放在水平地面上 三棱柱的斜面是光滑的 且斜面倾角 为 37 质量为 1kg 的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之间 A和B都处于静止状态 求地面对三棱 柱的支持力和摩擦力各为多少 g 10m s2 sin37 cos37 3 5 4 5 答案 30N 7 5N 解析 选取A和B整体为研究对象 它受到