浙江专版2021年高考物理一轮复习第二章相互作用第2讲力的合成与分解考点突破练含解析

1、第2讲 力的合成与分解考点1共点力的合成(c)【典例1】一物体受到三个共面共点力f1、f2、f3的作用,三力的矢量关系如图所示(小方格边长相等),则下列说法正确的是()a.三力的合力有最大值f1+f2+f3,方向不确定b.三力的合力有唯一值3f3,方向与f3同向c.三力的合力有唯一值2f3,方向与f3同向d.由题给条件无法求出合力大小【解题思路】解答本题应注意两点:(1)由于在坐标纸上画出了三个力的图示,因此采用作图法求合力。(2)先合成f1和f2,再与f3合成。【解析】选b。用作图法先求出f1和f2的合力,其大小为2f3,方向与f3同向,然后再用f1和f2的合力与f3合成,可得出三个力的合力

2、大小为3f3,方向沿f3方向,b正确。【易错提醒】(1)三个力的大小和方向确定,其合力唯一确定,没有最大值,易根据三个力的合力范围错选a。(2)根据作图法画出f1、f2的合力与f3重合,求解三个力的合力易漏掉f3而错选c。【典例2】如图,用两根等长轻绳将木板悬挂在竖直木桩上等高的两点,制成一简易秋千,某次维修时将两轻绳各剪去一小段,但仍保持等长且悬挂点不变。木板静止时, f1表示木板所受合力的大小,f2表示单根轻绳对木板拉力的大小,则维修后()a.f1不变,f2变大b.f1不变,f2变小c.f1变大,f2变大d.f1变小,f2变小【解题思路】可按以下思路分析:【解析】选a。由于木板始终处于静止

3、状态,因此木板所受合力为零,故选项c、d错误;对木板进行受力分析如图所示,由平衡条件得:2f2cos=g,当轻绳被剪短后, 增大,cos减小,则f2增大,故选项a正确,b错误。1.如图所示,质量为m的滑块在水平恒力f作用下静止在斜面体上,斜面体静止在水平桌面上,倾角为,质量为m。下列说法正确的是() a.滑块受到的摩擦力方向沿斜面向下b.滑块对斜面体的压力大小是 mgcosc.桌面对斜面体的摩擦力大小是0d.桌面对斜面体的支持力大小是(m+m)g【解析】选d。由于f大小不确定,则滑块受的摩擦力可能沿斜面向上也可能沿斜面向下,选项a错误;滑块对斜面体的压力大小为fsin+mgcos,因此选项b错

4、误;以整体为研究对象,水平方向所受的合力应等于0,则桌面对斜面体的摩擦力大小等于f,即选项c错误;竖直方向上,桌面对斜面体的支持力大小等于(mg+mg),选项d正确。2.(2019金华模拟)体操运动员在进行自由体操比赛时,有如图所示的比赛动作:运动员两手臂对称支撑,竖直倒立保持静止状态。当运动员两手间距离缓慢增大时,每只手臂对人体的作用力t及它们的合力f的大小变化情况为()a.t增大,f不变b.t增大,f减小c.t增大,f增大d.t减小,f不变【解析】选a。运动员所受t的合力f与运动员重力大小相等方向相反,故夹角增大时合力f不变;手臂间距增大时,相当于在力图中两力t之间的夹角增大,若力t大小不

5、变,则其合力f随夹角的增大而减小,现要保持合力f大小不变,当夹角增大时,则t增大。a正确,b、c、d均错误。故选a。3.如图是一顶搭在水平地面上的简易帐篷的骨架,骨架由一根立杆oo和三条绳索ao、bo、co构成,三条绳索的长度都为l,地面上的三个固定桩a、b、c之间的距离也均等于l,三条绳索绷紧后,立杆对结点o的支持力为f,已知三条绳索上的张力大小都相等,不计绳索的重力,则每条绳索上的张力大小为()a.33fb.62fc.63fd.66f【解析】选d。o -abc是一个棱长为l的正四面体,o为abc的中心,由几何关系知oa=33l,由勾股定理得oo=oa2-oa2=63l,则tsinoao=1

6、3f,解得t=66f,d正确。两种求解合力的方法(1)作图法求合力,需严格用同一标度作出力的图示,作出规范的平行四边形,才能较精确地求出合力的大小和方向。(2)计算法求合力,只需作出力的示意图,对平行四边形的作图要求也不太严格,重点是利用数学方法求解,往往适用于两力的夹角是特殊角的情况。考点2力的分解(c)【典例3】(2017浙江4月选考真题)重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢上的石块就会自动滑下。以下说法正确的是 ()a.在石块下滑前后自卸车与石块整体的重心位置不变b.自卸车车厢倾角越大,石块与车厢的动摩擦因数越小c.自卸车车厢倾角变大,车厢与石块间的正压力减小d.石块开始

7、下滑时,受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力【解析】选c。物体的重心位置跟形状还有质量分布有关,石块下滑前后,质量分布变化,形状变化,所以重心改变,a错误;动摩擦因数与倾角无关,b错误;倾角变大,正压力fn=gcos,随角度变大而减小,c正确;当石块重力沿斜面方向的分力大于石块受到的摩擦力时,石块才能下滑,故d错误。【典例4】如图所示,与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m=1.0 kg的物体。细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连。物体静止在斜面上,弹簧测力计的示数为4.9 n。关于物体受力的判断(g取9.8 m/s2),下列说法正确的是()a.斜面对物体的摩

8、擦力大小为零b.斜面对物体的摩擦力大小为4.9 n,方向沿斜面向上c.斜面对物体的支持力大小为4.93 n,方向竖直向上d.斜面对物体的支持力大小为4.9 n,方向垂直斜面向上【解题思路】可按以下思路分析:【解析】选a。物体所受重力沿斜面向下的分力为mgsin 30=1.09.80.5 n=4.9 n,这与其所受向上的拉力大小相等,因此物体不受摩擦力作用,a选项正确,b选项错误;物体所受重力垂直斜面向下的分力为mgcos 30=1.09.832 n=4.93 n,这与斜面对物体的支持力大小相等、方向相反,故c、d选项错误。1.(易错专练:力的分解)(2019宁波模拟)刀、斧、凿等切削工具的刃部

9、叫作劈,如图所示是用斧头劈木柴的示意图。劈的纵截面是一个等腰三角形,使用劈的时候,垂直劈背加一个力f,这个力产生两个作用效果,使劈的两个侧面推压木柴,把木柴劈开。设劈背的宽度为d,劈的侧面长为l,不计斧头的自身重力,则劈的侧面推压木柴的力约为()a.dlfb.ldfc.l2dfd.d2lf【解析】选b。受力分析如图,将力f分解为f1、f2两个分力,这两个分力分别与劈的两个侧面垂直,根据对称性,两分力f1、f2大小相等,这样以f1、f2为邻边的平行四边形就是一个菱形,因为菱形的对角线互相垂直且平分,所以根据三角形相似得d2l=f2f1,所以f1=f2=ldf,b正确,a、c、d均错误。故选b。2

10、.如图所示,接触面均光滑,球处于静止状态,球的重力为g=50 n,请用力的分解法求球对斜面的压力和球对竖直挡板的压力。【解析】如图所示,根据球的重力的作用效果,把重力分解为垂直斜面和垂直挡板的两个分力。由几何知识可知:fn1=gcos45=2g=502 n方向垂直于斜面向下fn2=gtan45=g=50 n方向水平向右答案:502 n,方向垂直于斜面向下50 n,方向水平向右把力按实际效果分解的一般思路【资源平台】备选角度:力的分解在生活中的应用【典例】假期里,一位同学在厨房里帮助妈妈做菜,对菜刀产生了兴趣。他发现菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一样,刀刃前部的顶角小,后部的顶角大,如图所示,他先后做出过几个猜想,其中合理的是()a.刀刃前部和后部厚薄不匀,仅是为了打造方便,外形美观,跟使用功能无关b.在刀背上加上同样的压力时,分开其他物体的力跟刀刃厚薄无关c.在刀背上加上同样的压力时,顶角越大,分开其他物体的力越大d.在刀背上加上同样的压力时,顶角越小,分开其他物体的力越大【规范解答】选d。把刀刃部分抽象后,可简化成一个等腰三角形劈,设顶角为2,背宽为d,侧面长为l,如图所示。当在刀背施加压力f后,产生垂直侧面的两个分力f1、f2,使用中依靠着这两个分力分开被加工的其他物体。由对称性知,这两个分力大小相等(f1=f2),因