2020年人教版(山东专用)高考物理练习：力的合成与分解受力分析

1、第 2 节力的合成与分解受力分析 课时训练课时训练 即时况盂即时况盂 域出舟务域出舟务 I 基碑必备练基碑必备练 1. 某物体同时受到同一平面内的三个共点力作用，在如图所示的四种 情况中（坐标纸中每格的边长表示 1 N 大小的力），该物体所受的合外 力大小正确的是（D ） （甲） 画 E A. 图（甲）中物体所受的合外力大小等于 4 N B. 图（乙）中物体所受的合外力大小等于 2 N C. 图（丙）中物体所受的合外力等于 0 D. 图（丁）中物体所受的合外力等于 0 解析：图（甲）中,先将 Fi与 F3合成,然后再由勾股定理求得合力大小等 于5 N,选项 A 错误；图（乙）中，先将 Fi与

2、F3正交分解，再合成，求得合 力大小等于 5 N,选项 B 错误；图（丙）中，可将 F3正交分解，求得合力大 小等于 6 N,选项 C 错误;根据三角形定则，图（丁）中合力等于 0,选项 D 正确. 2. 如图所示,被轻绳系住静止在光滑斜面上的小球.若按力的实际作 用效果来分解小球受到的重力 G,则 G 的两个分力的方向分别是图中 的（B ） A. 1 禾口 4 B. 3 和 4 C. 2 和 4 D. 3 和 2 解析：小球的重力产生两个效果，一是使绳子拉伸，二是使斜面受压， 故应按这两个方向分解，分别是 3 和 4,故 B 正确,A,C,D 错误. 3. 如图（甲）所示,斜拉桥的塔柱两侧有

3、许多钢索，它们的一端都系在 塔柱上.对于每一对钢索，它们的上端可以看成系在一起，即两根钢索 对塔柱的拉力 Fl,F2作用在同一点，它们合起来对塔柱的作用效果应 该让塔柱好像受到一个竖直向下的力 F 一样,如图（乙）所示.这样,塔 柱便能稳固地矗立在桥墩上，不会因钢索的牵拉而发生倾斜，甚至 倒下. 如果斜拉桥塔柱两侧的钢索不能呈对称分布，如图（丙）所示,要保持 塔柱所受的合力竖直向下，那么钢索 AC,AB 的拉力 FAC,FAB应满足 （B ） A. FAC : FAB=1 : 1 B. FAC : FAB=sin B： sin a C. FAC : FAFCOS 3 : cos a D.FAC

4、 : FAB=sin a : sin 3 解析：将 AB,AC 上的力分解，在水平方向上的合力应为零，有 Hcsin a -FABsin B =0,则 FAC : FAB=sin 3 : sin a ,选项 B 正确. 4. 如图,一个家用台灯静止放在桌面上，下列描述中正确的是（D ） A. 台灯对桌子的作用力和桌子对台灯的作用力是一对平衡力 B. 台灯受到向左的摩擦力 C. 旋转点 0 对灯头的作用力沿 AB 方向 D. 台灯底座所受合外力为零 解析:根据相互作用力的特点，台灯对桌子的作用力和桌子对台灯的 作用力是一对相互作用力，故 A 错误;台灯静止在水平桌面上，对台灯 进行受力分析，台灯

5、受重力、桌面的支持力，若有摩擦力，则不可能处 于平衡状态，故 B 错误;对灯头进行受力分析，灯头受重力与支持力， 那么旋转点 0 对灯头的作用力沿竖直方向，故 C 错误;由于台灯底座处 于静止状态，则所受合力一定为零，D 正确. 5. （2019 广东深圳宝安调研）（多选）在举重比赛中，运动员举起杠铃 时必须使杠铃平衡一定时间，才能被裁判视为挺（或抓） 举成功.如图 所示,运动员在保持杠铃平衡时，关于两手握杆的下列说法正确的是 （AD ） A. 两手间的距离越大，运动员手臂用力越大，可能导致举重失败 B. 两手间的距离越大，运动员手臂用力越小，举重越容易成功 C. 两手间的距离越小，运动员手臂

6、用力越小，举重越容易成功 D. 两手间的距离过小，杠铃不易保持平衡，可能导致举重失败 解析：两手间的距离越大，运动员手臂用力越大，可能导致举重失败， 选项 A 正确,B 错误.在两手间的距离大于肩宽时，其距离越小，运动员 手臂用力越小，但两手间距离小于肩宽时，其距离越小，运动员手臂用 力越大,且两手间的距离过小，杠铃不易保持平衡，可能导致举重失败 选项 C错误,D 正确. 6. 如图所示,两梯形木块 A,B 叠放在水平地面上，A,B 之间的接触面倾 斜.A 的左侧靠在光滑的竖直墙面上，关于两木块的受力，下列说法正 确的是（B ） A. A,B 之间一定存在摩擦力作用 B. 木块 A 可能受三个

7、力作用 C. 木块 A 一定受四个力作用 D. 木块 B 受到地面的摩擦力作用方向向右 解析:由于 A,B 间接触面情况未知，若 A,B 接触面光滑，则 A,B 间可以 没有摩擦力,A 错误;对 A 受力分析可知,A 一定受墙面向右的弹力、重 力和 B 的支持力，因为 A,B 间可能没有摩擦力，所以 A 可能只受三个 力,B正确,C 错误;木块 B 受重力、推力、A 对 B 的垂直于接触面的压 力作用,若压力向右的分力等于 F,则 B 可能不受摩擦力，D 错误. 7. （2019 四川绵阳测试） （多选）两个共点力 FI,F2大小不同、 夹角恒 定,它们的合力大小为 F,则（AD ） A. F

8、I,F2同时增大一倍,F也增大一倍 B. FI,F2同时增大 10 N,F 也增大 10 N C. F1增大 10 N,F2减小 10 N,F 一定不变 D. 若 F1,F2中的一个增大,F 不一定增大 解析：由于合力FM F 心丹吧（B为 F1,F2的夹角）,若 F1,F2都变 为原来的 2 倍,合力也一定变为原来的 2 倍,A 正确;对于 B,C 两种情 况,力的变化不是按比例增大或减小的，不能判断合力的变化情 况,B,C 错误；如图所示，若 F2增大，可明显看出合力先减小后增大，所 以 D 正确. 8. （多选）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

9、的大小为IF,方向未知，则 F1的大小可能是（AC ） 品A 3 B. 2 C彳 解析：如图所示，因 F2二二 1FFSin 30 ,故 R 的大小有两种可能情况 即 Fi的大小分别为 Feos 30 - F 和 Feos 30 + F, 即 Fi的大小分别为色 F 和口F,A,C 两项正确. 9. （多选）如图所示是李强同学设计的一个小实验，他将细绳的一端系 在手指上,细绳的另一端系在直杆的 A 端，杆的左端顶在掌心上，组成 一个“三角支架”.在杆的 A 端悬挂不同的重物，并保持静止.通过实 验会感受到（ACD ） A. 细绳是被拉伸的，杆是被压缩的 B. 杆对手掌施加的作用力的方向沿杆由

10、C 指向 A C. 细绳对手指施加的作用力的方向沿细绳由 B 指向 A D. 所挂重物质量越大，细绳和杆对手的作用力也越大 解析：重物所受重力的作用效果有两个，一是拉紧细绳，二是使杆压紧 手掌,所以重力可分解为沿细绳方向的力 Fi和垂直于掌心方向的力 F2, 如图所示，由三角函数得 Fi,F2二二 Gtan 0 ,故选项 A,C,D 正确. 由 F吟-（阳価于|=R F, 能力培养练能力培养练 10. （多选）如图所示，两相同轻质硬杆 OQOQ 可绕其两端垂直纸面的 水平轴 Q,Q,Q2转动,在 Q 点悬挂一重物 M,将两相同木块 m 紧压在竖直 挡板上，此时整个系统保持静止.Ff表示木块与挡

11、板间摩擦力的大小， FN表示木块与挡板间正压力的大小.若挡板间的距离稍许增大后，系 统仍静止,且Q,Q2始终等高，则（BC ） A.Ff变小 B.Ff不变 C.FN变大 D.FN变小 解析：以两轻质硬杆、 重物 M 及两木块 m 整体为研究对象，受力分析如 图（甲）所示，由平衡条件可知 2Ff=（M+2m）g,故选项 A 错误,B 正确；将 绳的拉力 Mg 分解为沿 QQQQ 方向的两个分力，如图（乙）所示，由于 0,。2等高，所以a 1= a 2,则 Fi = F?,当挡板间距离增大后，a 1, a 2增大， 则 FI,F2增大，将 Fl进行正交分解如图（丙）所示，则有 FN=FiSin a

12、 1,随 a 1,F1的增大,FN增大，故选项 C 正确,D 错误. 11. （2019 河北保定模拟）如图所示,将三个完全相同的光滑球用不 可伸长的细线悬挂于 0 点并处于静止状态.已知球半径为 R,重为 G, 线长均为 R.则每条细线上的张力大小为（B ） 解析：由题图可知，0 点与各球心的连线及各球心连线构成一个边长为 2R 的正四面体，如图（甲）所示（A,B,C 为各球球心）,0 为 ABC 的中 心，如图（乙）所示，设Z 0A0 =6 ,由几何关系知 0 ASR,由勾股定 _ . ” _ I 理得 00 =2屮一且=计尺对 A 处球受力分析有 Fsin 6二 G,又 sin 6 Li

13、,解得 F 二 1G,故只有 B 项正确. 12. 电梯修理员或牵引专家常常需要监测金属绳中的张力 ，但只能在 使用的装置中现场间接测量，不可能将金属绳取下后直接测量.某同 学发明了一种能间接测量绳中张力的仪器，工作原理如图所示，将相 距为 L的两根较光滑支柱 A,B 固定在金属绳的同一侧，图中的小圆圈 表示支柱的横截面，支柱 A,B 都垂直于纸面；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 d（d? L）,这时仪器显示金属绳对支柱 C 的作用力为 F.如果偏移 量 d=10 mm 作用力F=400 N,L=250 mm 试计算金

14、属绳中张力 FT的大小.A.2G B. G C0G 解析：设支柱在 C 点时受两边金属绳的张力分别为 FTI和 FT2,BC 与 BC 的夹角为9 ,如图所示. 依对称性有 FT1 = FT2=FT 由力的合成有 F=2FTsin 9 FL 因 d? L,故 FT二飯 将 d=10 mm,F=400 N,L=250 mm 代入解得 FT=2.5 X 103 N,即金属绳中 的张力为 2.5 X 103 N. 答案:2.5 X 103 N 13. 如图所示,在光滑的水平杆上，穿着两个重均为 2 N 的球 A,B,在两 球之间夹着一弹簧，弹簧的劲度系数为 10 N/m,用两条等长的线将球 C 与 A,B 相连，此时弹簧被压缩 10 cm,两条线的夹角为 60