高考第一轮复习物理12力的合成与分解 共点力作用下的物体的平衡(附答案)

1、物理高考第一轮复习1.2第单元 力的合成与分解·共点力作用下的物体的平衡闯关训练夯实基础1.物体受共点力F1、F2、F3作用而做匀速直线运动，则这三个力可能选取的数值为A.15 N、5 N、6 NB.3 N、6 N、4 NC.1 N、2 N、10 ND.1 N、6 N、8 N解析：物体在F1、F2、F3作用下而做匀速直线运动，则三个力的合力必定为零，只有B选项中的三个力的合力可能为零，故选B.答案：B2.一组力作用于一个物体，其合力为零.现把其中的一个大小为20 N的力的作用方向改变90°而大小不变，那么这个物体所受力的合力大小是_.解析：由于物体所受的合力为零，则除20

2、N以外的其他力的合力大小为20 N，方向与20 N的力方向相反.若把20 N的力的方向改变90°，则它与其余力的合力垂直，由平行四边形定则知物体所受力的合力大小为20 N.答案：20 N3.如图1215所示，物块在力F作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受的摩擦力Ff与拉力F的合力方向应该是图1215A.水平向右B.竖直向上C.向右偏上D.向左偏上解析：对物块进行受力分析如图所示：除F与Ff外，它还受竖直向下的重力G及竖直向上的支持力FN，物块匀速运动，处于平衡状态，合力为零.由于重力G和支持力FN在竖直方向上，为使这四个力的合力为零，F与Ff的合力必须沿竖直方向.由平行四边形定则可

3、知，F与Ff的合力只能竖直向上.故B正确. 答案：B4.如图1216所示，物体静止于光滑水平面M上，力F作用于物体O点，现要使物体沿着O方向做加速运动（F和O都在M水平面内）.那么，必须同时再加一个力，这个力的最小值是图1216A.FcosB.FsinC.FtanD.Fcot解析：为使物体在水平面内沿着O做加速运动，则F与的合力方向应沿着O，为使最小，应与O垂直，如图所示.故的最小值为=Fsin，B选项正确.答案：B5.某运动员在单杠上做引体向上的动作，使身体匀速上升.第一次两手距离与肩同宽，第二次两手间的距离是肩宽的2倍.比较运动员两次对单杠向下的作用力的大小，其结果为_.解析：由于运动员匀

4、速上升，运动员两次所受单杠的作用力都等于他的重力，故他对单杠向下的作用力都是mg.答案：mg6.一根轻质细绳能承受的最大拉力是G，现把一重为G的物体系在绳的中点，两手先并拢分别握住绳的两端，然后缓慢地左右对称分开.为使绳不断，两绳间的夹角不能超过A.45°B.60°C.120°D.135°解析：当两绳间的夹角为120°时，两绳的拉力等于G；若两绳的夹角大于120°，两绳的拉力大于G；若两绳间的夹角小于120°，两绳的拉力小于G，故选C.答案：C7.刀、斧、凿、刨等切削工具的刃都叫做劈，劈的截面是一个三角形，如图1217所示，

5、使用劈的时候，在劈背上加力F，这个力产生的作用效果是使劈的两侧面推压物体，把物体劈开.设劈的纵截面是一个等腰三角形，劈背的宽度是d，劈的侧面的长度是L.试求劈的两个侧面对物体的压力F1、F2.图1217解析：根据力F产生的作用效果，可以把力F分解为两个垂直于侧面的力、，如图所示，由对称性可知，=.根据力三角形OF与几何三角形ACB相似可得= 所以=F由于F1=，F2=，故F1=F2=F.答案：F1=F2=F8.如图1218所示，保持不变，将B点向上移，则BO绳的拉力将图1218A.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：对结点O受力分析如图甲所示.由于结点O始终处于平衡状态，

6、合力为零，故F1、FB、FA经过平移可构成一个矢量三角形，其中F1=mg，其大小和方向始终不变；FA方向也不变，大小可变；FB的大小、方向都在变.在绳向上偏移的过程中，可能作出一系列矢量三角形如图乙所示，显而易见在FB变化到与FA垂直前，FB是逐渐变小的，然后FB又逐渐变大.同时看出FA是逐渐变小的，故C正确.应用此方法可解决许多相关动态平衡问题.甲乙答案：C9.用细绳AC和BC吊起一重物，两绳与竖直方向的夹角如图1219所示，AC能承受的最大拉力为150 N，BC能承受的最大拉力为100 N.为使绳子不断裂，所吊重物的质量不得超过多少?图1219解析：重物受到的三个力的方向已确定.当AC、B

7、C中有一条绳的拉力达到最大拉力时，设FAC已达到FAC150 N，已知FBCFACtan30°86.6 N100 N. G= N172 N.G172 N时，FAC150 N，而FBC100 N，AC要断.所以G172 N，m17.2 kg.答案：m17.2 kg10.（2003年高考新课程理科综合，19）如图1220所示，一个半球形的碗放在桌面上，碗口水平，O点为其球心，碗的内表面及碗口是光滑的.一根细线跨在碗口上，线的两端分别系有质量为m1和m2的小球，当它们处于平衡状态时，质量为m1的小球和O点的连线与水平线的夹角为=60°.两小球的质量比为图1220A.B.C.D.解

8、析：由FN与FT水平方向合力为零可知，FN=FT；竖直方向有2FT cos30°=m1g，又FT =m2 g，从而得2m2 g×=m1 g，解得=.答案：A培养能力11.如图1221所示，重为G的均匀链条，两端用等长的轻绳连接，接在等高的地方，绳与水平方向成角.试求：（1）绳子的张力；（2）链条最低点的张力.图1221解析：（1）如图所示，设两端绳的拉力均为F1，则有2F1sin=GF1=.（2）设链条最低点的张力为F2，则有F2=F1cos=Gcot.答案：（1） （2）Gcot12.水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B.一轻绳的一端C固定在墙壁上，另一端跨过

9、滑轮后悬挂一质量m=10 kg的重物，CBA=30°，如图1222 所示.则滑轮受到绳子的作用力为（g取10 m/s2）图1222A.50 NB.50 NC.100 ND.200 N解析：滑轮所受绳子的作用力是滑轮两侧绳子拉力的合力.根据定滑轮的特点，两侧绳的拉力均为F=mg=100 N.由于两侧绳的夹角为120°，所以，它们的合力也等于100 N，C选项正确.答案：C13.（2003年辽宁大综合，36）如图1223所示，一质量为M的楔形木块放在水平桌面上，它的顶角为90°，两底角为和；a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块.已知所有接触面都是光滑的.现发现a、

10、b沿斜面下滑，而楔形木块静止不动，这时楔形木块对水平桌面的压力等于图1223A.Mg+mgB.Mg+2mgC.Mg+mg（sin+sin）D.Mg+mg（cos+cos）解析：以楔形木块为研究对象，它受到重力、支持力、两木块的压力，根据平衡条件得FN=Mg+mgcos2+mgcos2由于+=90°，故cos2+cos2=1，所以楔形木块对地面的压力为FN=Mg+mg正确选项为A.答案：A14.如图1224所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，BC水平，AC边竖直，ABC=，AB及AC两边上分别套有细线连着的铜环，当它们静止时，细线跟AB所成的角的大小为（细线长度小于BC）图1224A

11、.=B.C.D.解析：若铜环Q质量为零，则它仅受线的拉力和铁丝AC的弹力，它们是一对平衡力.由于铁丝对Q环的弹力垂直于AC，则细线必定垂直于AC，此时=，由于Q环的质量大于零，故.同样的道理，若铜环P的质量为零，则=，而铜环P的质量大于零，则，故.选项D正确.答案：D探究创新15.（2004年天津理综，17）中子内有一个电荷量为+e的上夸克和两个电荷量为e的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图1225所示.图1226给出的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是图1225图1226解析：电荷量为e的下夸克所受的另一个电荷量为e的下夸克给它的静电力，为电荷量为+e的上

12、夸克给它静电力的，则由受力图及相应的几何知识可得到，两个电荷量为e的下夸克所受的静电力的合力均竖直向上，电荷量为+e的上夸克所受的静电力的合力竖直向下，故B选项正确.答案：B16.有点难度哟！如图1227所示，在倾角=60°的斜面上放一个质量为m的物体，用k=100 N/m 的轻质弹簧平行斜面吊着.发现物体放在PQ间任何位置都处于静止状态，测得AP=22 cm，AQ=8 cm，则物体与斜面间的最大静摩擦力等于多少？图1227解析：物体位于Q点时，弹簧必处于压缩状态，对物体的弹力FQ沿斜面向下；物体位于P点时，弹簧已处于拉伸状态，对物体的弹力FP沿斜面向上，P、Q两点是物体静止于斜面上

13、的临界位置，此时斜面对物体的静摩擦力都达到最大值Fm，其方向分别沿斜面向下和向上.根据胡克定律和物体的平衡条件得：k（l0l1）+mgsin=Fmk（l2l0）=mgsin+Fm解得Fm=k（l2l1）=×100×0.14 N=7 N.答案：7 N17.有点难度哟！压榨机如图1228所示，B为固定铰链，A为活动铰链.在A处作用一水平力F，C就以比F大得多的力压D.已知L=0.5 m，h=0.1 m，F=200 N，C与左壁接触面光滑，求D受到的压力.图1228解析：根据水平力产生的效果，它可分解为沿杆的两个分力F1、F2，如图a所示.则F1F2=而沿AC杆的分力F1又产生了

14、两个效果：对墙壁的水平推力F3和对D的压力F4，如图b所示，则F4=F1sin=Ftan而tan=故F4= N=500 N.答案：500 N信息链接破冰船为什么能够破冰？每当严寒降临、冬季来到的时候，北方的港湾和海面常常会冰封，使航道阻塞.为了便于船舶出入港口，往往要用破冰船进行破冰.那么，破冰船是如何破冰的呢？原来破冰船同其他船比较，有自己的特点：它的船体结构特别坚实，船壳钢板比一般船舶厚得多；船宽体胖上身小，便于在冰层中开出较宽的航道；船身短（一般船的长与宽之比，大约是七比一到九比一，破冰船是四比一），因而进退和变换方向灵活，操纵性好；吃水深，可以破碎较厚的冰层；马力大、航速高，这样向冰层

15、猛冲时，冲击力大；它的船头造成折线型，使头部底线与水平线成2035度角，船头可以“爬”到冰面上；它的船头、船尾和船腹两侧，都备有很大的水舱，作为破冰设备. 破冰船遇到冰层，就使翘起的船头爬上冰面，靠船头部分的重量把冰压碎.这个重量是很大的，一般要达到1 000吨左右，不太坚固的冰层，在破冰船的压力之下马上就让步了.如果冰层较坚固，破冰船往往要后退一段距离，然后开足马力猛冲过去，一次不行，就反复冲，把冰层冲破.遇到很厚的冰层，一下冲不开，破冰船就开动马力很大的水泵，把船尾的水舱灌满，因为船的重心后移，船头自然会抬高.这时，将船身稍向前进，使船头搁在厚冰层上，接着就把船尾的水舱抽空，同时把船头的水舱灌满.这样，本来重量很大的船头，再加上打进船头水舱里的几百吨水的重量，很厚的冰层，也会被压碎.这样，破冰船就慢慢地不断前进，在冰上开出一条水道.欧洲国家的破冰船，在北冰洋有时遇到更厚更结实的冰层，往往会发生这样的事情：破冰船升到了冰面之上，而冰层并不破裂，只是往下沉陷，使破冰船搁在冰上，船身夹在中间，两舷悬空