2025版新教材高考物理全程一轮总复习课时分层作业8力的合成与分解

课时分层作业(八)力的合成与分解基础强化练1．射箭是奥运会上一个欣赏性很强的运动项目，中国队有较强的实力，如图甲所示，射箭时，刚释放的瞬间若弓弦的拉力为100N，对箭产生的作用力为120N，其弓弦的拉力如图乙中F1和F2所示，对箭产生的作用力如图中F所示，则弓弦的夹角α应为(cos53°＝0.6)()A．53°B．127°C．143°D．106°2．[2024·广东卷]唐代《耒耜经》记载了曲辕犁相对直辕犁的优势之一是起土省力．设牛用大小相等的拉力F通过耕索分别拉两种犁，F与竖直方向的夹角分别为α和β，α<β，如图所示．忽视耕索质量，耕地过程中，下列说法正确的是()A．耕索对曲辕犁拉力的水平分力比对直辕犁的大B．耕索对曲辕犁拉力的竖直分力比对直辕犁的大C．曲辕犁匀速前进时，耕索对犁的拉力小于犁对耕索的拉力D．直辕犁加速前进时，耕索对犁的拉力大于犁对耕索的拉力3.[2024·邯郸模拟]在平面内有作用于同一点的四个力，以力的作用点为坐标原点O，四个力的方向如图所示，其中F1＝6N，F2＝8N，F3＝4N，F4＝2N.这四个力的合力方向指向()A．第一象限B．其次象限C．第三象限D．第四象限4.在挪威的两座山峰间夹着一块岩石，吸引了大量游客前往欣赏．该景观可简化成如图所示的模型，右壁竖直，左壁略微倾斜．设左壁与竖直方向的夹角为θ，由于长期的风化，θ将会减小，石头与山崖间的摩擦很小，可以忽视不计，石头质量肯定且始终保持静止．在经年累月风化的过程中，下列说法正确的是()A．山崖左壁对石头的作用力将增大B．山崖右壁对石头的作用力不变C．山崖对石头的作用力减小D．石头受到的合力将增大5．(多选)我国其次艘航母“山东舰”正式入列我国海军，此舰为首艘国产航母，标记着我国的军舰建立技术进入新时代．为使舰载机在几秒内快速停在航母上，须要利用阻拦索将舰载机高速拦停(如图1)，此过程可简化为如图2所示模型，设航母甲板为一平面，阻拦索两端固定，并始终与航母甲板平行．舰载机从正中心钩住阻拦索，实现减速．阻拦索为弹性装置，刚刚接触阻拦索就处于绷紧状态，下列说法正确的是()A．舰载机落在航母上钩住阻拦索时，只受重力、阻拦索的弹力和航母甲板的摩擦力三个力作用B．舰载机钩住阻拦索接着向前运动的过程中，阻拦索对飞机的弹力在变大C．当阻拦索被拉至夹角为120°时，设阻拦索的张力为F，则阻拦索对舰载机的弹力大小为FD．舰载机钩住阻拦索接着向前运动的过程中，舰载机所受摩擦力始终在变大6.[2024·云南省昆明市第一中学高三模拟]如图，两个轻滑轮通过细绳悬挂在天花板上，轻绳跨过滑轮连接两个质量为m的物体，将一与质量为M的物体连接的动滑轮放到轻绳上后系统保持静止，滑轮质量不计．此时悬挂在天花板上的轻绳与竖直方向的夹角为30°，则M与m的比值关系正确的是()A．1∶1B．1∶2C．2∶1D．1∶37．[2024·安徽皖北协作区联考]航母阻拦索用于拦停高速着舰的舰载机，被喻为“舰载机生命线”，如图所示为其结构简图，滑轮1、2、3、4及液压缸a、b、c固定在甲板平面上，阻拦索绕过滑轮组后闭合．某时刻舰载机的挂钩勾住阻拦索，形成图示的夹角时，舰载机受到阻拦索的合力大小为F.不考虑阻拦索、滑轮的质量及一切摩擦，则此时单个柱塞所受阻拦索的合力大小为()A．eq\f(F,3)B．eq\f(\r(3)F,3)C．FD．eq\r(3)F实力提升练8．[2024·广东六校联考](多选)在如图所示装置中，轻杆一端固定着一个轻质滑轮b，质量为m1的重物A悬挂在另一个轻质滑轮c上，轻绳一端固定于a点，跨过滑轮c和b，另一端固定在质量为m2的重物B上，已知悬点a和滑轮b间的距离远大于滑轮的直径，一切摩擦均不计，整个装置稳定时轻绳ac部分与竖直方向夹角为α，bc部分与竖直方向的夹角为β，下列说法正确的是()A.整个装置稳定时，α角肯定等于β角B.若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，A高度上升C.若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，A高度上升D．存在某一方向，往该方向缓慢平移轻杆时，A的位置保持不变9.一质量为m的小球通过短轻绳和光滑铰链(不计质量)与两根过球心的轻杆连接，轻杆通过光滑铰链分别与固定点O和O′连接，如图所示，已知两轻杆与水平地面和竖直墙壁的夹角都为30°，重力加速度为g，则下面轻杆和上面轻杆受到铰链的作用力大小分别为()A．eq\r(3)mg，mgB．mg，eq\r(3)mgC．eq\f(\r(3),2)mg，mgD．mg，eq\f(\r(3),2)mg10.[2024·广东湛江一模](多选)《大国工匠》节目中讲解并描述了王进利用“秋千法”在1000kV的高压线上带电作业的过程．如图所示，绝缘轻绳(不行伸长)OD一端固定在高压线杆塔AB上的O点，另一端固定在兜篮D上．另一绝缘轻绳CD跨过固定在杆塔上C点的定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人限制．身穿屏蔽服的工人坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处，绳OD始终处于伸直状态，兜篮、工人及携带的设备总质量为m，不计一切阻力，重力加速度大小为g，OD＝OC.关于工人从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是()A．工人对绳的拉力始终变大B．绳OD的拉力始终变小C．OD、CD两绳拉力的合力大小等于mgD．当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力大小为eq\f(\r(3),3)mg课时分层作业（八）1．解析：弓弦拉力的合成如图所示，由于F1＝F2，由几何关系得2F1coseq\f(α,2)＝F，有coseq\f(α,2)＝eq\f(F,2F1)＝eq\f(120N,2×100N)＝0.6，所以eq\f(α,2)＝53°，即α＝106°，故D正确．答案：D2．解析：曲辕犁耕索的拉力在水平方向上的分力为Fsinα，直辕犁耕索的拉力在水平方向上的分力为Fsinβ，由于α<β，则Fsinβ>Fsinα，A错误；曲辕犁耕索的拉力在竖直方向上的分力为Fcosα，直辕犁耕索的拉力在竖直方向上的分力为Fcosβ，由于α<β，故Fcosα>Fcosβ，B正确；作用力与反作用力总是大小相等，耕索对犁的拉力与犁对耕索的拉力是一对作用力与反作用力，故耕索对犁的拉力等于犁对耕索的拉力，C、D错误．答案：B3．解析：F1＝6N，方向沿x轴的正向；F3＝4N，沿x轴负向；故F1与F3的合力F13沿着x轴的正方向，为2N；F2＝8N，沿y轴正向；F4＝2N，沿y轴负向；故F2与F4的合力F24为6N，沿着y轴正方向；最终再将F13与F24合成，故合力F为2eq\r(10)N，指向第一象限，选项A正确，B、C、D错误．答案：A4．解析：对石头受力分析如图所示，依据平衡条件可知N2cosθ＝N1，N2sinθ＝G，随着θ的减小，N1、N2都在增大，A正确，B错误；山崖对石头的作用力大小始终等于石头的重力，所以不变，C错误；由于石头处于静止状态，所以石头所受的合力始终为零，D错误．答案：A5.解析：舰载机受重力、阻拦索的弹力、航母施加的摩擦力与支持力，A错；阻拦索的长度变长，张力变大，对飞机的作用是阻拦索上两个分力的合力，夹角变小，合力变大，B对；如图，阻拦索的张力夹角为120°时，F合＝F，C对；F滑＝μN＝μmg，故舰载机所受摩擦力不变，D错．答案：BC6．解析：由于绳子的张力大小到处相等，左边第一个滑轮静止，则左侧悬挂滑轮的绳的方向沿跨过滑轮的两段绳的角平分线方向，故跨过定滑轮与m连接的两段绳与竖直方向的夹角均为60°，动滑轮对绳的压力大小为Mg，依据平衡条件Mg＝2mgcos60°，M∶m＝1∶1，A正确．答案：A7．解析：某时刻舰载机的挂钩勾住阻拦索，形成图示的60°夹角，由于挂钩两侧阻拦索中拉力相等，由2F′cos30°＝F，解得阻拦索中的拉力F′＝eq\f(\r(3)F,3).由于柱塞两侧阻拦索中拉力相等，其合力方向在两侧阻拦索拉力所成夹角的角平分线上，所以单个柱塞所受阻拦索的合力大小为F合＝2F′cos60°＝F′＝eq\f(\r(3)F,3)，选项B正确．答案：B8．解析：滑轮b、c均为“活结”，结合对B的受力分析知整个装置稳定时各部分绳的拉力均等于m2g，则ac、bc两部分绳拉力的合力肯定在它们的角平分线上，由于它们的合力与A的重力大小相等，方向相反，则合力竖直向上，故ac、bc两部分绳子与竖直方向的夹角α和β相等，选项A正确．整个装置稳定时，α角肯定等于β角，ac、bc绳拉力肯定等于m2g，拉力的合力肯定与A的重力等大反向，则α、β有恒定值θ，故a、b水平距离d＝Lacsinθ＋Lbcsinθ，解得Lac＋Lbc＝eq\f(d,sinθ).若仅把轻杆竖直向上缓慢移动一小段距离，由于d和θ都不变，故Lac＋Lbc不变，因定滑轮b位置上升了，分析可知A高度上升；同理，若仅把轻杆水平向右缓慢移动一小段距离，θ不变，d变大，则Lac＋Lbc变大，定滑轮b高度不变，分析可知A高度下降，选项B正确，C错误．沿cb方向缓慢平移轻杆时，轻绳各部分的拉力大小和方向均不变，则A的位置保持不变，选项D正确．答案：ABD9．解析：由题可知，两轻杆为两个“动杆”，而“动杆”上弹力方向沿轻杆．对铰链进行受力分析，铰链所受轻绳拉力大小为mg，方向竖直向下，下面轻杆对铰链的弹力方向沿轻杆斜向下，设为F1，上面轻杆对铰链的弹力方向沿轻杆斜向上，设为F2，如图所示，在力的矢量三角形中，由正弦定理有eq\f(F1,sin30°)＝eq\f(mg,sin30°)＝eq\f(F2,sin120°)，解得F1＝mg，F2＝eq\r(3)mg，选项B正确．答案：B10．解析：对兜篮、工人及携带的设备整体受力分析如图甲所示．F1为绳OD的拉力，与竖直方向的夹角为θ，F2为绳CD的拉力，与竖直方向的夹角为α，由平衡条件可得，F1cosθ＋F2cosα＝mg，F1si