（新课标）高考物理 2.2 力的合成与分解达标训练

第二章第二节力的合成与分解一、选择题(本题共10小题，每题7分，至少一个答案正确，选不全得4分，共70分)1．把一个力分解为两个力时，下面说法中正确的是A．两个分力中，一个分力变大时，另一个分力一定减小B．两个分力必然同时变大，或同时变小C．无论如何分解，两个分力不能同时大于这个力的2倍D．无论如何分解，两个分力不能同时小于这个力的eq\f(1,2)答案D2．(·西城区抽样)F1、F2是力F的两个分力．若F＝10N，则下列不可能是F的两个分力的是A．F1＝10NF2＝10NB．F1＝20NF2＝20NC．F1＝2NF2＝6ND．F1＝20NF2＝30N解析合力F和两个分力F1、F2之间的关系为|F1－F2|≤F≤F1＋F2，则应选C.答案C3．在研究共点力合成实验中，得到如图2－2－12所示的合力与两力夹角θ的关系曲线，关于合力F的范围及两个分力的大小，下列说法中正确的是A．2N≤F≤14NB．2N≤F≤10NC．两力大小分别为2N、8ND．两力大小分别为6N、8N解析由图象得：θ＝eq\f(1,2)π时，两分力F1、F2垂直，合力为10N，即Feq\o\al(2,1)＋Feq\o\al(2,2)＝100，θ＝π时，两分力方向相反，即两分力相减，|F1－F2|＝2，联立解得：F1＝8NF2＝6N或F1＝6NF2＝8N，合力的范围|F1－F2|≤F≤F1＋F2，即2N≤F≤14N，故A、D对，B、C错．答案AD4．(·孝感模拟)如图2－2－13所示，一根不可伸长的轻绳穿过轻滑轮，两端系在高度相等的A、B两点，滑轮下挂一物体，不计轻绳和轻滑轮之间的摩擦．今让B缓慢向右移动，则下列说法正确的是A．随着B向右缓慢移动，绳子的张力减小B．随着B向右缓慢移动，绳子的张力不变C．随着B向右缓慢移动，滑轮受绳AB的合力变小D．随着B向右缓慢移动，滑轮受绳的合力不变解析让B缓慢向右移动，左右绳子间的夹角变大，合力不变，故绳的张力变大，A、B错；滑轮受绳AB的合力与物体重力等大反向，故C错，D对．答案D5．(·信阳模拟)图2－2－14是某同学对颈椎病人设计的一个牵引装置的示意图，一根绳绕过两个定滑轮和一个动滑轮后两端各挂着一个相同的重物，与动滑轮相连的帆布带拉着病人的颈椎(图中是用手指代替颈椎做实验)，整个装置在同一竖直平面内．如果要增大手指所受的拉力，可采取的办法是A．只增加与重物相连的绳的长度B．只增加重物的重量C．只将手指向下移动D．只将手指向上移动解析由动滑轮处于平衡状态得手指所受的拉力大小等于两个细线的拉力的合力，细线的拉力大小等于重物的重力，综合有F＝2mgcosθ，而整个装置固定，两个定滑轮的距离一定，若仅增加与重物连接的细绳的长度，手指的位置不动，θ不变，F不变，A错误；仅增加重物的重力，那么细线的拉力增大，手指受到的力增大，B正确；只将手指向下移动，则θ变小，手指所受的拉力变大，C正确，D错误．答案BC6．如图2－2－15所示，清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中，工人及其装备的总重量为G，悬绳与竖直墙壁的夹角为α，悬绳对工人的拉力大小为F1，墙壁对工人的弹力大小为F2，则A．F1＝eq\f(G,sinα)B．F2＝GtanαC．若缓慢减小悬绳的长度，F1与F2的合力变大D．若缓慢减小悬绳的长度，F1减小，F2增大解析对“工人及其装备”受力分析如图所示，F1＝eq\f(G,cosα)，F2＝Gtanα，选项A错误，B正确；若缓慢减小悬绳的长度，α增大，则F1、F2均增大，但F1与F2的合力大小始终等于G，选项C、D均错误．答案B7．如图2－2－16所示，在水平天花板的A点处固定一根轻杆a，杆与天花板保持垂直．杆的下端有一个轻滑轮O.另一根细线上端固定在该天花板的B点处，细线跨过滑轮O，下端系一个重量为G的物体．BO段细线与天花板的夹角为θ＝30°.系统保持静止，不计一切摩擦．下列说法中正确的是A．细线BO对天花板的拉力大小是eq\f(G,2)B．a杆对滑轮的作用力大小是eq\f(G,2)C．a杆和细线对滑轮的合力大小是GD．a杆对滑轮的作用力大小是G解析细线对天花板的拉力大小等于物体的重力G；以滑轮为研究对象，两段细线的拉力都是G，互成120°，因此合力大小是G，根据共点力的平衡条件，a杆对滑轮的作用力大小也是G，方向与竖直方向成60°角斜向右上方；a杆和细线对滑轮的合力大小为零．答案D8．图2－2－17中弹簧测力计、绳和滑轮的重量均不计，绳与滑轮间的摩擦力不计，物体的重力都是G，在图甲、乙、丙三种情况下，弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3，则A．F3＞F1＝F2 B．F3＝F1＞F2C．F1＝F2＝F3 D．F1＞F2＝F3解析F1＝G，F2＝Gsin60°＝eq\f(\r(3),2)G，F3＝G，故B正确．答案B9．(·合肥调研)两个质量相等的物块通过轻绳绕过两个光滑的定滑轮处于如图2－2－18所示的静止状态，AB与水平方向成45°角，过A的水平线与过B的竖直线交于C点．现给AB的中点O施加一外力F，使O点缓慢地向C点做直线运动，则在运动过程中，下列说法正确的是A．F的方向总是指向CB．F的方向在不断地变化C．F先减小后增大D．F先增大后减小解析本题考查力的合成与分解．OC连线与AB垂直，当O点缓慢向C点沿直线OC移动时，OA、OB两端绳子的拉力均等于物体的重力，此时O点受到OA、OB的拉力和外力F的作用处于平衡状态，拉力F与OA、OB的拉力的合力等大反向，当O点沿直线OC移动时，OA、OB拉力的夹角逐渐减小，因这两个力的合力方向始终由C指向O，而大小逐渐变大，故拉力F的方向不变，大小逐渐增大．选项A正确，选项B、C、D错误．答案A10．(·石家庄一模)如图2－2－19所示，顶角为直角、质量为M的斜面体ABC放在粗糙的水平面上，∠A＝30°，斜面体与水平面间的动摩擦因数为μ.现沿垂直于BC方向对斜面体施加力F，斜面体仍保持静止状态，则关于斜面体受到地面对它的支持力FN和摩擦力Ff的大小，正确的是(已知重力加速度为g)A．FN＝Mg，Ff＝eq\f(\r(3),2)FB．FN＝Mg＋eq\f(1,2)F，Ff＝μMgC．FN＝Mg＋eq\f(1,2)F，Ff＝eq\f(\r(3),2)FD．FN＝Mg＋eq\f(\r(3),2)F，Ff＝eq\f(1,2)F解析对斜面体受力分析如图所示，斜面体保持静止，则：Ff＝Fcos30°＝eq\f(\r(3),2)FFN＝Mg＋Fsin30°＝Mg＋eq\f(1,2)F，故C正确．答案C二、计算题(本大题共2小题，共30分．要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11．(14分)如图2－2－20所示，两滑块放在光滑的水平面上，中间用一细线相连，轻杆OA、OB搁在滑块上，且可绕铰链O自由转动，两杆长度相等，夹角为θ，当竖直向下的力F作用在铰链上时，滑块间细线的张力为多大？解析把竖直向下的力F沿两杆OA、OB方向分解，如图甲所示，可求出作用于滑块上斜向下的力为：F1＝F2＝eq\f(F,2cos\f(θ,2))斜向下的压力F1将产生两个效果：竖直向下压滑块的力F1″和沿水平方向推滑块的力F1′，因此，将F1沿竖直方向和水平方向分解，如图乙所示，考虑到滑块未受摩擦力，细线上的张力等于F1的水平方向上的分力F1′，即：F1′＝F1coseq\f(π－θ,2)＝F1sineq\f(θ,2)解得：F1′＝eq\f(F,2)taneq\f(θ,2).答案eq\f(F,2)taneq\f(θ,2)12．(16分)一光滑圆环固定在竖直平面内，环上套着两个小球A和B(中央有孔)，A、B间由细绳连接，它们处于如图2－2－21所示位置时恰好都能保持静止状态．此情况下，B球与环中心O处于同一水平面上，AB