2019年高考物理总复习（教科版）试题第二章相互作用第2课时力的合成与分解受力分析

第2课时力的合成与分解受力分析1.如图所示,F1,F2为有一定夹角的两个力,L为过O点的一条直线,当L取什么方向时,F1,F2在L上分力之和为最大(A)A.F1,F2合力的方向 B.F1,F2中较大力的方向C.F1,F2中较小力的方向 D.以上说法都不正确解析:要想使F1,F2在L上分力之和最大,也就是F1,F2的合力在L上的分力最大,则L的方向应该沿F1,F2的合力的方向.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和4 B.3和4C.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.(2018·山东聊城模拟)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(坐标纸中每格边长表示1N大小的力),该物体所受的合外力大小正确的是(D)A.(甲)图中物体所受的合外力大小等于4NB.(乙)图中物体所受的合外力大小等于2NC.(丙)图中物体所受的合外力大小等于0D.(丁)图中物体所受的合外力大小等于0解析:图(甲)中,先将F1与F3合成,再以3N和4N为边画平行四边形,并结合勾股定理知合力的大小为5N,A项错误;图(乙)中,先将F1与F3正交分解,再合成,求得合力的大小等于5N,B项错误;图(丙)中,可将F3正交分解,求得合力的大小等于6N,C项错误;根据三角形定则,图(丁)中合力的大小等于0,D项正确.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O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O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.(2018·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.导学号如图所示,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.(2018·四川绵阳测试)(多选)两个共点力F1,F2大小不同、夹角恒定,它们的合力大小为F,则(AD)A.F1,F2同时增大一倍,F也增大一倍B.F1,F2同时增加10N,F也增加10NC.F1增加10N,F2减少10N,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F=F12+F22+2F1F2B,C错误;如图所示,若F2增加,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的大小为33F,方向未知,则F1A.3F3 B.3F2 C.解析:如图所示,因F2=33F>Fsin30°,故F1由ΔF=F22-(Fsin30°)2Fcos30°+ΔF,即F1的大小分别为33F和29.导学号如图所示,一个“Y”形弹弓顶部跨度为L,两根相同的橡皮条自由长度均为L,在两橡皮条的末端用一块软羊皮(长度不计)做成裹片.若橡皮条的弹力与形变量的关系满足胡克定律,且劲度系数为k,发射弹丸时每根橡皮条的最大长度为2L(弹性限度内),则发射过程中裹片对弹丸的最大作用力为(D)A.kL B.2kL C.32kL D.15解析:发射弹丸瞬间两橡皮条间的夹角为2θ,则sinθ=L22L=14,cosθ=1-sin2θ=15410.导学号(多选)如图所示,两相同轻质硬杆OO1,OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O,O1,O2转动,在O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.f表示木块与挡板间摩擦力的大小,N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O1,O2始终等高,则(BC)A.f变小 B.f不变C.N变大 D.N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2f=(M+2m)g,故选项A错误,B正确;将绳的拉力Mg分解为沿OO1,OO2方向的两个分力,如图(乙)所示,由于O1,O2等高,所以α1=α2,则F1=F2,当挡板间距离增大后,α1,α2增大,则F1,F2增大,将F1进行正交分解如图(丙)所示,则有N=F1sinα1,随α1,F1的增大,N增大,故选项C正确,D错误.11.导学号(2018·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O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)A.2G B.62G C.32G D.解析:由题图可知,O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),O′为△ABC的中心,如图(乙)所示,设∠OAO′=θ,由几何关系知O′A=233R,由勾股定理得OO′=OA2-AO'2=8312.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=10mm,作用力F=400N,L=250mm,试计算金属绳中张力FT的大小.解析:设支柱在C′点时受两边金属绳的张力分别为T1和T2,BC与BC′的夹角为θ,如图所示.依对称性有T1=T2=T由力的合成有F=2Tsinθ根据几何关系有sinθ=d联立上述二式解得T=F2因d≪L,故T=FL4将d=10mm,F=400N,L=250mm代入解得T=2.5×103N,即金属绳中的张力为2.5×103N.答案:2.5×103N13.如图所示,在光滑的水平杆上,穿着两个重均为2N的球A,B,在两球之间夹着一弹簧,弹簧的劲度系数为10N/m,用两条等长的线将球C与A,B相连,此时弹簧被压缩10cm,两条线的