2019-2020年高考物理 專題02 相互作用 備考強(qiáng)化訓(xùn)練5 力的合成與分解 新人教版.doc

2019-2020年高考物理 專題02 相互作用 備考強(qiáng)化訓(xùn)練5 力的合成與分解 新人教版本套試題訓(xùn)練和考查的重點(diǎn)是：理解力的合成與分解，掌握平行四邊形定則；會用作圖法和公式法解決共點(diǎn)力的合成和力的分解問題。第3、5題為聯(lián)系實(shí)際的新題，第17題為聯(lián)系了電場知識。此類題的特點(diǎn)是解答時一般先畫圖后分析，著重培養(yǎng)學(xué)生解題時用“作圖法”的習(xí)慣和能力。 一、破解依據(jù)1.同一直線上力的合成 同向: F=F1+F2 反向：F=F1-F2 (F1>F2) 2.互成角度力的合成 一般情形：F=(F12+F22+2F1F2cos)1/2 ，（方向） FF2F1) OFF2F1OFFY FX OX Y特殊情形： F1F2時: F=(F12+F22)1/2 3.合力大小范圍 |F1-F2|F|F1+F2| 4.力的正交分解Fx=Fcos Fy=Fsin 為合力與x軸之間的夾角tg=Fy/Fx注：(1)力(矢量)的合成與分解遵循平行四邊形定則。（2）合力與分力的關(guān)系是等效替代關(guān)系,可用合力替代分力的共同作用,反之也成立。(3)除公式法外，也可用作圖法求解,此時要選擇標(biāo)度嚴(yán)格作圖。(4)F1與F2的值一定時,F1與F2的夾角(角)越大合力越小。（5）同一直線上力的合成，可沿直線取正方向，用正負(fù)號表示力的方向，化成代數(shù)運(yùn)算。二、精選習(xí)題選擇題（每小題5分，共40分）1.（13新課標(biāo)）如圖（見解析），在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用，F(xiàn)平行于斜面向上若要物塊在斜面上保持靜止，F(xiàn)的取值應(yīng)有一定范圍，已知其最大值和最小值分別為F1和F2(F2>0)由此可求出()A物塊的質(zhì)量 B斜面的傾角C物塊與斜面間的最大靜摩擦力 D物塊對斜面的正壓力2.（16海南）如圖1，在水平桌面上放置一斜面體P，兩長方體物塊a和b疊放在P的斜面上，整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將a和b、b與P、P與桌面之間摩擦力的大小分別用f1、f2和f3表示。則Af1=0，f20，f30 Bf10，f2=0，f3=0Cf10，f20，f3=0 Df10，f20，f30圖1圖23.（16浙江）如圖2所示為一種常見的身高體重測量儀。測量儀頂部向下發(fā)射波速為v的超聲波，超聲波經(jīng)反射后返回，被測量儀接收，測量儀記錄發(fā)射和接收的時間間隔。質(zhì)量為M0的測重臺置于壓力傳感器上，傳感器輸出電壓與作用在其上的壓力成正比。當(dāng)測重臺沒有站人時，測量儀記錄的時間間隔為t0，輸出電壓為U0，某同學(xué)站上測重臺，測量儀記錄的時間間隔為t，輸出電壓為U，則該同學(xué)的身高和質(zhì)量分別為Av（t0-t）， Bv（t0-t），C v（t0-t）， D v（t0-t）， 4.4.4 4.（17天津）如圖3所示，輕質(zhì)不可伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點(diǎn)， 懸掛衣服的衣架掛鉤是光滑的，掛于繩上處于靜止?fàn)顟B(tài)如果只人為改變一個條件， 當(dāng)衣架靜止時，下列說法正確的是() A繩的右端上移到b，繩子拉力不變 B將桿N向右移一些，繩子拉力變大C繩的兩端高度差越小，繩子拉力越小D若換掛質(zhì)量更大的衣服，則衣架懸掛點(diǎn)右移圖35. （14長沙模擬）運(yùn)動員手持乒乓球拍托球沿水平面勻加速跑，設(shè)球拍和球質(zhì)量分別為M、m，球拍平面和水平面之間的夾角為，球拍與球保持相對靜止，它們間摩擦及空氣阻力不計(jì)，則（ ）A球拍對球的作用力 B運(yùn)動員對球拍的作用力為C運(yùn)動員的加速度為 D若運(yùn)動員的加速度大于，球一定沿球拍向上運(yùn)動圖46.（17全國）如圖5，柔軟輕繩ON的一端O固定，其中間某點(diǎn)M拴一重物，用手拉住繩的另一端N，初始時，OM豎直且MN被拉直，OM與MN之間的夾角為(>)現(xiàn)將重物向右上方緩慢拉起，并保持夾角不變，在OM由豎直被拉到水平的過程中() 圖5AMN上的張力逐漸增大 BMN上的張力先增大后減小COM上的張力逐漸增大 DOM上的張力先增大后減小7.（14大慶鐵人中學(xué)模擬）如圖6所示，帶支架的平板小車沿水平面向左做直線運(yùn)動，小球A用細(xì)線懸掛于支架前端，質(zhì)量為m的物塊B始終相對于小車靜止地?cái)[放在右端。B與小車平板間的動摩擦因數(shù)為。若某時刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向角，則此刻小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小和方向?yàn)椋?）Amg，豎直向上 Bmg，斜向左上方Cmgtan，水平向右 Dmg，斜向右上方圖68. （17全國）一根輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在水平天花板上相距80 cm的兩點(diǎn)上，彈性繩的原長也為80 cm.將一鉤碼掛在彈性繩的中點(diǎn)，平衡時彈性繩的總長度為100 cm；再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點(diǎn)，則彈性繩的總長度變?yōu)?彈性繩的伸長始終處于彈性限度內(nèi))()A86 cm B92 cm C98 cm D104 cm 填空題（每小題6分，共24分）9. (13上海)如圖7,傾角為37,質(zhì)量不計(jì)的支架ABCD的D端有一大小與質(zhì)量均可忽略的光滑定滑輪,A點(diǎn)處有一固定轉(zhuǎn)軸,CAAB, DC=CA=0.3m。質(zhì)量m=1kg的物體置于支架的B端,并與跨過定滑輪的輕繩相連,繩另一端作用一豎直向下的拉力F,物體在拉力作用下沿BD做勻速直線運(yùn)動,已知物體與BD間的動摩擦因數(shù)=0.3。為保證支架不繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動,物體向上滑行的最大距離s=m。若增大F后,支架仍不繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動,物體能向上滑行的最大距離ss。(選填“大于”“等于”或“小于”)(取sin37=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2)圖710. (14上海)如圖8,光滑的四分之一圓弧軌道AB固定在豎直平面內(nèi),A端與水平面相切。穿在軌道上的小球在拉力F作用下,緩慢地由A向B運(yùn)動,F始終沿軌道的切線方向,軌道對球的彈力為N。在運(yùn)動過程中，F(xiàn)將_，N將_(兩空填“增大”或“減小”) 圖8 11.(14海南)如圖9,一不可伸長的光滑輕繩,其左端固定于O點(diǎn),右端跨過位于O點(diǎn)的固定光滑軸懸掛一質(zhì)量為M的物體;OO段水平,長度為L;繩上套一可沿繩滑動的輕環(huán)?，F(xiàn)在輕環(huán)上懸掛一鉤碼,平衡后,物體上升L。則鉤碼的質(zhì)量為_.圖912. （13安徽）如圖10所示，質(zhì)量為M、傾角為的斜面體(斜面光滑且足夠長)放在粗糙的水平地面上，底部與地面的動摩擦因數(shù)為，斜面頂端與勁度系數(shù)為k、自然長度為L的輕質(zhì)彈簧相連，彈簧的另一端連接著質(zhì)量為m的物塊壓縮彈簧使其長度為L時將物塊由靜止開始釋放，且物塊在以后的運(yùn)動中，斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)重力加速度為g.(1)求物塊處于平衡位置時彈簧的長度_；(4)為使斜面體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，動摩擦因數(shù)應(yīng)滿足什么條件_。(假設(shè)滑動摩擦力等于最大靜摩擦力)?圖10計(jì)算題（共36分）13.（14陜西西工大附中）如圖11所示，將兩個質(zhì)量均為m的小球a、b用細(xì)線相連懸掛于O點(diǎn)，用力F拉小球a，使整個裝置處于平衡狀態(tài)，且懸線Oa與豎直方向的夾角為30，試求F的最小值多大？圖1114.（17北京） 如圖12所示，長l1 m的輕質(zhì)細(xì)繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點(diǎn)的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中，繩與豎直方向的夾角37.已知小球所帶電荷量q1.0106 C，勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E3.0103 N/C，取重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)小球所受電場力F的大??；(2)小球的質(zhì)量m；(3)將電場撤去，小球回到最低點(diǎn)時速度v的大小圖1215（17江蘇） 如圖13所示，兩個半圓柱A、B緊靠著靜置于水平地面上，其上有一光滑圓柱C，三者半徑均為R.C的質(zhì)量為m，A、B的質(zhì)量都為，與地面間的動摩擦因數(shù)均為.現(xiàn)用水平向右的力拉A，使A緩慢移動，直至C恰好降到地面整個過程中B 保持靜止設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.求： 圖13 (1)未拉A時，C受到B作用力的大小F；(2)動摩擦因數(shù)的最小值min；(3)A移動的整個過程中，拉力做的功W.(選做題)16.（14江西師大附中）如圖14所示，物塊在力F作用下向右沿水平方向勻速運(yùn)動，則物塊受到的摩擦力Ff與拉力F的合力方向應(yīng)該是（）A水平向右 B豎直向上 C向右偏上 D向左偏上圖1417.（14大慶鐵人中學(xué)模擬）如圖15所示，三個重均為100N的物塊，疊放在水平桌面上，各接觸面水平，水平拉力F=20N 作用在物塊2上，三條輕質(zhì)繩結(jié)于O點(diǎn)，與物塊3連接的繩水平，與天花板連接的繩與水平方向成45o角，豎直繩懸掛重為20N的小球P。整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)。則（ ）A物塊1和2之間的摩擦力大小為20N B水平繩的拉力大小為15NC桌面對物塊3的支持力大小為320N D物塊3受5個力的作用圖1518.（14徐州一中考前模擬）圖示為某海上救援船的機(jī)械臂工作示意圖機(jī)械臂AB、BC由高強(qiáng)度的輕質(zhì)材料制成， A端固定一個定滑輪， BC可以繞B自由轉(zhuǎn)動鋼絲繩的一端穿過C點(diǎn)，另一端纏繞于可以轉(zhuǎn)動的立柱D上，其質(zhì)量可以忽略不計(jì)在某次轉(zhuǎn)移貨物的過程中，機(jī)械臂AB始終保持豎直下列說法正確的是（ ） DABNCN 圖16A保持BC不動，使AB緩慢伸長，則BC所受的力增大B保持AB不動，緩慢轉(zhuǎn)動立柱D，使CA變長，則BC所受的力大小保持不變 C保持AB不動，使BC緩慢伸長，則BC所受的力增大D保持AB不動，使BC緩慢伸長且逆時針轉(zhuǎn)動，BC所受的力增大三、參考答案1. C【解析】考查靜摩擦力的臨界平衡問題當(dāng)F為最大值時，此時F1mgsinFf；當(dāng)F為最小值時，此時F2mgsinFf；由可知能求出最大靜摩擦力，但不能求出物塊的質(zhì)量、斜面的傾角，C正確 2. C.【解析】整體受力如圖所示，由平衡條件可知，;ab為整體受力如圖，ab有整體下滑趨勢，則，同理ab之間也有摩擦力，故選C。 3. D。【解析】當(dāng)側(cè)重臺沒有站人時，；站人時：；，解得：,故選D 4. AB【解析】繩的右端上下移動及改變繩子兩端高度差都不會改變兩部分繩間的夾角，A正確，C錯誤；兩繩間的夾角與衣服的質(zhì)量大小無關(guān)，D錯誤；將桿N向右移一些，兩部分繩間的夾角變大，繩子拉力變大，B正確5. C【解析】如圖2，根據(jù)牛頓第二定律得：運(yùn)動員對球拍的作用力為F=故AB錯誤，C正確 D、當(dāng)agtan時，球?qū)⑾蛏线\(yùn)動，由于gsin與gtan的大小關(guān)系未知，故球不一定沿球拍向上運(yùn)動故D錯誤故選C。6.AD【解析】 OM的張力F1和MN的張力F2的合力F不變，關(guān)系如圖所示，將重物向右上方緩慢拉起，夾角不變，由鈍角逐漸減小到銳角，由銳角逐漸增大到直角，則MN上的張力F2逐漸增大，OM上的張力F1先增大后減小，選項(xiàng)A、D正確7. D.【解析】以A為研究對象，分析受力如圖，根據(jù)牛頓第二定律得：mAgtan=mAa，得a=gtan，方向水平向右再對B研究得：小車對B的摩擦力f=ma=mgtan，方向水平向右，小車對B的支持力大小為N=mg，方向豎直向上，則小車對物塊B產(chǎn)生的作用力的大小為F=，方向斜向右上方故選D。8. B【解析】由題可知掛上鉤碼后，如圖甲所示此時彈性繩長度為100 cm，則37，sin 0.6.對結(jié)點(diǎn)O進(jìn)行受力分析如圖乙所示，則由圖乙得2Tsin mg，當(dāng)將兩端緩慢移動至同一點(diǎn)時，由受力分析可得：2Tmg，由彈性繩上彈力為Fkx得出，由題可知x100 cm80 cm20 cm，則移動后彈性繩伸長長度為x12 cm，那么彈性繩總長度變?yōu)長L0x92 cm，B正確9. 0.248等于。【解析】拉力F=mgsin37+mgcos37=8.4N。BC=0.5m。設(shè)m對支架BC的壓力mgcos37,對A點(diǎn)的力臂為x,由力矩平衡條件,FDCcos37+mgcos37CAcos37= FCAcos37+mgcos37x,解得x=0.072m。由x+s=BC-ACsin37解得s=0.248m。由上述方程可知,FDCcos37= FCAcos37,x值與F無關(guān),所以若增大F后,支架仍不繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動,物體能向上滑行的最大距離s=s。10.增大，減小。【解析】選A。設(shè)小球受到的彈力N與豎直方向的夾角為,則在小球運(yùn)動的過程中增大。小球受三個力:重力、拉力F和彈力N,則F=mgsin、N=mgcos,所以拉力F增大,彈力N減小。11. Mg.【解析】選D。平衡后,物體上升L,說明環(huán)下移后,將繩子拉過來的長度為L,取環(huán)重新平衡的位置為A點(diǎn),則OA=OA=L,幾何位置如圖,由幾何知識易知mg=Mg。 12. L，?！窘馕觥?(1)設(shè)物塊在斜面上平衡時，彈簧伸長量為L，有mgsinkL0，解得L，此時彈簧的長度為L. (4)設(shè)物塊位移x為正，則斜面體受力情況如圖所示，由于斜面體平衡，所以有水平方向fFN1sinFcos0，豎直方向FN2MgFN1cosFsin0，又Fk(xL)，F(xiàn)N1mgcos，聯(lián)立可得fkxcos，F(xiàn)N2Mgmgkxsin為使斜面體始終處于靜止，結(jié)合牛頓第三定律，應(yīng)有|f|FN2，所以，當(dāng)xA時，上式右端達(dá)到最大值，于是有.13.【解析】A、B、C以兩個小球組成的整體為研究對象，分析受力，作出F在三個方向時整體的受力圖，根據(jù)平衡條件得知：F與T的合力與重力mg總是大小相等、方向相反，由力的合成圖可知，當(dāng)F與繩子oa垂直時，F(xiàn)有最小值，即圖中2位置，F(xiàn)的最小值為： Fmin=2mgsin=mg 14【解析】(1)C受力平衡，則2Fcos 30mg解得Fmg(2)C恰好降到地面時，B受C壓力的水平分力最大，為FxmaxmgB受地面的摩擦力fmg根據(jù)題意fminFxmax，解得min(3)C下降的高度h(1)RA的位移x2(1)R摩擦力做功的大小Wffx2(1)mgR根據(jù)動能定理得WWfmgh00解得W(21)(1)mgR15.【解析】（1）受力平衡，解得（2）恰好降落到地面時，B受壓力的水平分力最大受地面的摩擦力，根據(jù)題意，解得（3）下降的高度，的位移摩擦力做功的大小根據(jù)動能定理解得選做題16. B.【解析】分析物體的受力情況：重力、地面的支持力、摩擦力和力F，根據(jù)平衡條件則知，摩擦力Ff與拉力F的合力方向與重力、支持力的合力方向相反，而重力、支持力的合力方向豎直向下，則物塊受的摩擦力Ff與拉力 F的合力方向豎直向下故選B17. D.【解析】A、對物體1受力分析，受重力和支持力，假如受水平方向的摩擦力，則不能保持平衡，故物體1與物體2間的摩擦力為0，A錯誤；B、對繩子的連接點(diǎn)受力分析，受到三根繩子的三個拉力，如圖，根據(jù)平衡條件，有：x方向：T2cos45=T1 y方向：T2sin45=mg，解得：T1=mg=20N即故水平繩中的拉力為20NB錯誤；C、對物體1、2、3整體受力分析，受重力、支持力、向左的拉力為20N、繩子a的拉力也為20N，豎直方向：N=3mg=300N，故C錯誤；D、對物體1和物體2整體研究，受重力、支持力、向左的拉力F和向右的靜摩擦力f23，根據(jù)平衡條件得：f23=F=20N；12間摩擦力0，23間摩擦力20N，則3與桌面間摩擦力0，故3受重力、支持力、壓力、2給的摩擦力、繩子拉力，共5力作用，D正確；故選：D18. BCD.【解析】受力分析，繩子上的拉力等于懸掛物的重力，所以細(xì)繩上的力不變，A、保持BC不動，使AB緩慢伸長，細(xì)繩的夾角增大，合力減小，則BC所受的力減小，故A錯誤；B、C、D，保持AB不動，緩慢轉(zhuǎn)動立柱D，使CA變長，但是細(xì)繩的夾角不變，合力不變，B正確；使BC緩慢伸長，細(xì)繩的夾角變小，合力變大，BC所受的力增大，C、D增大；故選BCD。