2019-2020年高中物理 力的合成與分解 正交分解同步練習(xí)（含解析）新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理 力的合成與分解 正交分解同步練習(xí)（含解析）新人教版必修1 1．如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為、在斜桿下端固定有質(zhì)量為m的小球，裝置處于靜止狀態(tài)。下列關(guān)于桿對球的作用力F的判斷中，正確的是（ ） A．大小為mg，方向豎直向上 B．大小為mg，方向沿桿斜向右上方 C．大小為mg，方向垂直于桿斜向左上方 D．大小為mg，方向水平向右 2．如圖，物體在水平力F作用下靜止在斜面上。若稍許增大F，仍使物體靜止在斜面上，則斜面對物體的靜摩擦力Ff、支持力FN以及Ff和FN的合力F′變化情況是（ ） A．Ff不一定增大，F(xiàn)N一定增大，F(xiàn)′一定增大 B．Ff一定增大，F(xiàn)N一定增大，F(xiàn)′不變 C．Ff、FN、F′均增大 D．Ff、FN不一定增大，F(xiàn)′一定增大 3．如圖所示，在傾角為θ的斜面上，放著一個質(zhì)量為m的光滑小球，小球被豎直的木板擋住，則小球?qū)δ景宓膲毫Υ笮? A． B． C. D. 4．一質(zhì)量為m的物塊靜止在傾角為θ的斜面上，現(xiàn)對物塊施加一個垂直于斜面向下的恒力F，如圖所示，物體仍保持靜止。則物塊 A．受到的支持力不變 B．受到的支持力減小 C．受到的摩擦力不變 D．受到的摩擦力減小 5．粗鐵絲彎成如圖所示半圓環(huán)的形狀，圓心為O，半圓環(huán)最高點B處固定一個小滑輪，小圓環(huán)A用細繩吊著一個質(zhì)量為m2的物塊并套在半圓環(huán)上。一根一端拴著質(zhì)量為m1的物塊的細繩，跨過小滑輪后，另一端系在小圓環(huán)A上。設(shè)小圓環(huán)、滑輪、繩子的質(zhì)量以及相互之間的摩擦均不計，繩子不可伸長。若整個系統(tǒng)平衡時角AOB為α，則兩物塊的質(zhì)量比m1︰m2為 A．cos B．2sin C．sin D．2 cos 6．如圖所示，輕質(zhì)光滑滑輪兩側(cè)用輕繩連著兩個物體A與B，物體B放在水平地面上，A、B均靜止。已知A和B的質(zhì)量分別為，繩與水平方向的夾角為），重力速度為g，則 A．物體B受到的摩擦力可能為零 B．物體B受到的摩擦力為 C．物體B對地面的壓力可能為零 D．物體B對地面的壓力為 7．如圖所示，一物體置于傾角為θ的固定斜面上，物體與斜面之間的動摩擦因數(shù)為μ。先用平行于斜面的推力F1作用于物體，恰好能使該物體沿斜面勻速上滑（如圖甲所示）。若改用水平推力F2作用于該物體上，也恰好能使該物體沿斜面勻速上滑（如圖乙所示）。則兩次的推力之比為 A．cosθ＋μsinθ B．cosθ－μsinθ C．1＋μtanθ D．1－μtanθ 8．如圖所示，質(zhì)量為m的物體放在質(zhì)量為M、傾角為θ的斜面體上，斜面體置于粗糙的水平地面上，用平行于斜面向下的力F拉物體m使其沿斜面向下勻速運動，M始終靜止，則下列說法正確的是 A．地面對M的摩擦力大小為Fcosθ B．地面對M的支持力為（M+m）g C．物體m對M的摩擦力的大小為F D．M對物體m的作用力豎直向上 9．如圖所示，建筑裝修中，工人用質(zhì)量為的磨石對斜壁進行打磨，當(dāng)對磨石加豎直向上大小為的推力時，磨石恰好沿斜壁向上勻速運動，已知磨石與斜壁之間的動摩擦因數(shù)為μ，則磨石受到的摩擦力是 F A.(F-mg)cosθ B. (F-mg)sinθ C. μ(F-mg)cosθ D. μ(F-mg) 10．如圖所示，小球靜止在小車中的光滑斜面A和光滑豎直擋板B之間，原小車向左勻速運動，現(xiàn)在小車改為向左減速運動，那么關(guān)于斜面A對小球的彈力FNA的大小和擋板B對小球的彈力FNB的大小，以下說法正確的是( ) A．FNA不變，F(xiàn)NB減小 B．FNA增大，F(xiàn)NB不變 C．FNB有可能增大 D．FNA可能為零 11．如圖所示，人的質(zhì)量為M，物塊的質(zhì)量為m，且M＞m，若不計繩與滑輪的摩擦，則當(dāng)人拉著繩向右跨出一步后，人和物仍保持靜止，則下列說法中正確的是：（ ） M m A.地面對人的摩擦力減小 B.地面對人的摩擦力增大 C.人對地面的壓力增大 D.人對地面的壓力減小 12．如圖所示，用輕繩將質(zhì)量為m的吊燈懸掛在房間屋角處，繩ab和bc與墻面的夾角均為，重力加速度為g，則繩ab和繩bc的拉力分別為 A．， B．， C．， D． ， 13．如圖所示，一條細繩跨過定滑輪連接物體A、B，A懸掛起，B穿在一根豎直桿上，兩物體均保持靜止，不計繩與滑輪、B與豎直桿間的摩擦，已知繩與豎直桿間的夾角θ，則物體A、B的質(zhì)量之比mA∶mB等于 A．cosθ∶1 B．1∶cosθ C．tanθ∶1 D．1∶sinθ 14．將一個質(zhì)量為1的物塊置于傾角為37的固定斜面上，物塊在與斜面夾角為30的拉力F作用下加速上升，已知物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.2，F(xiàn)大小為10N，則物塊上升的加速度約為：（37=0.6，37=0.8，30=0.5，30=0.866）（ ） A. B. C. D. 15．如圖所示，人和物處于靜止狀態(tài)．當(dāng)人拉著繩向右跨出一步后，人和物仍保持靜止．不計繩與滑輪的摩擦，下列說法中正確的是 M m A．繩的拉力大小不變 B．人所受的合外力增大 C．地面對人的摩擦力增大 D．人對地面的壓力減小 16．如圖，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。若物塊質(zhì)量為6千克，斜面傾角為370，動摩擦因數(shù)為0.5，物塊在斜面上保持靜止，已知最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取g=10m/s2，cos37=0.8，sin37=0.6,則F的可能值為（ ） A．10N B.20N C.0N D.62N 17．如圖，楔形物塊A靜置在水平地面上，其斜面粗糙，斜面上有小物塊B。用平行于斜面的力F拉B，使之沿斜面勻速上滑?，F(xiàn)改變力F的方向至與斜面成一定的角度，仍使物體B沿斜面勻速上滑。在B運動的過程中，楔形物塊A始終保持靜止。關(guān)于相互間作用力的描述正確的有（ ） A．A對B的摩擦力減小 B．拉力F一定增大 C．物體B對斜面的作用力不變 D．地面受到的摩擦力大小可能變大 18．釣魚島自古以來就是中國的固有領(lǐng)土，但日本政府一再挑釁，并于去年九月發(fā)起購島鬧劇。對此包括港澳臺在內(nèi)，全國上下共同掀起保釣高潮。中國人民解放軍做為堅強后盾更是頻頻亮劍，一批批重量級裝備紛紛閃亮出場。國產(chǎn)最先進武裝直升機武直—10（WZ—10）已經(jīng)進行多次試飛，右下圖為一架WZ—10在釣魚島海域用“拖曳掃雷具”進行近島掃除水雷演習(xí)模擬圖。拖曳型掃雷具質(zhì)量為m，由于近島海水的流動對掃雷具產(chǎn)生水平方向的沖擊力，使輕質(zhì)軟繩偏離豎直方向，當(dāng)直升機相對地面靜止時，繩子與豎直方向成θ角，已知掃雷具所受的浮力不能忽略，下列說法正確的是 A．WZ—10受重力、軟繩的拉力、空氣的阻力三個力的作用而處于平衡狀態(tài) B．繩子的拉力大小為 C．掃雷具受到的浮力大小一定等于mg D．掃雷具受到海水的水平方向的作用力小于繩子的拉力 19．如圖，質(zhì)量為的木塊在與水平方向成α角斜向上的拉力F作用下沿水平地面勻速滑動．木塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為μ．以下說法中正確的是（ ） v F α A．木塊受到地面摩擦力大小為 B．木塊受到地面摩擦力大小為 C．木塊受到地面摩擦力大小為 D．木塊受到地面摩擦力大小為 20．如圖所示，一根橡皮筋固定在水平天花板的兩點，在其中點懸掛一物體。當(dāng)所掛物體的質(zhì)量M=m時，橡皮筋與天花板夾角θ=θ1，橡皮筋張力T=T1；當(dāng)M=2m時，θ=θ2，T= T2。則 A. B. C. D. 參考答案 1．A 【解析】 試題分析：物體處于靜止狀態(tài)，故其所受的合外力應(yīng)為0，由此根據(jù)力的平衡條件可知桿對球的作用力F大小為mg，方向豎直向上，故A正確；BCD錯誤。 考點：本題考查了力的平衡條件、牛頓第一定律的概念 2．A 【解析】 試題分析：物體受重力、支持力、推力及摩擦力而處于平衡狀態(tài)；根據(jù)受力分析及正交分解可得： 在垂直斜面方向上，F(xiàn)N=Gcosθ+Fsinθ；增大推力F，則支持力一定增大；沿斜面方向上有：Fcosθ=mgsinθ+f；若推力沿斜面向上的分力大于重力的分力，則摩擦力向下，若推力增大，則摩擦力增大；若推力沿斜面向下的分力小于重力的分力，則摩擦力向上，若推力增大，則摩擦力減?。晃矬w處于靜止，合力為零：Ff和FN的合力F′與重力與F的合力等大反向，推力F增大，則重力與F的合力增大，則Ff和FN的合力 F′增大；故選：A． 考點：物體的平衡及正交分解法。 3． B 【解析】 取光滑小球為研究對象，對小球進行受力分析，由于小球是光滑的，因此小球不會受到摩擦力的作用，建立如圖所示的直角坐標系，由于小球靜止，則有 FN1sin θ－FN2＝0，F(xiàn)N1cos θ－mg＝0 解得：FN1＝，F(xiàn)N2＝mgtan θ 由牛頓第三定律可知，小球?qū)δ景宓膲毫镕N2′＝FN2＝mgtan θ 4．C 【解析】 試題分析：以物塊為研究對象，在未施加F之前，處于靜止狀態(tài)，根據(jù)力的正交分解可得物塊受到的支持力，物塊受到的摩擦力，在施加F之后，處于靜止狀態(tài)，根據(jù)共點力平衡以及力的正交分解可得：物體受到的支持力，受到的摩擦力 ，故物塊受到的支持力增大，受到的摩擦力不變，C正確； 考點：考查了共點力平衡條件以及正交分解法的應(yīng)用 5．B 【解析】 試題分析： 對小環(huán)進行受力分析，如圖所示，小環(huán)受上面繩子的拉力m1g，下面繩子的拉力m2g，以及圓環(huán)對它沿著OA向外的支持力，將兩個繩子的拉力進行正交分解，它們在切線方向的分力應(yīng)該相等：m1gsin=m2gcos（α-900） 即：m1cos=m2sinα，變形可得：m1cos==2m2sincos；得：m1：m2=2sin，選項B正確。 考點：力的平衡及正交分解法。 6．BD 【解析】 試題分析：物體B在繩子拉力作用下有向右運動的趨勢而保持相對于地靜止，地面對B一定有靜摩擦力．故A錯誤．以B為研究對象，分析受力，作出力圖如圖所示．根據(jù)平衡條件得 物體B受到的摩擦力：，物體B受到的支持力： 又，得到：．故BD正確．物體B受到地面的摩擦力不零，則物體B對地面的壓力一定不為0．故C錯誤． 考點：共點力平衡的條件及其應(yīng)用；滑動摩擦力；力的合成與分解的運用．本題采用正交分解法處理力平衡問題，這是物體受多個力作用時常用的方法，中等難度． 7．B 【解析】 試題分析：分別對兩種情況進行受力分析，由物體的平衡列方程求解。由甲圖知， ， 聯(lián)立解得；由乙圖知，，，聯(lián)立解得，所以，B選項正確。 考點：物體的平衡 正交分解法 8．A 【解析】 試題分析：把兩個物體視為一個整體，整體受重力，地面的彈力，外力F和水平向左的靜摩擦力，根據(jù)正交分解法，可知靜摩擦力等于Fcosθ，選項A正確。地面對M的支持力為（M+m）g+Fsinθ，選項B錯誤。再以m為研究對象，可知M給m的摩擦力為F+mgcosθ，根據(jù)牛頓第三定律，選項C錯誤。m受四個力的作用，其中彈力和摩擦力的合力，與重力和F的合力平衡，因此彈力和摩擦力的合力的方向不在豎直方向，根據(jù)牛頓第三定律，選項D錯誤。 考點：本題考查整體法和隔離法，以及正交分解法。 9．A 【解析】 試題分析：分析磨石的受力，有重力mg，彈力N（垂直于斜壁向下），摩擦力f（沿斜壁向下），外力F四個力。把這四個力沿斜壁和垂直于斜壁方向正交分解，由于物體處于平衡狀態(tài)，在沿斜壁方向有，垂直于斜壁方向有，根據(jù)，可得選項A正確。 考點：本題考查力的平衡條件和正交分解法。 10．A 【解析】 試題分析：分析小球的受力，原來受重力和兩個彈力的作用，合力為零；現(xiàn)在還是受重力與兩個彈力的作用，可是小球要在水平向右方向產(chǎn)生加速度，而在豎直方向不產(chǎn)生加速度，把FNA正交分解，它在豎直方向的分力應(yīng)大小不變，而FNA的方向又不變，所以FNA的大小和方向與原來相同，只有水平向左的彈力FNB減小，選項A正確。 考點：本題考查受力分析，正交分解法，牛頓第二定律。 11．BC 【解析】 試題分析：分別對物塊和人進行受力分析，如下圖，對于物塊由平衡條件可知，對于人進行正交分解，有和，當(dāng)人拉著繩向右跨出一步后，繩子的拉力不變，而繩子和水平方向的夾角變小，因此，地面對人的摩擦力增大，地面對人的支持力減小，根據(jù)作用力和反作用力，人對地面的壓力減小，所以正確選項為B、C。 考點：本題考查了隔離法受力分析和正交分解法的應(yīng)用。 12．A 【解析】 試題分析：設(shè)ab的拉力為T1，bc的拉力為T2，根據(jù)正交分解法：；，聯(lián)立解得T1=，T2=.選項A正確。 考點：共點力的平衡及正交分解法。 13．B 【解析】 試題分析：物體A處于靜止狀態(tài)，繩子上的彈力大小等于物體A的重力。再分析物體B的受力，物體B受重力、繩子彈力、豎直桿對它水平向右的彈力，根據(jù)正交分解法，在豎直方向有，則兩物體的質(zhì)量比為1∶cosθ，選項B正確。 考點：本題考查受力分析，涉及正交分解法。 14．C 【解析】 試題分析：據(jù)題意，由于物體做勻加速運動，且對物體受力分析，物體受到重力G、支持力N拉力F和摩擦力f，利用正交分解法在平行于斜面方向上有：FX-GX-f=ma，在垂直于斜面方向有：N+Fy=Gy，摩擦力f=N, 聯(lián)立計算后加速度a=2m/s2,所以C選項正確。 考點：本題考查牛頓第二定律、正交分解法。 15．AC 【解析】 試題分析：由于繩的拉力大小總等于物體的重力，所以繩的拉力大小不變；由于人仍然靜止，所以人所受的合外力等于零不變；人在水平方向滿足，在豎直方向，所以當(dāng)人拉著繩向右跨出一步后，細繩和水平線的夾角а減小，所以摩擦力f增大，人對地面的壓力FN增大。選項AC正確。 考點：此題考查共點力的平衡及正交分解法。 16．B 【解析】 試題分析：物體受力分析如圖 正交分解后我們可以看到，垂直斜面方向兩個力，，平行斜面方向有三個力，沿斜面向下，拉力F沿斜面向上，摩擦力方向不確定，可能沿斜面向上也可能沿斜面向下，最大不超過最大靜摩擦力。物體在斜面上保持靜止，即三力平衡，那么和的合力大小即等于F。因為和合力最大值為最小值，也就是F的最大和最小值，對照答案B正確。 考點：摩擦力 受力分析 17．A 【解析】 試題分析：從以上受力分析圖可知， 左邊的圖是F與斜面平行的情況，由于物體處于平衡狀態(tài)，有：F=mgsinθ+mgcosθ，f=mgcosθ；右圖所示情況物體也處于平衡狀態(tài)，有：F’cosα= mgsinθ+(mgcosθ- F’sinα)= mgsinθ+mgcosθ- F’sinα=F-F’sinα,f’=(mgcosθ- F’sinα)，所以，F(xiàn)和f都變小，則A選項正確而B選項錯誤；物體對斜面的作用力與斜面對物體的作用力大小相等，是支持力N和摩擦力f的合力，其大小與重力G和拉力F的合力平衡，由于F方向的變化，導(dǎo)致G核F的合力方向改變，所以斜面對物體的作用力方法也變化，所以C選項錯誤；對整體受力分析，左圖中斜面受到的地面摩擦力為：f1=Fcosθ,右圖中受到的摩擦力為：f2=F’ cos(θ+α),由于F‘=F/(cosα+sinα)= ，則f2= ，所以f2/ f1= ＜1,所以f2＜f1，D選項錯誤。 考點：本題考查物體的平衡條件的應(yīng)用和正交分解法的應(yīng)用。 18．D 【解析】 試題分析： WZ—10受豎直向下的重力、沿軟繩方向的拉力、空氣的浮力三個力的作用而處于平衡狀態(tài)的，故A錯；對掃雷具進行受力分析，沿軟繩方向的拉力、豎直向下的重力、海水豎直向上的浮力及海水的水平方向的作用力力，有平衡條件知， 和，故B、C錯，D正確。 考點：本題結(jié)合熱點問題考查物體的受力分析、三個共點力的平衡及會用正交分解的方法處理平衡問題。 19．C 【解析】 試題分析：在豎直方向上，在水平方向上，由此可知木塊受到地面的摩擦力為或，ABD錯；C對；故選C 考點：考查摩擦力的計算 點評：本題難度較小，在處理摩擦力問題時，應(yīng)首先判斷摩擦力的類型，如果是滑動摩擦力，可根據(jù)公式或受力平衡求解 20．C 【解析】 試題分析：根據(jù)受力分析，繩子在豎直方向分量等于重力，由于兩邊對稱，因此第一次是，第二次是，因此，C正確。 考點：受力分析、正交分解 點評：此類題型考察了對物體的受力分析并結(jié)合正交分解來處理問題。常見的處理程序是受力分析、正交分解、根據(jù)狀態(tài)列式求解。