2020版高考物理一輪復習 分層規(guī)范快練5 力的合成與分解 新人教版.doc
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分層規(guī)范快練(五) 力的合成與分解 [雙基過關練] 1．下列各組物理量中全部是矢量的是( ) A．位移、速度、加速度、力 B．位移、時間、速度、路程 C．力、位移、速率、加速度 D．速度、加速度、力、路程 解析：位移、速度、加速度、力都有大小又有方向，都是矢量，故A正確． 答案：A 2．一體操運動員倒立并靜止在水平地面上，下列圖示姿勢中，沿手臂的力F最大的是( ) 解析：將人所受的重力按照效果進行分解，由于大小方向確定的一個力分解為兩個等大的力時，合力在分力的角平分線上，且兩分力的夾角越大，分力越大，因而D圖中人最費力，A、B圖中人最省力． 答案：D 3．(多選)一物體位于光滑水平面上，同時受到三個水平共點力F1、F2和F3作用，其大小分別為F1＝42 N、F2＝28 N、F3＝20 N，且F2的方向指向正北，下列說法正確的是( ) A．這三個力的合力可能為零 B．F1、F2兩個力的合力大小可能為20 N C．若物體處于勻速直線運動狀態(tài)，則F2、F3的合力大小為48 N，方向指向正南 D．若物體處于靜止狀態(tài)，則F1、F3的合力大小一定為28 N，方向指向正南 解析：A項，根據(jù)兩個力F1和F2的合力范圍|F1－F2|≤F合≤F1＋F2，得F1和F2的合力范圍為14 N≤F合≤70 N，F(xiàn)3＝20 N，則F3與F1和F2的合力大小可能相等，則三個力的合力可能為零．故A項正確；B項，F(xiàn)1和F2的合力范圍為14 N≤F合≤70 N，則F1、F2兩個力的合力大小可能為20 N．故B正確；C項，若物體處于勻速直線運動狀態(tài)，合外力為零，F(xiàn)1、F3的合力與F2＝28 N大小相等、方向相反，即F1、F3的合力大小為28 N，方向與F2方向相反，正南．故C錯誤；D.若物體處于靜止狀態(tài)，合外力為零，F(xiàn)1、F3的合力大小與F2＝28 N大小相等，方向相反，即F1、F3的合力大小一定為28 N，方向指向正南．故D正確． 答案：ABD 4．如右圖所示，木塊在水平桌面上，受水平力F1＝10 N、F2＝3 N而靜止．當撤去F1后，木塊仍靜止，則此時木塊受的合力為( ) A．0 B．水平向右，3 N C．水平向左，7 N D．水平向右，7 N 解析：撤去F1之前，木塊所受靜摩擦力為7 N，表明最大靜摩擦力大于或等于7 N．撤去F1后，F(xiàn)2不能將木塊推動，木塊仍靜止，所受的合力仍為0.A對． 答案：A 5．有三個力矢量F1、F2、F3，恰好可圍成一個封閉的直角三角形，在下列四個選項表示的情形中(如圖)，三個力的合力最大的是( ) 解析：根據(jù)矢量合成法則可知，A圖中三力合力為2F1，B圖中合力為零，C圖中合力為2F2，D圖中合力為2F3，因此C圖中三力的合力最大，故A、B、D錯誤，C正確． 答案：C 6．[2019漢中模擬]如圖所示是山區(qū)村民用斧頭劈柴的剖面圖，圖中BC邊為斧頭背面， AB、AC邊是斧頭的刃面．要使斧頭容易劈開木柴，則應( ) A．縮短BC邊，AB邊也縮短些 B．BC邊延長些，AB邊縮短些 C．BC邊縮短些，但AB邊延長些 D．BC邊延長些，AB邊也延長些 解析：如圖所示，斧頭劈柴的力形成對木柴兩端的擠壓力，兩力與斧頭的AB、AC邊相互垂直；則可知當BC邊縮短一些，AB邊延長一些時兩力之間的夾角更大，則兩分力更大，更容易劈開木柴，故C正確． 答案：C 7. 如圖所示，兩繩相交于O點，繩與繩，繩與天花板間夾角大小如圖，現(xiàn)用一力F作用于O點，F(xiàn)與右繩間夾角為α，保持F的大小不變，改變α角的大小，忽略繩本身的重力，則下述哪種情況下，兩繩所受的張力相等( ) A．α＝135 B．α＝150 C．α＝120 D．α＝90 解析：點O受三個拉力，由于兩繩所受的張力相等，故根據(jù)平行四邊形定則可以得到兩繩拉力的合力在其角平分線上，而其必定與第三個力F平衡，即與F等值、反向、共線，故拉力F在兩繩夾角平分線的反向延長線上，根據(jù)幾何關系，α＝135，故選A項． 答案：A 8．如圖所示，桿BC的B端用鉸鏈固定在豎直墻上，另一端C為一滑輪．重物G上系一繩經(jīng)過滑輪固定于墻上A點處，桿恰好平衡．若將繩的A端沿墻緩慢向下移(BC桿、滑輪、繩的質(zhì)量及摩擦均不計)，則( ) A．繩的拉力增大，BC桿受繩的壓力增大 B．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力增大 C．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力減小 D．繩的拉力不變，BC桿受繩的壓力不變 解析：選取繩子與滑輪的接觸點為研究對象，對其受力分析，如圖所示．繩中的彈力大小相等，即FT1＝FT2＝G，C點處于三力平衡狀態(tài)，將三個力的示意圖平移可以組成閉合三角形，如圖中虛線所示，設AC段繩子與豎直墻壁間的夾角為θ，則根據(jù)幾何知識可知F＝2Gsin，當繩的A端沿墻緩慢向下移時，繩的拉力不變，θ增大，F(xiàn)也增大，根據(jù)牛頓第三定律知，BC桿受繩的壓力增大，B正確． 答案：B 9．如圖所示，A、B為同一水平線上的兩個繞繩裝置，轉動A、B改變繩的長度，使光滑掛鉤下的重物C緩慢豎直下降．關于此過程中繩上拉力大小的變化，下列說法中正確的是( ) A．不變 B．逐漸減小 C．逐漸增大 D．可能不變，也可能增大 解析：當光滑掛鉤下的重物C緩慢下降時，設繩AC和BC與豎直方向的夾角為α，繩的拉力為F，繩AC和BC在水平方向上的分力均為Fx＝Fsinα，大小相等，方向相反，是一對平衡力．繩AC和BC在豎直方向的分力都為Fy＝Fcosα，兩繩的合力與重力是一對平衡力，所以2Fy＝2Fcosα＝mg，即F＝，重物C緩慢下降時，α角逐漸減小，所以兩繩的拉力F都不斷減小，選項B正確． 答案：B [技能提升練] 10．如圖所示，一質(zhì)量為m的沙袋用不可伸長的輕繩懸掛在支架上，一練功隊員用垂直于繩的力將沙袋緩慢拉起使繩與豎直方向的夾角為θ＝30，且繩繃緊，則練功隊員對沙袋施加的作用力大小為( ) A. B.mg C.mg D.mg 解析：如圖，建立直角坐標系對沙袋進行受力分析，由平衡條件有Fcos30－FTsin30＝0，F(xiàn)Tcos30＋Fsin30－mg＝0，聯(lián)立可解得F＝，故選A項． 答案：A 11．[2019新鄉(xiāng)模擬] 如圖所示，在豎直平面內(nèi)，固定有半圓弧軌道，其兩端點M、N連線水平．將一輕質(zhì)小環(huán)套在軌道上，一細線穿過輕環(huán)A，一端系在M點，另一端系一質(zhì)量為m的小球，小球恰好靜止在圖示位置．不計所有摩擦，重力加速度大小為g.下列說法正確的是( ) A．軌道對輕環(huán)的支持力大小為mg B．細線對M點的拉力大小為mg C．細線對輕環(huán)的作用力大小為mg D．N點和輕環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30 解析： 輕環(huán)兩邊繩子的拉力大小相等，均為FT＝mg，輕環(huán)兩側繩子的拉力與輕環(huán)對圓弧軌道的壓力的夾角相等，設為θ，由＝知∠OMA＝∠MAO＝θ，則3θ＝90，θ＝30，輕環(huán)受力平衡，則軌道對輕環(huán)的支持力大小FN＝2mgcos30＝mg，選項A錯誤；細線對M點的拉力大小為mg，選項B錯誤；細線對輕環(huán)的作用力大小為FN′＝FN＝mg，選項C錯誤；由幾何關系可知，N點和輕環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30，選項D正確． 答案：D 12．[2017全國卷Ⅲ，17]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的兩點上，彈性繩的原長也為80 cm.將一鉤碼掛在彈性繩的中點，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，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))( ) A．86 cm B．92 cm C．98 cm D．104 cm 解析：輕質(zhì)彈性繩的兩端分別固定在相距80 cm的兩點上，鉤碼掛在彈性繩的中點，平 衡時彈性繩的總長度為100 cm，以鉤碼為研究對象，受力如圖所示，由胡克定律F＝k(l－l0)＝0.2k，由共點力的平衡條件和幾何知識得F＝＝；再將彈性繩的兩端緩慢移至天花板上的同一點，設彈性繩的總長度為l′，由胡克定律得F′＝k(l′－l0)，由共點力的平衡條件F′＝，聯(lián)立上面各式解得l′＝92 cm，選項B正確． 答案：B 13．[2018天津卷，7] (多選)明朝謝肇淛《五雜組》中記載：“明姑蘇虎丘寺塔傾側，議欲正之，非萬緡不可．一游僧見之曰：無煩也，我能正之．”游僧每天將木楔從塔身傾斜一側的磚縫間敲進去，經(jīng)月余扶正了塔身．假設所用的木楔為等腰三角形，木楔的頂角為θ，現(xiàn)在木楔背上加一力F，方向如圖所示，木楔兩側產(chǎn)生推力FN，則( ) A．若F一定，θ大時FN大 B．若F一定，θ小時FN大 C．若θ一定，F(xiàn)大時FN大 D．若θ一定，F(xiàn)小時FN大 解析： 本題考查力的分解，確定合力與分力等效替代關系是正確解題的關鍵．作用在木楔背上的力F可以分解為垂直于兩個側面的分力FN，如圖所示．由平行四邊形定則可知，F(xiàn)N＝，由上式可知，F(xiàn)一定時，木楔頂角越小，F(xiàn)N越大，選項A錯誤、B正確；木楔頂角一定時，F(xiàn)越大，F(xiàn)N越大，選項C正確、D錯誤． 答案：BC 14. (多選)如圖所示，將一根不可伸長、柔軟的輕繩兩端分別系于A、B兩點，一物體用動滑輪懸掛在繩子上，達到平衡時，兩段繩子間夾角為θ1，繩子張力為F1；將繩子B端移至C點，等整個系統(tǒng)達到平衡時，兩段繩子間的夾角為θ2，繩子張力為F2；將繩子B端移至D點，待整個系統(tǒng)達到平衡時，兩段繩子間的夾角為θ3，繩子張力為F3，不計摩擦，則( ) A．θ1＝θ2＝θ3 B．θ1＝θ2<θ3 C．F1>F2>F3 D．F1＝F2
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