2025版高考物理全程一輪復習課時分層精練九力的合成與分解

課時分層精練(九)力的合成與分解基礎落實練1．兩個力F1和F2間的夾角為θ，兩力的合力為F.以下說法正確的是()A．合力F總比分力F1和F2中的任何一個力都大B．合力F一定總比分力F1和F2中的一個力大C．若F1和F2大小不變，θ越小，合力F就越大D．如果夾角θ不變，若F1的大小不變，只要F2增大，合力F就必然增大2．[2024·邯鄲模擬]在平面內有作用于同一點的四個力，以力的作用點為坐標原點O，四個力的方向如圖所示，其中F1＝6N，F2＝8N，F3＝4N，F4＝2N.這四個力的合力方向指向()A．第一象限B．第二象限C．第三象限D．第四象限3．推進“健康中國”建設，是全面提升中華民族健康素質、實現人民健康與經濟社會協(xié)調發(fā)展的國家戰(zhàn)略．其中單杠是一項大眾喜聞樂見的體育健身運動，如圖所示，健身者上杠后，雙手緩慢向外分開的過程中，下列說法正確的是()A．健身者所受的合力增大B．健身者手臂所受的拉力增大C．健身者所受重力是手臂拉力的分力D．健身者所受重力和雙臂的合力是一對作用力和反作用力4．射箭是奧運會上一個觀賞性很強的運動項目，中國隊有較強的實力．如圖甲所示，射箭時，剛釋放的瞬間若弓弦的拉力為100N，對箭產生的作用力為120N，其弓弦的拉力如圖乙中F1和F2所示，對箭產生的作用力如圖乙中F所示，則弓弦的夾角α應為(cos53°＝0.6)()A．53°B．127°C．143°D．106°5.[2024·湖南名校聯(lián)考]如圖所示，水平長為L、重為G的長方體工件放在水平地面上，彈性繩(可等效成輕彈簧)兩端系在工件的兩端，用光滑吊鉤吊著彈性繩，當彈性繩剛要繃緊時，吊鉤兩側彈性繩與水平方向的夾角θ為37°，將吊鉤緩慢向上提起，當工件剛好要離開地面時，吊鉤兩側彈性繩與水平方向的夾角θ為53°，彈性繩始終在彈性限度內，sin37°＝0.6，則彈性繩的勁度系數為()A．eq\f(G,2L)B．eq\f(G,L)C．eq\f(3G,2L)D．eq\f(2G,L)6.如圖所示，在兩豎直墻面間的同一豎直面內有兩根等長細繩AO和BO連接于O點，O點的下方用繩子CO懸掛一重物，D點在B點正下方，且A、O、D在等高處，物體處于靜止狀態(tài)，繩BO與豎直墻面的夾角θ＝37°，此時繩AO的張力為T1.現在把繩子端點B移到D點，靜止時繩子AO的張力為T2，則下列結論正確的是()A．T1＝eq\f(4,3)mgB．T1＝eq\f(4,5)mgC．T2＝eq\f(5,6)mgD．T2＝mg7．[2024·上海楊浦統(tǒng)考二模]如圖，在直角坐標系的第一象限內有兩個作用點都在原點O的力F1、F2，要使F1、F2在坐標平面內過原點O的某直線上分力之和最小，則該直線()A.可能經過第一、三象限B．可能經過第二、四象限C．一定經過第一、三象限D．一定經過第二、四象限8．(多選)已知力F的一個分力F1跟F成30°角，大小未知，另一個分力F2的大小為eq\f(\r(3),3)F，方向未知，則F1的大小可能是()A．eq\f(\r(3)F,3)B．eq\f(\r(3)F,2)C．eq\f(2\r(3)F,3)D．eq\r(3)F9.剪式千斤頂的截面圖如圖所示．四根等長的支持臂用光滑鉸鏈連接，轉動手柄，通過水平螺紋軸減小MN間的距離，以抬高重物．保持重物不變，MP和PN夾角為120°時，N點受到螺紋軸的作用力為F1；MP和PN夾角為60°時，N點受到螺紋軸的作用力為F2.不計支持臂和螺紋軸的重力，則F1與F2大小之比為()A．1∶1B．1∶3C．eq\r(3)∶1D．3∶110.(多選)某科研單位設計了一空間飛行器，飛行器從地面起飛時，發(fā)動機提供的動力方向與水平方向夾角α＝60°，使飛行器恰恰與水平方向成β＝30°角的直線斜向右上方勻加速飛行，經時間t后，將動力的方向沿逆時針旋轉60°，同時適當調節(jié)其大小，使飛行器依然可以沿原方向勻減速飛行，飛行器所受空氣阻力不計，下列說法中正確的是()A．加速時合力的大小為mgB．加速時動力的大小等于mgC．減速時動力的大小等于eq\f(\r(3),2)mgD．減速時合力的大小為eq\f(1,2)mg素養(yǎng)提升練11．[2024·安徽皖北協(xié)作區(qū)聯(lián)考]航母阻攔索用于攔停高速著艦的艦載機，被喻為“艦載機生命線”，如圖所示為其結構簡圖，滑輪1、2、3、4及液壓缸a、b、c固定在甲板平面上，阻攔索繞過滑輪組后閉合．某時刻艦載機的掛鉤勾住阻攔索，形成圖示的夾角時，艦載機受到阻攔索的合力大小為F.不考慮阻攔索、滑輪的質量及一切摩擦，則此時單個柱塞所受阻攔索的合力大小為()A．eq\f(F,3)B．eq\f(\r(3)F,3)C．FD．eq\r(3)F12．(多選)[2024·廣東六校聯(lián)考]在如圖所示裝置中，輕桿一端固定著一個輕質滑輪b，質量為m1的重物A懸掛在另一個輕質滑輪c上，輕繩一端固定于a點，跨過滑輪c和b，另一端固定在質量為m2的重物B上，已知懸點a和滑輪b間的距離遠大于滑輪的直徑，一切摩擦均不計，整個裝置穩(wěn)定時輕繩ac部分與豎直方向夾角為α，bc部分與豎直方向的夾角為β，下列說法正確的是()A．整個裝置穩(wěn)定時，α角一定等于β角B.若僅把輕桿豎直向上緩慢移動一小段距離，A高度上升C.若僅把輕桿水平向右緩慢移動一小段距離，A高度上升D．存在某一方向，往該方向緩慢平移輕桿時，A的位置保持不變13.一質量為m的小球通過短輕繩和光滑鉸鏈(不計質量)與兩根過球心的輕桿連接，輕桿通過光滑鉸鏈分別與固定點O和O′連接，如圖所示，已知兩輕桿與水平地面和豎直墻壁的夾角都為30°，重力加速度為g，則下面輕桿和上面輕桿受到鉸鏈的作用力大小分別為()A．eq\r(3)mg，mgB．mg，eq\r(3)mgC．eq\f(\r(3),2)mg，mgD．mg，eq\f(\r(3),2)mg課時分層精練（九）力的合成與分解1．解析：二力平衡時，合力為零，此時合力F比分力中的任何一個力都小，A、B錯誤；若F1和F2大小不變，θ越小，合力F越大，C正確；如果夾角θ不變，F1大小不變，F2增大，合力F可能減小，也可能增大，故D錯誤．答案：C2．解析：F1＝6N，方向沿x軸的正向；F3＝4N，沿x軸負向；故F1與F3的合力F13沿著x軸的正方向，為2N；F2＝8N，沿y軸正向；F4＝2N，沿y軸負向；故F2與F4的合力F24為6N，沿著y軸正方向；最后再將F13與F24合成，故合力F為2eq\r(10)N，指向第一象限，選項A正確，B、C、D錯誤．答案：A3．解析：根據題意知，健身者雙手緩慢分開的過程中，健身者處于平衡狀態(tài)，所受的合力為零，A錯誤；由于雙臂與豎直方向夾角增大，由力的平衡可知健身者手臂所受的拉力增大，B正確；健身者所受重力是由于地球的吸引而受到的力，方向豎直向下，手臂拉力斜向上方，重力不是手臂拉力的分力，C錯誤；健身者所受重力和雙臂的合力不是一對作用力和反作用力，是一對平衡力，D錯誤．答案：B4.解析：弓弦拉力的合成如圖所示，由于F1＝F2，由幾何關系得2F1coseq\f(α,2)＝F，有coseq\f(α,2)＝eq\f(F,2F1)＝eq\f(120N,2×100N)＝0.6，所以eq\f(α,2)＝53°，即α＝106°，故D正確．答案：D5．解析：當工件剛要離開地面時，彈性繩的伸長量為x＝eq\f(L,cos53°)－eq\f(L,cos37°)＝eq\f(5,12)L，設彈性繩上的彈力為F，則有2Fsin53°＝G，解得F＝eq\f(5,8)G，則彈性繩的勁度系數為k＝eq\f(F,x)＝eq\f(3G,2L).答案：C6．解析：繩子端點B在最初位置時，根據平衡條件可得T1＝mgtanθ＝eq\f(3,4)mg，設細繩AO長度為L，據幾何關系可知兩豎直墻面間的距離為d＝L＋Lsinθ＝1.6L，繩子端點B移到位置D點時，繩子AO與豎直墻面間的夾角為α，由幾何知識得sinα＝eq\f(\f(1,2)d,L)＝0.8，此時有2T2cosα＝mg，得T2＝eq\f(5,6)mg，所以C正確，A、B、D錯誤．答案：C7．解析：由題圖可知，由于F1、F2的大小、方向都確定，因此由力合成的平行四邊形定則可知，兩力的合力大小和方向確定，則有在沿合力方向的直線上兩力的分力之和最大，此時可知在過原點O且垂直合力方向的直線上分力的合力是零，且分力之和最小，則該直線一定經過第二、四象限，A、B、C錯誤，D正確．故選D.答案：D8．解析：如圖所示，因為F2＝eq\f(\r(3),3)F>Fsin30°，故F1的大小有兩種可能情況，由ΔF＝eq\r(Feq\o\al(2,2)－（Fsin30°）2)＝eq\f(\r(3),6)F，即F1的大小分別為Fcos30°－ΔF和Fcos30°＋ΔF，即F1的大小分別為eq\f(\r(3),3)F和eq\f(2\r(3),3)F，A、C正確．答案：AC9．解析：當兩臂間的夾角為120°時，兩臂受到的壓力為N1＝eq\f(G,2cos60°)＝G，對N點分析，N點受到螺紋軸的作用力為F1＝2N1cos30°＝eq\r(3)G，當兩臂間的夾角為60°時，兩臂受到的壓力為N2＝eq\f(G,2cos30°)＝eq\f(\r(3),3)G，對N點分析，N點受到螺紋軸的作用力為F2＝2N2cos60°＝eq\f(\r(3),3)G，則有eq\f(F1,F2)＝3∶1，故A、B、C錯誤，D正確．答案：D10.解析：加速起飛時，飛行器受重力和發(fā)動機提供的動力，兩力的合力與水平方向成30°角斜向上，設動力為F，如圖所示，在△OFF合中，由幾何關系得F合＝mg，F＝eq\r(3)mg，故A正確，B錯誤；將動力的方向沿逆時針旋轉60°，合力的方向與水平方向成30°角，斜向下，動力F′與合力F′合垂直，如圖所示，此時F′合＝mgsin30°＝eq\f(1,2)mg，F′＝mgcos30°＝eq\f(\r(3),2)mg，故C、D正確．答案：ACD11．解析：某時刻艦載機的掛鉤勾住阻攔索，形成圖示的60°夾角，由于掛鉤兩側阻攔索中拉力相等，由2F′cos30°＝F，解得阻攔索中的拉力F′＝eq\f(\r(3)F,3).由于柱塞兩側阻攔索中拉力相等，其合力方向在兩側阻攔索拉力所成夾角的角平分線上，所以單個柱塞所受阻攔索的合力大小為F合＝2F′cos60°＝F′＝eq\f(\r(3)F,3)，選項B正確．答案：B12．解析：滑輪b、c均為“活結”，結合對B的受力分析知整個裝置穩(wěn)定時各部分繩的拉力均等于m2g，則ac、bc兩部分繩拉力的合力一定在它們的角平分線上，由于它們的合力與A的重力大小相等，方向相反，則合力豎直向上，故ac、bc兩部分繩子與豎直方向的夾角α和β相等，選項A正確．整個裝置穩(wěn)定時，α角一定等于β角，ac、bc繩拉力一定等于m2g，拉力的合力一定與A的重力等大反向，則α、β有恒定值θ，故a、b水平距離d＝Lacsinθ＋Lbcsinθ，解得Lac＋Lbc＝eq\f(d,sinθ).若僅把輕桿豎直向上緩慢移動一小段距離，由于d和θ都不變，故Lac＋Lbc不變，因定滑輪b位置上升了，分析可知A高度上升；同理，若僅把輕桿水平向右緩慢移動一小段距離，θ不變，d變大，則Lac＋Lbc變大，定滑輪b高度不變，分析可知A高度下降，選項B正確，C錯誤．沿cb方向緩慢平移輕桿時，輕繩各部分