2025屆高三物理一輪復(fù)習(xí)第二章第2講力的合成與分解課時作業(yè)含解析

PAGEPAGE1力的合成與分解一、單項選擇題1．重力為G的體操運動員在進行自由體操競賽時，有如圖所示的競賽動作，當(dāng)運動員豎直倒立保持靜止?fàn)顟B(tài)時，兩手臂對稱支撐，夾角為θ，則()A．當(dāng)θ＝60°時，運動員單手對地的正壓力大小為eq\f(G,2)B．當(dāng)θ＝120°時，運動員單手對地面的壓力大小為GC．當(dāng)θ不同時，運動員受到的合力不同D．當(dāng)θ不同時運動員與地面之間的相互作用力不相等解析：運動員處于靜止?fàn)顟B(tài)，即平衡狀態(tài)，所受合力為零，地面對手的支持力豎直向上，故每只手都承受自身重力的一半，和兩手臂所成角度無關(guān)，所以B、C錯誤，A正確；由牛頓第三定律知兩物體間的相互作用力大小恒久相等，故D錯誤．答案：A2．如圖所示是兩個共點力的合力F跟它的兩個分力之間的夾角θ的關(guān)系圖象，則這兩個分力的大小分別是 ()A．1N和4N B．2N和3NC．1N和5N D．2N和4N解析：設(shè)兩個力分別為F1、F2且F1>F2，當(dāng)兩個力的夾角為180°時，合力為1N，則F1－F2＝1N．當(dāng)兩個力的夾角為0°時，合力為5N，則F1＋F2＝5N．聯(lián)立解得F1＝3N，F(xiàn)2＝2N．故A、C、D錯誤，B正確．答案：B3．如圖所示，牛通過繩索拉著犁正在犁田，若犁重為G，牛拉犁勻速前進時，犁所受到的阻力為f，繩索與水平面的夾角為θ，則在牛勻速前進時繩索所受犁的拉力大小為(不計人對犁的作用)()A.eq\r(G2＋f2) B.eq\f(G,sinθ)C.eq\f(f,sinθ) D.eq\f(f,cosθ)解析：由于地面對犁有支持力，A、B錯誤；將繩索對犁的拉力分解，可知水平向前的分力克服犁受到的阻力使犁做勻速運動，則F1＝Fcosθ＝f，解得F＝eq\f(f,cosθ)，由牛頓第三定律知繩索所受犁的拉力大小為eq\f(f,cosθ)，C錯誤，D正確．答案：D4．(2024·寧夏石嘴山第三中學(xué)模擬)如圖甲所示，水平地面上固定一傾角為30°的表面粗糙的斜劈，一質(zhì)量為m的小物塊能沿著斜劈的表面勻速下滑．現(xiàn)對小物塊施加一水平向右的恒力F，使它沿該斜劈表面勻速上滑，如圖乙所示，則F大小應(yīng)為()A.eq\f(\r(3),6)mg B.eq\f(\r(3),3)mgC.eq\r(3)mg D.eq\f(\r(3),4)mg解析：小物塊沿著斜劈的表面勻速下滑時，對小物塊受力分析可得mgsin30°＝μmgcos30°，解得μ＝eq\f(\r(3),3).對小物塊施加一水平向右的恒力F，使它沿該斜劈表面勻速上滑，對小物塊受力分析如圖所示，將力沿平行于斜面和垂直于斜面兩方向分解可得FN＝mgcos30°＋Fsin30°，F(xiàn)f＝μFN，F(xiàn)cos30°＝Ff＋mgsin30°，聯(lián)立解得F＝eq\r(3)mg，故C項正確．答案：C二、多項選擇題5．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)F解析：依據(jù)題意作出矢量三角形如圖所示，因為eq\f(\r(3),3)F>eq\f(F,2)，從圖上可以看出，F(xiàn)1有兩個解，由直角三角形OAD可知FOA＝eq\r(F2－\f(F,2)2)＝eq\f(\r(3),2)F，由直角三角形ABD得FBA＝eq\r(F22－\f(F,2)2)＝eq\f(\r(3),6)F.由圖的對稱性可知FAC＝FBA＝eq\f(\r(3),6)F，則分力F1＝eq\f(\r(3),2)F－eq\f(\r(3),6)F＝eq\f(\r(3),3)F，F(xiàn)1′＝eq\f(\r(3),2)F＋eq\f(\r(3),6)F＝eq\f(2,3)eq\r(3)F.答案：AC6．(2024·福建廈門模擬)我國不少地方在節(jié)日期間有掛紅燈籠的習(xí)俗，如圖所示，質(zhì)量為m的燈籠用兩根不等長的輕繩OA、OB懸掛在水平天花板上，OA比OB長，O為結(jié)點．重力加速度大小為g，設(shè)OA、OB對O點的拉力分別為FA、FB，輕繩能夠承受足夠大的拉力，則()A．FA小于FBB．FA、FB的合力大于mgC．調(diào)整懸點A的位置，可使FA、FB都大于mgD．換質(zhì)量更大的燈籠，F(xiàn)B的增加量比FA的增加量大解析：對結(jié)點O受力分析，畫出力的矢量圖如圖所示，由圖可知，F(xiàn)A小于FB，F(xiàn)A、FB的合力等于mg，選項A正確，B錯誤；調(diào)整懸點A的位置，當(dāng)∠AOB大于某一值時，則FA、FB都大于mg，選項C正確；換質(zhì)量更大的燈籠，則重力mg增大，F(xiàn)B的增加量比FA的增加量大，選項D正確．答案：ACD7．(2024·山東濰坊高三質(zhì)檢)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在推力F作用下，在水平地面上做勻速運動．已知木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，那么木塊受到的滑動摩擦力為()A．μmg B．μ(mg＋Fsinθ)C．μ(mg－Fsinθ) D．Fcosθ解析：木塊勻速運動時受到四個力的作用：重力mg、推力F、支持力FN、摩擦力Ff.沿水平方向建立x軸，將F進行正交分解，如圖所示(這樣建立坐標(biāo)系只需分解F)，由于木塊做勻速直線運動，所以Fcosθ＝Ff，F(xiàn)N＝mg＋Fsinθ，又Ff＝μFN，解得Ff＝μ(mg＋Fsinθ)，故選項B、D正確．答案：BD[實力題組]一、選擇題8．(2024·河南六校聯(lián)考)如圖所示，一固定的細(xì)直桿與水平面的夾角為α＝15°，一個質(zhì)量忽視不計的小輕環(huán)C套在直桿上，一根輕質(zhì)細(xì)線的兩端分別固定于直桿上的A、B兩點，細(xì)線依次穿過小環(huán)甲、小輕環(huán)C和小環(huán)乙，且小環(huán)甲和小環(huán)乙分居在小輕環(huán)C的兩側(cè)．調(diào)整A、B間細(xì)線的長度，當(dāng)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)時β＝45°.不計一切摩擦．設(shè)小環(huán)甲的質(zhì)量為m1，小環(huán)乙的質(zhì)量為m2，則m1∶m2等于()A．tan15° B．tan30°C．tan60° D．tan75°解析：小環(huán)C為輕環(huán)，重力不計，受兩邊細(xì)線的拉力的合力與桿垂直，C環(huán)與乙環(huán)的連線與豎直方向的夾角為60°，C環(huán)與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°，A點與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為30°，乙環(huán)與B點的連線與豎直方向的夾角為60°，設(shè)細(xì)線拉力為T，依據(jù)平衡條件，對甲環(huán)有2Tcos30°＝m1g，對乙環(huán)有2Tcos60°＝m2g，得m1∶m2＝tan60°，故選C.答案：C9.(多選)(2024·高考天津卷)如圖所示，輕質(zhì)不行伸長的晾衣繩兩端分別固定在豎直桿M、N上的a、b兩點，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)．假如只人為變更一個條件，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，則衣架懸掛點右移解析：本題考查物體受力分析、物體的平衡．衣架掛鉤為“活結(jié)”模型，oa、ob為一根繩，兩端拉力相等，設(shè)繩aob長為L，M、N的水平距離為d，bo延長線交M于a′，由幾何學(xué)問知a′o＝ao，sinθ＝eq\f(d,L)，由平衡條件有2Fcosθ＝mg，則F＝eq\f(mg,2cosθ)，當(dāng)b上移到b′時，d、L不變，θ不變，故F不變，選項A正確，C錯誤．將桿N向右移一些，L不變，d變大，θ變大，cosθ變小，則F變大，選項B正確．只變更m，其他條件不變，則sinθ不變，θ不變，衣架懸掛點不變，選項D錯誤．答案：AB10．(多選)如圖所示是剪式千斤頂，當(dāng)搖動把手時，螺紋軸就能迫使千斤頂?shù)膬杀劭繑n，從而將汽車頂起．當(dāng)車軸剛被頂起時汽車對千斤頂?shù)膲毫?.0×105N，此時千斤頂兩臂間的夾角為120°，則下列推斷正確的是()A．此時兩臂受到的壓力大小均為5.0×104NB．此時千斤頂對汽車的支持力為1.0×105NC．若接著搖動把手，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將增大D．若接著搖動把手，將汽車頂起，兩臂受到的壓力將減小解析：將汽車對千斤頂?shù)膲毫分解為沿兩臂的兩個分力F1、F2，如圖所示，依據(jù)對稱性可知，兩臂受到的壓力大小相等，即F1＝F2.由2F1cosθ＝F得F1＝F2＝eq\f(F,2cos60°)＝1.0×105N，選項A錯誤；依據(jù)牛頓第三定律可知，千斤頂對汽車的支持力等于汽車對千斤頂?shù)膲毫?，?.0×105N，選項B正確；由F1＝F2＝eq\f(F,2cosθ)可知，當(dāng)F不變、θ減小時，cosθ增大，F(xiàn)1、F2減小，選項C錯誤，D正確．答案：BD11．(2024·四川雙流中學(xué)模擬)如圖，一不行伸長的光滑輕繩，其左端固定于O點，右端跨過位于O′點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，繩子上套一可沿繩滑動的輕環(huán)．現(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()A.eq\f(\r(2),2)M B.eq\f(\r(3),2)MC.eq\r(2)M D.eq\r(3)M解析：重新平衡后，繩子形態(tài)如圖，由幾何關(guān)系知，繩子與豎直方向夾角為30°，則環(huán)兩邊繩子的夾角為60°，依據(jù)平行四邊形定則，環(huán)兩邊繩子拉力的合力為eq\r(3)Mg，依據(jù)平衡條件，則鉤碼的質(zhì)量為eq\r(3)M，故選項D正確．答案：D12.(2024·山東師大附中檢測)如圖所示，三根長度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2l.現(xiàn)在C點上懸掛一個質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在DA．mg B.eq\f(\r(3),3)mgC.eq\f(1,2)mg D.eq\f(1,4)mg解析：對C點進行受力分析，由平衡條件可知，繩CD對C點的拉力FCD＝mgtan30°，對D點進行受力分析，如圖所示，繩CD對D點的拉力F2＝FCD＝mgtan30°，故F2是恒力，又繩BD的拉力F1方向肯定，則F1與在D點施加的力F3的合力與F2等值反向，由圖知當(dāng)F3垂直于繩BD時，F(xiàn)3最小，由幾何關(guān)系可知，F(xiàn)3＝F2sin60°＝eq\f(1,2)mg，選項C正確．答案：C二、非選擇題13．(2024·湖南株洲二中月考)一重為G的圓柱體工件放在V形槽中，槽頂角α＝60°，槽與工件接觸處的動摩擦因數(shù)到處相同且大小為μ＝0.25.(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)(1)要沿圓柱體的軸線方向(如圖)水平地把工件從槽中拉出來，人要施加多大的拉力？(2)現(xiàn)把整個裝置傾斜，使圓柱體的軸線與水平方向成37°角，且保證圓柱