2014屆高三物理一輪 2.2力的合成和分解課后鞏固訓(xùn)練（含解析）

第課時(shí)力的合成和分解 【測控導(dǎo)航】知識(shí)點(diǎn)題號(hào)1.合力與分力的理解42.力的合成1、5、7、93.力的分解2、3、6、8、10、114.力的合成和分解的綜合1217題為單選題;810題為多選題1.(2013廣元高三月考)下列幾組共點(diǎn)力分別作用在一個(gè)物體上,有可能使物體合力為零的是(D)A.7 N,5 N,1 NB.3 N,4 N,8 NC.4 N,10 N,5 ND.4 N,12 N,8 N解析:如果任意兩個(gè)力合成的范圍中的某個(gè)值都能與第三力等大反向,我們就能斷定這三個(gè)力的合力可能為零.故選項(xiàng)D對(duì).2.如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊靜止地放在半徑為R的半球體上,小物塊與半球體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,小物塊與球心連線與水平地面的夾角為,則下列說法中正確的是(D)A.小物塊所受摩擦力大小為mgsin B.小物塊對(duì)半球體的壓力大小為mgcos C.小物塊所受摩擦力大小為mgsin D.小物塊所受摩擦力大小為mgcos 解析:分析小物塊受力如圖所示,因小物塊靜止在半球體上,所以有N=mgsin ,f=mgcos ,故選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;因小物塊受靜摩擦力作用,其大小不能用f=N=mgsin 來計(jì)算,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.要注意本題中夾角并不是斜面與水平地面的夾角,重力在切線方向的分量為mgcos .3.(2012泉州二模)在央視2012元宵晚會(huì)團(tuán)圓飯雜技音樂劇中,有一種叫疊羅漢的雜技表演.如圖所示為三人疊成的兩層靜態(tài)造型,假設(shè)每個(gè)人的重力大小均為G,底層兩人的背部均呈水平狀態(tài),則底層兩人的每只腳對(duì)水平地面的平均壓力大小為(D)A.32GB.23GC.43GD.34G解析:最上面的人對(duì)下面兩人的壓力分別為G2,下面每人對(duì)地面的壓力為32G,所以每只腳對(duì)地面的壓力為34G,故選項(xiàng)D正確.4.(2012鹽城質(zhì)檢)在2011年東京體操世錦賽中,我國運(yùn)動(dòng)員陳一冰在吊環(huán)項(xiàng)目中第四次獲得世錦賽冠軍.如圖所示是比賽中的一個(gè)場景,此時(shí)人靜止不動(dòng),兩根吊帶對(duì)稱并與豎直方向有一定夾角.下列判斷正確的是(D)A.兩根吊帶受到環(huán)的拉力大小不等B.手對(duì)吊環(huán)作用力方向豎直向下C.每根吊帶受到環(huán)的拉力大小都等于人重力的一半D.兩根吊帶受到環(huán)的拉力合力一定豎直向下解析:由兩根吊帶對(duì)稱可知,兩根吊帶受到環(huán)的拉力大小相等,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;人受力平衡,每個(gè)吊環(huán)對(duì)手的作用力方向斜向上方,手對(duì)吊環(huán)的作用力斜向下方,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;兩吊帶對(duì)環(huán)的拉力方向沿著吊帶斜向上,其合力與人和環(huán)的重力平衡,即其合力方向豎直向上,故兩根吊帶受到環(huán)的拉力合力一定豎直向下,選項(xiàng)D正確;由于每根吊帶受到環(huán)的拉力方向不是豎直向下,故其大小一定大于人的重力的一半,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.5.已知弓的頂部跨度為l,弦均勻且彈性良好,其自由長度為l,發(fā)射時(shí)弦和箭可等效為如圖所示的情景,假設(shè)弓的跨度保持不變,即箭在弦的正中間,弦夾住類似動(dòng)滑輪的附加裝置,將箭發(fā)射出去.已知弦的勁度系數(shù)為k,發(fā)射箭時(shí)弦的最大長度為2l(彈性限度內(nèi)),則箭被發(fā)射瞬間所受的最大彈力為(設(shè)弦的彈力滿足胡克定律)(C)A.klB.32klC.3klD.2kl解析:發(fā)射箭的瞬間,箭受力如圖所示.設(shè)放箭處弦的彈力分別為F1、F2,合力為F,則F1=F2=k(2l-l)=kl,F=2F1cos ,由幾何關(guān)系得cos =32,所以,箭被發(fā)射瞬間的最大彈力F=3kl,選項(xiàng)C正確.在應(yīng)用計(jì)算法時(shí),要畫出力的合成的示意圖,找出直角三角形寫出函數(shù)表達(dá)式.6.如圖所示,重80 N的物體A放在傾角為30的粗糙斜面上,有一根原長為10 cm,勁度系數(shù)為1 000 N/m 的彈簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物體A后,彈簧長度縮短為8 cm,現(xiàn)用一測力計(jì)沿斜面向上拉物體A,若物體A與斜面間最大靜摩擦力為25 N,當(dāng)彈簧的長度仍為8 cm時(shí),測力計(jì)讀數(shù)不可能為(D)A.10 NB.20 NC.40 ND.60 N解析:當(dāng)物體A受到的靜摩擦力方向沿斜面向下,且達(dá)到最大靜摩擦力時(shí),測力計(jì)的示數(shù)最大,此時(shí)F+kx=mgsin +fmax解得F=45 N,故F不能超過45 N,選項(xiàng)D正確.7.如圖所示,一小球用輕繩懸于O點(diǎn),用力F拉住小球,使輕繩保持偏離豎直方向75角,且小球始終處于平衡狀態(tài),為了使F有最小值,F與豎直方向的夾角應(yīng)該是(B)A.90B.15C.45D.0解析:小球受重力、拉力F和繩的拉力F1作用,由于小球處于平衡狀態(tài),所以F和F1的合力F合與重力等大反向;F、F1、F合構(gòu)成的矢量三角形如圖所示;當(dāng)F垂直于F1時(shí),F有最小值,由幾何關(guān)系得=90-75=15,故選項(xiàng)B正確.當(dāng)兩個(gè)力的合力一定,而某一個(gè)分力的方向不變,則另一個(gè)分力具有最小值的條件是兩個(gè)分力垂直.8.(2012年浙江卷改編)如圖所示,與水平面夾角為30的固定斜面上有一質(zhì)量m=1.0 kg的物體.細(xì)繩的一端與物體相連,另一端經(jīng)摩擦不計(jì)的定滑輪與固定的彈簧秤相連.物體靜止在斜面上,彈簧秤的示數(shù)為4.9 N.關(guān)于物體受力的判斷(取g=9.8 m/s2),下列說法錯(cuò)誤的是(BCD)A.斜面對(duì)物體的摩擦力大小為零B.斜面對(duì)物體的摩擦力大小為4.9 N,方向沿斜面向上C.斜面對(duì)物體的支持力大小為4.93 N,方向豎直向上D.斜面對(duì)物體的支持力大小為4.9 N,方向垂直斜面向上解析:由彈簧秤的示數(shù)為4.9 N可知細(xì)繩對(duì)物體的拉力大小也為4.9 N,剛好等于物體的重力沿斜面向下的分力,因此物體在重力、繩子的拉力和斜面的支持力下能夠保持平衡狀態(tài),故選項(xiàng)A正確,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由平衡條件,斜面對(duì)物體的支持力N=mgcos 30=4.93 N,方向垂直斜面向上,故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤.物體在斜面上的靜止、運(yùn)動(dòng)經(jīng)常是高考題的情景設(shè)置內(nèi)容.分析時(shí)物體重力沿斜面向下的分力和垂直斜面向下的分力是兩個(gè)重要的因素.9. (2013瀘州五校聯(lián)考)如圖所示,用兩根細(xì)線把A、B兩小球懸掛在天花板上的同一點(diǎn)O,并用第三根細(xì)線連接A、B兩小球,然后用某個(gè)力F作用在小球A上,使三根細(xì)線均處于直線狀態(tài),且OB細(xì)線恰好沿豎直方向,兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài).則該力可能為圖中的(BC)A.F1B.F2C.F3D.F4解析:OB線豎直,說明B球只受兩個(gè)力的作用,故AB間細(xì)線無形變,所以A球受重力G、OA繩的拉力T和外力F作用,三個(gè)力的合力為零,則外力F一定與重力G和拉力T的合力大小相等,方向相反,故選項(xiàng)B、C正確.10.如圖所示,一輛運(yùn)送沙子的自卸卡車裝滿沙子,沙粒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為1,沙子與車廂底部材料的動(dòng)摩擦因數(shù)為2,車廂的傾角用表示(已知21),下列說法中正確的是(AC)A.要順利地卸干凈全部沙子,應(yīng)滿足tan 2B.要順利地卸干凈全部沙子,應(yīng)滿足sin 2C.只卸去部分沙子,車上還留有一部分沙子,應(yīng)滿足2tan 1D.只卸去部分沙子,車上還留有一部分沙子,應(yīng)滿足21tan 解析:能卸掉沙子的條件是沙子能自由下滑.如果卸干凈全部沙子,得保證所有沙子能沿著車廂底面下滑,即要求mgsin 2mgcos ,即tan 2,可見選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;若只卸去部分沙子,應(yīng)該保證上層沙子能沿下層沙子表面自由下滑,即要求m1gsin 1m1gcos ,即tan 1,還要保證下層沙子不沿車廂底面下滑,即tan 2,可見選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.11. (2013成都一診)一臺(tái)軋鋼機(jī)的兩個(gè)滾子,直徑均為d=50 cm,以相反方向旋轉(zhuǎn),如圖所示,滾子間距離為a=0.5 cm,如果滾子和熱鋼間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.1,試求進(jìn)入滾子前鋼板的最大厚度b.解析:很多考生看完題后,就將其中一個(gè)滾子作為研究對(duì)象來進(jìn)行受力分析,這樣就無法利用題給幾何條件進(jìn)行分析求解,這是受思維定勢(shì)的影響,缺乏深入分析所造成的.以鋼板和滾子接觸的部分為研究對(duì)象,其受力情況如圖所示,鋼板能進(jìn)入滾子之間,則在水平方向有:fcos Nsin (式中f=N),可得tan .設(shè)滾子的半徑為R,再由圖中的幾何關(guān)系可得:tan =R2-(R-b-a2)2R-b-a2將此代入上式得bd+a-d1+2代入數(shù)據(jù)得b0.75 cm.即當(dāng)鋼板在滾子間勻速移動(dòng)時(shí),鋼板進(jìn)入滾子前的最大厚度為0.75 cm.答案:0.75 cm力的合成與分解知識(shí)與生活中的許多問題緊密相連,我們?cè)趶?fù)習(xí)中要能夠?qū)W以致用.首先我們要明確工具或儀器中研究對(duì)象的受力情況,再根據(jù)力的合成與分解聯(lián)系實(shí)際求解問題,并且考慮所得結(jié)論是否合理.12.在醫(yī)院里常用如圖所示裝置對(duì)小腿受傷的病人進(jìn)行牽引治療.不計(jì)滑輪組的摩擦和繩子的質(zhì)量,繩子下端所掛重物的質(zhì)量是5 kg,ab段繩子與水平方向的夾角為30,問:(1)病人的腿所受水平方向的牽引力是多大?(2)病人的腳和腿所受的豎直向上的牽引力共是多大?(g取10 N/kg)解析:因繩子中各處與其他物體沒有結(jié)點(diǎn),所以繩子中各處的張力(拉力)都等于所懸掛的重物的重力,即F