課時跟蹤檢測（五） 力的合成與分解

課時跟蹤檢測（五）力的合成與分解1．(2022·浙江6月選考)如圖所示，魚兒擺尾擊水躍出水面，吞食荷花花瓣的過程中，下列說法正確的是()A．魚兒吞食花瓣時魚兒受力平衡B．魚兒擺尾出水時浮力大于重力C．魚兒擺尾擊水時受到水的作用力D．研究魚兒擺尾擊水躍出水面的動作可把魚兒視為質點解析：選C魚兒吞食花瓣時處于失重狀態(tài)，A錯誤；魚兒擺尾出水時浮力很小，魚兒能夠出水的主要原因是魚兒擺尾擊水時水對魚向上的作用力大于重力，B錯誤，C正確；研究魚兒擺尾擊水躍出水面的動作不可以把魚兒視為質點，否則就無動作可言，D錯誤。2．(多選)將物體所受重力按力的作用效果進行分解，下列選項中正確的是()解析：選ABD選項A中，重力產(chǎn)生了使物體下滑的效果及擠壓斜面的效果，故A正確；選項B中，重力產(chǎn)生了向兩邊拉繩的效果，故B正確；選項C中，重力產(chǎn)生了擠壓兩墻壁的效果，兩分力分別垂直于墻面，故C錯誤；選項D中，重力產(chǎn)生了拉繩及擠壓墻面的效果，故D正確。3．(2022·鄭州調研)科技的發(fā)展正在不斷地改變著我們的生活，如圖甲是一款手機支架，其表面采用了納米微吸材料，用手觸碰無粘感，接觸到平整光滑的硬性物體時，會牢牢吸附在物體上，如圖乙是手機靜止吸附在支架上的側視圖，若手機的重力為G，下列說法正確的是()A．手機受到的支持力大小為GcosθB．手機受到的支持力不可能大于GC．納米材料對手機的作用力大小為GsinθD．納米材料對手機的作用力豎直向上解析：選D手機支架采用了納米微吸材料，支架斜面會對手機存在一個吸引力，所以手機受到的支持力大小不可能為Gcosθ，其大小取決于吸引力的大小，A、B錯誤；手機受到豎直向下的重力和納米材料的作用力(支持力、吸引力和摩擦力的合力)，故納米材料對手機的作用力豎直向上，大小等于G，C錯誤，D正確。4.如圖所示，石拱橋的正中央有一質量為m的對稱楔形石塊，側面與豎直方向的夾角均為α，重力加速度為g。不計石塊接觸面間的摩擦，則該石塊其中一個側面受到的彈力大小為()A.eq\f(mg,2cosα)B.eq\f(mg,2sinα)C.eq\f(mg,2tanα)D.eq\f(mgtanα,2)解析：選B對石塊受力分析，如圖所示。根據(jù)共點力平衡條件，將彈力F1、F2合成，結合幾何關系，有F1＝F2＝F，則有：mg＝2×Fcos(90°－α)，所以解得：F＝eq\f(mg,2sinα)，故B正確，A、C、D錯誤。5.小陶、小盛兩人共提一桶水勻速走向教室，如圖所示，水和水桶的總質量為m，兩人拉力方向與豎直方向都成θ角，大小都為F，下列說法中正確的是()A．不管θ為何值，F(xiàn)＝eq\f(mg,2)B．當θ＝30°時，F(xiàn)＝mgC．當θ＝45°時，F(xiàn)＝eq\r(2)mgD．θ越大，F(xiàn)越大解析：選D由題可知小陶、小盛的手臂對水桶的拉力大小為F，兩人拉力方向與豎直方向都成θ角，根據(jù)對稱性可知，結合平衡條件得2Fcosθ＝mg，解得F＝eq\f(mg,2cosθ)，當θ＝0°時，cosθ值最大，則F＝eq\f(mg,2)；當θ＝30°時，F(xiàn)＝eq\f(\r(3),3)mg；當θ＝45°時，F(xiàn)＝eq\f(\r(2),2)mg；當θ為60°時，F(xiàn)＝mg；當θ越大時，則F越大；故A、B、C錯誤，D正確。6.彈跳能力是職業(yè)籃球運動員重要的身體素質指標之一，許多著名的籃球運動員因為具有驚人的彈跳能力而被球迷稱為“彈簧人”，彈跳過程是身體肌肉、骨骼關節(jié)等部位一系列相關動作的過程，屈膝是其中一個關鍵動作，如圖所示，人屈膝下蹲時，膝關節(jié)彎曲的角度為θ，設此時大、小腿部的肌群對膝關節(jié)的作用力F的方向水平向后，且大腿骨、小腿骨對膝關節(jié)的作用力大致相等，那么腳掌所受地面豎直向上的彈力約為()A.eq\f(F,2sin\f(θ,2))B.eq\f(F,2cos\f(θ,2))C.eq\f(F,2tan\f(θ,2))D.eq\f(1,2)Ftaneq\f(θ,2)解析：選D設大腿骨、小腿骨對膝關節(jié)的作用力為F1，則他們之間的夾角為θ，F(xiàn)即為他們合力的大小，則有2F1coseq\f(θ,2)＝F，腳掌所受地面豎直向上的彈力約為N＝F1sineq\f(θ,2)，聯(lián)立可得：N＝eq\f(1,2)Ftaneq\f(θ,2)。7.超市里磁力防盜扣的內部結構及原理如圖所示，在錐形金屬筒內放置四顆小鐵珠(其余兩顆未畫出)，工作時彈簧通過鐵環(huán)將小鐵珠擠壓于金屬筒的底部，同時，小鐵珠陷于釘柱上的凹槽里，鎖死防盜扣。當用強磁場吸引防盜扣的頂部時，鐵環(huán)和小鐵珠向上移動，防盜扣松開。已知錐形金屬筒底部的圓錐頂角是120°，彈簧通過鐵環(huán)施加給每個小鐵珠豎直向下的力F，小鐵珠鎖死防盜扣，每個小鐵珠對釘柱產(chǎn)生的側向壓力為(不計摩擦以及小鐵珠的重力)()A.eq\f(\r(3),3)FB.eq\f(\r(3),2)FC．FD.eq\r(3)F解析：選A將力F按力的作用效果分解為沿垂直于釘柱的壓力F′和垂直斜面的壓力F″，則由幾何關系可知eq\f(F,F′)＝tan60°，則每個小鐵珠對釘柱產(chǎn)生的側向壓力為F′＝eq\f(F,tan60°)＝eq\f(\r(3),3)F，B、C、D錯誤，A正確。8．(2020·浙江7月選考)矢量發(fā)動機是噴口可向不同方向偏轉以產(chǎn)生不同方向推力的一種發(fā)動機。當殲20隱形戰(zhàn)斗機以速度v斜向上飛行時，其矢量發(fā)動機的噴口如圖所示。已知飛機受到重力G、發(fā)動機推力F1、與速度方向垂直的升力F2和與速度方向相反的空氣阻力Ff。下列受力分析示意圖可能正確的是()解析：選A由題給信息可知，升力F2與速度方向垂直；空氣阻力Ff與速度方向相反，故A項正確。9.(2022·包頭模擬)如圖為東京奧運會期間運動員在體操吊環(huán)項目中的“十字支撐”動作，“十字支撐”是難度系數(shù)很高的動作之一，其難度高的原因是()A．吊環(huán)對運動員支持力比較小B．運動員手掌與吊環(huán)接觸面上的摩擦力比較小C．重力一定時，兩手臂之間的夾角越大，手臂上受到的力也越大D．兩手臂上的力一定時，兩手臂之間的夾角越大，合力越小解析：選C吊環(huán)對運動員支持力比較小和運動員手掌與吊環(huán)接觸面上的摩擦力比較小，很顯然不是動作難度高的原因，故A、B錯誤；運動員處于靜止狀態(tài)，合外力等于零，設兩手臂夾角為θ，則2Tcoseq\f(θ,2)＝mg，運動員手臂的拉力T＝eq\f(mg,2cos\f(θ,2))可見，重力一定時，兩手臂之間的夾角越大，手臂上受到的力也越大，而“十字支撐”，兩手臂之間的夾角接近180°，所以手臂上受到的力很大，難度很高，故C正確，D錯誤。10．用斧頭劈木柴的情境如圖甲所示。劈的縱截面是一個等腰三角形，劈背的寬度為d，劈的側面長為l，當在劈背加一個力F時的受力示意圖如乙所示，若不計斧頭的重力，則劈的側面推壓木柴的力F1為()A.eq\f(l,d)FB.eq\f(d,l)FC.eq\f(l,2d)FD.eq\f(d,2l)F解析：選A根據(jù)對稱性，兩分力F1、F2大小相等，這樣，以F1、F2為鄰邊的平行四邊形就是一個菱形，因為菱形的對角線互相垂直且平分，所以根據(jù)三角形相似eq\f(\f(d,2),l)＝eq\f(\f(F,2),F1)，解得F1＝F2＝eq\f(l,d)F，故A正確，B、C、D錯誤。11.如圖為汽車的機械式手剎(駐車器)系統(tǒng)的結構示意圖，結構對稱。當向上拉動手剎拉桿時，手剎拉索(不可伸縮)就會拉緊，拉索OD、OC分別作用于兩邊輪子的制動器，從而實現(xiàn)駐車的目的。則以下說法正確的是()A．當OD、OC兩拉索夾角為60°時，三根拉索的拉力大小相等B．拉動手剎拉桿時，拉索AO上拉力總比拉索OD和OC中任何一個拉力大C．若在AO上施加一恒力，OD、OC兩拉索夾角越小，拉索OD、OC拉力越大D．若保持OD、OC兩拉索拉力不變，OD、OC兩拉索越短，拉動拉索AO越省力解析：選D當OD、OC兩拉索夾角為120°時，三根拉索的拉力大小才相等，A錯誤；拉動手剎拉桿時，當OD、OC兩拉索夾角大于120°時，拉索AO上拉力比拉索OD和OC中任何一個拉力小，B錯誤；根據(jù)平行四邊形法則可知，若在AO上施加一恒力，OD、OC兩拉索夾角越小，拉索OD、OC拉力越小，C錯誤；若保持OD、OC兩拉索拉力不變，OD、OC兩拉索越短，則兩力夾角越大，合力越小，即拉動拉索AO越省力，D正確。12.如圖所示，某鋼制工件上開有一個楔形凹槽，凹槽的截面是一個直角三角形ABC，∠CAB＝30°，∠ABC＝90°，在凹槽中放有一個光滑的金屬球，當金屬球靜止時，金屬球對凹槽的AB邊的壓力大小為F1，對BC邊的壓力大小為F2，則eq\f(F1,F2)的值為()A.eq\f(1,2)B.eq\r(3)C.eq\f(\r(3),3)D.eq\f(2\r(3),3)解析：選B金屬球受到的重力產(chǎn)生兩個作用效果，如圖所示，對AB面的壓力大小F1等于分力G1，對BC面的壓力大小F2等于分力G2，故eq\f(F1,F2)＝eq\f(G1,G2)＝tan60°＝eq\r(3)，故選B。13．(2022·湖南師大附中月考)研究發(fā)現(xiàn)，低頭玩手機時，就有可能讓頸椎承受多達60磅(約270N)的重量，比一個7歲小孩還重，經(jīng)常低頭玩手機會引起如背痛、體重增加、胃痛、偏頭痛和呼吸道疾病等，當人體直立時，頸椎所承受的壓力等于頭部的重量；低頭玩手機時，頸椎受到的壓力會隨之變化?，F(xiàn)將人體頭頸部簡化為如圖的模型：重心在P點的頭部，在可繞O轉動的頸椎OP(輕桿)的支持力和沿PQ方向肌肉拉力的作用下處于靜止，當?shù)皖^時，頸椎與豎直方向的夾角為45°，PQ與豎直方向的夾角為60°，此時，頸椎受到的壓力約為直立時頸椎受到壓力的()A．4.2倍B．3.3倍C．2.8倍D．2.0倍解析：選B直立時頸椎受到壓力為G，肌肉拉力與重力的合力沿頸椎方向，按比例作出平行四邊形，如圖所示，由正弦定理：eq\f(G,sin15°)＝eq\f(F,sin120°)，得F＝eq\f(sin120°,sin15°)G≈3.3G，故選項B正確，A、C、D錯誤。14．(2022·浙江6月選考)如圖所示，一輕質曬衣架靜置于水平地面上，水平橫桿與四根相同的斜桿垂直，兩斜桿夾角θ＝60°。一重為G的物體懸掛在橫桿中點，則每根斜桿受到地面的()A．作用力為eq\f(\r(3),3)G B．作用力為eq\f(\r(3),6)GC．摩擦力為eq\f(\r(3),4)G D．摩擦力為eq\f(\r(3),8)G解析：選B設斜桿的彈力大小為F，以水平橫桿和重物為整體，豎直方向根據(jù)受力平衡可得4Fcos30°＝G，解得F＝eq\f(\r(3),6)G，以其中一斜桿為研究對象，其受力如圖所示?？芍扛睏U受到地面的作用力應與F平衡，即大小為eq\f(\r(3),6)G，每根斜桿受到地面的摩擦力為f＝Fsin30°＝eq\f(\r(3),12)G，B正確，A、C、D錯誤。15．(2022·湖南高考)2022年北京冬奧會跳臺滑雪空中技巧比賽場地邊，有一根系有飄帶的風力指示桿，教練員根據(jù)飄帶的形態(tài)提示運動員現(xiàn)場風力的情況。若飄帶可視為粗細一致的勻質長繩，其所處范圍內風速水平向右、大小恒定且不隨高度改變。當飄帶穩(wěn)定時，飄帶實際形態(tài)最接近的是()解析：選A將飄帶等分成n小段，每段