（浙江專(zhuān)用）高考物理大一輪總復(fù)習(xí) 第二章 第2課時(shí) 力的合成和分解知能達(dá)標(biāo)訓(xùn)練

第2課時(shí)力的合成和分解【測(cè)控導(dǎo)航】知識(shí)點(diǎn)題號(hào)1.合力與分力的理解102.力的合成4、6、83.力的分解1、2、3、7、9、114.力的合成和分解的綜合5、12、13一、單項(xiàng)選擇題1.我國(guó)自行設(shè)計(jì)建造的世界第二斜拉索橋——上海南浦大橋,橋面高46m,主橋全長(zhǎng)845m,引橋全長(zhǎng)7500m,引橋建得這樣長(zhǎng)的目的是(D)A.增大汽車(chē)上橋時(shí)的牽引力B.減小汽車(chē)上橋時(shí)的牽引力C.增大汽車(chē)的重力平行于引橋橋面向下的分力D.減小汽車(chē)的重力平行于引橋橋面向下的分力解析:引橋越長(zhǎng),斜面傾角θ越小,重力沿斜面方向的分力F=mgsinθ越小,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μ,小物塊與球心連線與水平地面的夾角為θ,則下列說(shuō)法中正確的是(D)A.小物塊所受摩擦力大小為μmgsinθB.小物塊對(duì)半球體的壓力大小為mgcosθC.小物塊所受摩擦力大小為mgsinθD.小物塊所受摩擦力大小為mgcosθ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FN=mgsinθ,Ff=mgcosθ,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Ff=μFN=μmgsinθ來(lái)計(jì)算,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤.要注意本題中夾角θ并不是斜面與水平地面的夾角,重力在切線方向的分量為mgcosθ.3.(浙江調(diào)測(cè)卷)如圖所示,一根橡皮筋固定在水平天花板的兩點(diǎn),在其中點(diǎn)懸掛一物體.當(dāng)所掛物體的質(zhì)量M=m時(shí),橡皮筋與天花板夾角θ=θ1,橡皮筋張力F=F1;當(dāng)M=2m時(shí),θ=θ2,F=F2.則(C)A.F1F2=cosC.F1F2=sin解析:由于兩段橡皮筋所產(chǎn)生的張力F相等,所以無(wú)論何種情況,當(dāng)M靜止時(shí)均有:F=Mg2sinθ,即F1F24.已知弓的頂部跨度為l,弦均勻且彈性良好,其自由長(zhǎng)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?jiàn)A住類(lèi)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(zhǎng)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(mǎn)足胡克定律)(C)A.kl B.32kl C.3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=2F1·cosθ,由幾何關(guān)系得cosθ=32,所以,箭被發(fā)射瞬間的最大彈力F=3在應(yīng)用計(jì)算法時(shí),要畫(huà)出力的合成的示意圖,找出直角三角形寫(xiě)出函數(shù)表達(dá)式.5.如圖所示,重80N的物體A放在傾角為30°的粗糙斜面上,有一根原長(zhǎng)為10cm,勁度系數(shù)為1000N/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(zhǎng)度縮短為8cm,現(xiàn)用一測(cè)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25N,當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度仍為8cm時(shí),測(cè)力計(jì)讀數(shù)不可能為(D)A.10N B.20N C.40N D.60N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(cè)力計(jì)的示數(shù)最大,此時(shí)F+kΔx=mgsinθ+Ffmax解得F=45N,故F不能超過(guò)45N,選項(xiàng)D正確.6.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θ應(yīng)該是(B)A.90° B.15° C.45° D.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θ=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.7.(年浙江理綜)如圖所示,與水平面夾角為30°的固定斜面上有一質(zhì)量m=1.0kg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4.9N.關(guān)于物體受力的判斷(取g=9.8m/s2),下列說(shuō)法正確的是(A)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4.9N,方向沿斜面向上C.斜面對(duì)物體的支持力大小為4.93N,方向豎直向上D.斜面對(duì)物體的支持力大小為4.9N,方向垂直斜面向上解析:由彈簧秤的示數(shù)為4.9N可知細(xì)繩對(duì)物體的拉力大小也為4.9N,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FN=mgcos30°=4.93N,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.8.(溫州六校聯(lián)考)如圖所示,質(zhì)量分別為mA和mB的物體A、B用細(xì)繩連接后跨過(guò)滑輪,A靜止在傾角為45°的斜面上,B懸掛在空中.已知mA=2mB,不計(jì)滑輪摩擦,現(xiàn)將斜面傾角由45°緩緩地增大到50°,A始終靜止在斜面上.則下列說(shuō)法正確的是(B)A.細(xì)繩對(duì)A的拉力將增大 B.A對(duì)斜面的壓力將減小C.A受到的靜摩擦力不變 D.A受到的合力將增大解析:由于A始終靜止在斜面上,則B也在空中靜止,細(xì)繩對(duì)A的拉力大小始終等于物體B的重力,A受到的合力仍為零,選項(xiàng)A、D均錯(cuò)誤;斜面傾角由45°增大到50°,A對(duì)斜面的壓力大小由mAgcos45°減小到mAgcos50°,選項(xiàng)B正確;斜面傾角的變化導(dǎo)致A的重力沿斜面的分力變化,故A受到的靜摩擦力大小也發(fā)生了變化,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.9.如圖所示,人下蹲時(shí),膝關(guān)節(jié)彎曲的角度為θ,設(shè)此時(shí)大、小腿部的肌群對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力F的方向水平向后,且大腿骨、小腿骨對(duì)膝關(guān)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(D)A.F2sinC.F2tanθ2解析:設(shè)大腿骨和小腿骨對(duì)膝關(guān)節(jié)的作用力分別為F1、F2,且F1=F2,如圖(甲)所示,由力的平行四邊形定則易知F2cosθ2=F對(duì)F2進(jìn)行分解,如圖(乙)所示,則有F2y=F2sinθ2,解得F2y=F2tan由牛頓第三定律知,腳掌受地面豎直向上的彈力為F2tanθ二、不定項(xiàng)選擇題10.(上虞三校聯(lián)考)在如圖所示裝置中,m1用輕小的掛鉤掛在繩上,兩物體質(zhì)量分別為m1、m2,滑輪b的大小與質(zhì)量均可忽略,不計(jì)一切摩擦,整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),則(AD)A.α一定等于β B.m1一定大于m2C.m1可能等于2m2 D.m1可能等于m解析:拉小掛鉤的兩個(gè)力是同一條繩的張力,因此兩力相等,這兩力的合力與掛鉤下物體的重力等大反向,作出的平行四邊形為菱形,因此合力方向?yàn)榻瞧椒志€,α=β,選項(xiàng)A正確;對(duì)m2由平衡條件知FT=m2g,而對(duì)小掛鉤,兩個(gè)拉力FT與m1g在數(shù)值上是分力與合力的關(guān)系,根據(jù)互成角度的兩個(gè)分力與合力的關(guān)系可知,任意一個(gè)力大于另外兩力差、小于兩力和,即0<m1<11.如圖所示,一輛運(yùn)送沙子的自卸卡車(chē)裝滿(mǎn)沙子,沙粒之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,沙子與車(chē)廂底部材料的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,車(chē)廂的傾角用θ表示(已知μ2>μ1),下列說(shuō)法中正確的是(AC)A.要順利地卸干凈全部沙子,應(yīng)滿(mǎn)足tanθ>μ2B.要順利地卸干凈全部沙子,應(yīng)滿(mǎn)足sinθ>μ2C.只卸去部分沙子,車(chē)上還留有一部分沙子,應(yīng)滿(mǎn)足μ2>tanθ>μ1D.只卸去部分沙子,車(chē)上還留有一部分沙子,應(yīng)滿(mǎn)足μ2>μ1>tanθ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(chē)廂底面下滑,即要求mgsinθ>μ2mgcosθ,即tanθ>μ2,可見(jiàn)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m1gsinθ>μ1m1gcosθ,即tanθ>μ1,還要保證下層沙子不沿車(chē)廂底面下滑,即tanθ<μ2三、非選擇題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5kg,ab段繩子與水平方向的夾角為30°,問(wèn):(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10N/kg)解析:因繩子中各處與其他物體沒(méi)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FT=mg=50N.將ab段繩子的拉力沿水平方向和豎直方向分解,如圖所示.F水平=FTcos30°≈43.3N,F豎直=FTsin30°=25N.(1)由題圖知,病人的腳所受水平方向的牽引力:F牽=FT+F水平=50N+43.3N=93.3N.(2)由題圖知,病人的腳和腿所受的豎直向上的牽引力:F牽′=FT+F豎直=50N+25N=75N.答案:(1)93.3N(2)75N13.如圖所示是一種研究劈的作用的裝置,托盤(pán)A固定在細(xì)桿上,細(xì)桿放在固定的圓孔中,下端有滾輪,細(xì)桿只能在豎直方向上移動(dòng),在與托盤(pán)連接的滾輪正下面的底座上也固定一個(gè)滾輪,輕質(zhì)劈放在兩滾輪之間,劈背的寬度為a,側(cè)面的長(zhǎng)度為l,劈尖上固定的細(xì)線通過(guò)滑輪懸掛質(zhì)量為m的鉤碼,調(diào)整托盤(pán)上所放砝碼的質(zhì)量M,可以使劈在任何位置時(shí)都不發(fā)生移動(dòng),劈尖上固定的細(xì)線到滑輪的部分始終保持水平.忽略一切摩擦和劈、托盤(pán)、細(xì)桿與滾輪的重力,若a=35解析:分析托盤(pán)、細(xì)桿與上滾輪構(gòu)成的