高中物理一輪復(fù)習(xí)配餐作業(yè)5力的合成與分解

配餐作業(yè)(五)力的合成與分解eq\a\vs4\al(??)見學(xué)生用書P317A組·基礎(chǔ)鞏固題1．如圖所示，AB是半圓的直徑，O為圓心，P點是圓上的一點，在P點作用了三個共點力F1、F2、F3。若F2的大小已知，則這三個力的合力為()A．F2B．2F2C．3F解析以F1、F3為鄰邊作平行四邊形，由幾何特征，可知平行四邊形是矩形，則合力F13＝2F2，故F1、F2、F3的合力F＝3F答案C2．如圖所示，兩繩相交于O點，繩與繩，繩與天花板間夾角大小如圖，現(xiàn)用一力F作用于O點，F(xiàn)與右繩間夾角為α，保持F的大小不變，改變α角的大小，忽略繩本身的重力，則下述哪種情況下，兩繩所受的張力相等()A．α＝135° B．α＝150°C．α＝120° D．α＝90°解析點O受三個拉力，由于兩繩所受的張力相等，故根據(jù)平行四邊形定則可以得到兩繩拉力的合力在其角平分線上，而其必定與第三個力F平衡，即與F等值、反向、共線，故拉力F在兩繩夾角平分線的反向延長線上，根據(jù)幾何關(guān)系，α＝135°，故選A項。答案A3．如圖所示是轎車常用的千斤頂，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)車輪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°。下列判斷正確的是()A．此時千斤頂每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1.0×104NC．若繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，千斤頂每臂受到的壓力將增大D．若繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，千斤頂每臂受到的壓力將減小解析車輪剛被頂起時，千斤頂兩臂支持力的合力為千斤頂對汽車的支持力，等于汽車對千斤頂?shù)膲毫?，大小?.0×105N，B項錯誤；兩臂夾角為120°，由力的合成可知千斤頂每臂受到的壓力為1.0×105N，A項錯誤；繼續(xù)搖動把手，將汽車頂起，千斤頂兩臂夾角減小，每臂受到的壓力減小，D項正確，C項錯誤。答案D4．(多選)如圖所示為緩慢關(guān)門時(圖中箭頭方向)門鎖的示意圖，鎖舌尖角為37°，此時彈簧彈力為24N，鎖舌表面較光滑，摩擦不計(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，下列說法正確的是()A．此時鎖殼碰鎖舌的彈力為40NB．此時鎖殼碰鎖舌的彈力為30NC．關(guān)門時鎖殼碰鎖舌的彈力逐漸增大D．關(guān)門時鎖殼碰鎖舌的彈力保持不變解析鎖殼碰鎖舌的彈力分解如圖所示，其中F1＝Nsin37°，且此時F1大小等于彈簧的彈力24N，解得鎖殼碰鎖舌的彈力為40N，A項正確，B項錯誤；關(guān)門時，彈簧的壓縮量增大，彈簧的彈力增大，故鎖殼碰鎖舌的彈力逐漸增大，C項正確，D項錯誤。答案AC5．如圖所示，一豎直擋板固定在水平地面上，圖甲用一斜面將一質(zhì)量為M的光滑球頂起，圖乙用一eq\f(1,4)圓柱體將同一光滑球頂起；當(dāng)斜面或eq\f(1,4)圓柱體緩慢向右推動的過程中，關(guān)于兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫?，下列說法正確的是()A．兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫Χ疾蛔傿．兩種情況下?lián)醢逅艿膲毫Χ荚龃驝．圖甲中擋板所受的壓力不變，圖乙中擋板所受的壓力減小D．圖甲中擋板所受的壓力不變，圖乙中擋板所受的壓力先減小后增大解析選球為研究對象，圖甲中，球受重力、擋板的彈力、斜面的支持力，由于緩慢向右推動的過程中，各力的方向不變，重力不變，所以擋板的彈力、斜面的支持力大小均不變，由牛頓第三定律知擋板所受壓力也不變，B項錯誤；圖乙中球受重力、擋板的彈力、eq\f(1,4)圓柱體的支持力，由于緩慢向右推動的過程中，eq\f(1,4)圓柱體支持力與豎直方向的夾角減小(示意圖如圖)，擋板的彈力方向不變，重力不變，因此擋板的彈力減小，擋板所受的壓力也減小，C項正確，A、D項錯誤。答案C6.兩物體M、m用跨過光滑定滑輪的輕繩相連，如圖所示，OA、OB與水平面的夾角分別為30°、60°，M、m均處于靜止?fàn)顟B(tài)。則()A．繩OA對M的拉力大于繩OB對M的拉力B．繩OA對M的拉力等于繩OB對M的拉力C．m受到水平面的靜摩擦力大小為零D．m受到水平面的靜摩擦力的方向水平向左解析取O點為研究對象進行受力分析，如圖，TA＜TB，再對物體m進行受力分析知，m受水平面的靜摩擦力的方向水平向左，D項正確。答案D7．風(fēng)洞是進行空氣動力學(xué)實驗的一種重要設(shè)備。一次檢驗飛機性能的風(fēng)洞實驗示意圖如圖所示，AB代表飛機模型的截面，OL是拉住飛機模型的繩。已知飛機模型重為G，當(dāng)飛機模型靜止在空中時，繩恰好水平，此時飛機模型截面與水平面的夾角為θ，則作用于飛機模型上的風(fēng)力大小為()A.eq\f(G,cosθ)B．GcosθC.eq\f(G,sinθ)D．Gsinθ解析作用于飛機模型上的風(fēng)力F的方向垂直于AB向上，由平衡條件可知，風(fēng)力F在豎直方向的分力與飛機模型重力G平衡，即Fcosθ＝G，解得F＝eq\f(G,cosθ)，A項正確。答案A8.如圖所示，A、B都是重物，A被繞過小滑輪P的細(xì)線懸掛著，B放在粗糙的水平桌面上；小滑輪P被一根斜短線系于天花板上的O點；O′是三根線的結(jié)點，bO′水平拉著B物體，cO′沿豎直方向拉著彈簧；彈簧、細(xì)線、小滑輪的重力和細(xì)線與滑輪間的摩擦力均可忽略，整個裝置處于平衡狀態(tài)。若懸掛小滑輪的斜線OP的張力大小是20eq\r(3)N，g取10m/s2，則下列說法錯誤的是()A．彈簧的彈力為10NB．重物A的質(zhì)量為2kgC．桌面對B物體的摩擦力為10eq\r(3)ND．OP與豎直方向的夾角為60°解析O′a與aA兩細(xì)線拉力的合力與OP線的張力大小相等。由幾何知識可知FO′a＝FaA＝20N，且斜線OP與豎直方向的夾角為30°，D項錯誤；重物A的重力GA＝FaA，所以mA＝2kg，B項正確；桌面對B的摩擦力f＝FO′b＝FO′acos30°＝10eq\r(3)N，C項正確；彈簧的彈力F彈＝FO′asin30°＝10N，故A項正確。答案D

B組·能力提升題9．如圖所示，質(zhì)量均為M的A、B兩滑塊放在粗糙水平面上，兩輕桿等長，桿與滑塊、桿與桿間均用光滑鉸鏈連接，在兩桿鉸合處懸掛一質(zhì)量為m的重物C，整個裝置處于靜止?fàn)顟B(tài)，設(shè)桿與水平面間的夾角為θ。下列說法正確的是()A．當(dāng)m一定時，θ越小，滑塊對地面的壓力越大B．當(dāng)m一定時，θ越大，輕桿受力越小C．當(dāng)θ一定時，M越大，滑塊與地面間的摩擦力越大D．當(dāng)θ一定時，M越小，可懸掛重物C的質(zhì)量m越大解析對ABC整體分析可知，對地壓力為N＝(2M＋m)g，與θ無關(guān)，故A項錯誤；將C的重力按作用效果分解，如圖所示，根據(jù)平行四邊形定則有F1＝F2＝eq\f(mg,2sinθ)，故m一定時，θ越大，輕桿受力越小，故B項正確；對A分析，受重力、桿的推力、支持力和向右的靜摩擦力，根據(jù)平衡條件有f＝F1cosθ＝eq\f(mg,2tanθ)，與M無關(guān)，故C項錯誤；只要動摩擦因數(shù)足夠大，即滿足F1cosθ≤μF1sinθ，不管M多大，M都不會滑動，所以可懸掛重物C的質(zhì)量大小與M無關(guān)，故D項錯誤。答案B10.(多選)如圖所示，物體G用兩根繩子懸掛，開始時繩OA水平，現(xiàn)將兩繩同時沿順時針方向轉(zhuǎn)過90°，且保持兩繩之間的夾角α不變(α＞90°)，物體保持靜止?fàn)顟B(tài)。在旋轉(zhuǎn)過程中，設(shè)繩OA的拉力為T1，繩OB的拉力為T2，則()A．T1先減小后增大 B．T1先增大后減小C．T2逐漸減小 D．T2最終變?yōu)榱憬馕鲆越Y(jié)點O為研究對象，分析受力情況，作出受力圖：豎直懸繩的拉力大小等于重力G、繩OA的拉力T1、繩OB的拉力T2，根據(jù)平衡條件得知：拉力T1和拉力T2的合力與重力G大小相等、方向相反，如圖。作出三個不同位置力的合成圖，由圖看出，T1先增大后減小，T2逐漸減小，最終減小到零，A項錯誤，BCD項正確。答案BCD11.如圖所示，兩個質(zhì)量為m1的小球套在豎直放置的光滑固定支架上，支架的夾角為120°，用輕繩將兩球與質(zhì)量為m2的小球連接，繩與桿構(gòu)成一個菱形，則m1∶m2為()A．1∶1 B．1∶2C．1∶eq\r(3) D.eq\r(3)∶2解析m1、m2小球受力分析如圖所示，對m2有：根據(jù)幾何知識得T＝m2對m1有：由平衡條件，在沿桿的方向有m1gsin30°＝Tsin30°，得T＝m1g，故可得m1∶m2＝1∶答案A12.(多選)如圖所示，將一根不可伸長、柔軟的輕繩兩端分別系于A、B兩點，一物體用動滑輪懸掛在繩子上，達(dá)到平衡時，兩段繩子間夾角為θ1，繩子張力為F1；將繩子B端移至C點，等整個系統(tǒng)達(dá)到平衡時，兩段繩子間的夾角為θ2，繩子張力為F2；將繩子B端移至D點，待整個系統(tǒng)達(dá)到平衡時，兩段繩子間的夾角為θ3，繩子張力為F3，不計摩擦，則()A．θ1＝θ2＝θ3 B．θ1＝θ2＜θ3C．F1＞F2＞F3 D．F1＝F2＜F3解析設(shè)繩子結(jié)點為O，對其受力分析，如圖當(dāng)繩子右端從B移動到C點時，根據(jù)幾何關(guān)系，有AOsineq\f(θ1,2)＋OBsineq\f(θ1,2)＝AC，同理有AO′sineq\f(θ2,2)＋O′Bsineq\f(θ2,2)＝AC，繩子長度不變，有AO＋OB＝AO′＋O′B，故θ1＝θ2。繩子的結(jié)點受重力和兩個繩子的拉力，由于繩子夾角不變，根據(jù)三力平衡可知，繩子拉力不變，即F1＝F2；繩子右端從B移動到D點時，繩子間夾角顯然變大，繩子的結(jié)點受重力和兩個繩子的拉力，再次根據(jù)共點力平衡條件可得F1＜F3，故θ1＝θ2＜θ3，F(xiàn)1＝F2＜F3。答案BD13.如圖所示，兩個質(zhì)量均為m的小環(huán)套在一水平放置的粗糙長桿上，兩根長度均為l的輕繩一端系在小環(huán)上，另一端系在質(zhì)量為M的木塊上，兩個小環(huán)之間的距離也為l，小環(huán)保持靜止。求：(1)小環(huán)對桿的壓力大小。(2)小環(huán)與桿之間的動摩擦因數(shù)μ至少為多大。解析(1)設(shè)桿對環(huán)的彈力為N，對兩小環(huán)和木塊整體由平衡條件得2N－(M＋2m)gN＝eq\f(1,2)Mg＋mg。由牛頓第三定律得，小環(huán)對桿的壓力為N′＝eq\f(1,2)Mg＋mg。(2)對M由平衡條件得2Tcos30°－Mg＝0，小環(huán)剛好不滑動，此時小環(huán)受到的靜摩擦力達(dá)到最大值，則Tsin30°－μN＝0，解得動摩擦因數(shù)μ至少為μ＝eq\f(\r(3)M,3M＋2m)。答案(1)eq\f(1,2)Mg＋mg(2)eq\f(\r(3)M,3M＋2m)14．兩個帶電小球A、B(可視為質(zhì)點)通過絕緣的不可伸長的輕繩相連，若將輕繩的某點O固定在天花板上，平衡時兩個小球的連線恰好水平，且兩根懸線偏離豎直方向的夾角分別為30°和60°。如圖甲所示。若將輕繩跨接在豎直方向的光滑定滑輪(滑輪大小可不計)兩端，調(diào)節(jié)兩球的位置能夠重新平衡，如圖乙所示，求：(1)兩個小球的質(zhì)量之比。(2)圖乙狀態(tài)，滑輪兩端的繩長O′A、O′B之比。解析(1)帶電小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，受力平衡，對任意一個帶點小球受力分析，受到重力、繩子的拉力T和庫侖力F，根據(jù)平衡條件得Tcosθ－mg＝0，Tsinθ－F＝0，解得mg＝eq\f(F,tanθ)，所以eq\f(mA,mB)＝eq\f(tan6