浙江專版2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)第二章相互作用第2講力的合成與分解考點突破練含解析

PAGE7-第2講力的合成與分解考點1共點力的合成(c)【典例1】一物體受到三個共面共點力F1、F2、F3的作用,三力的矢量關(guān)系如圖所示(小方格邊長相等),則下列說法正確的是 ()A.三力的合力有最大值F1+F2+F3,方向不確定B.三力的合力有唯一值3F3,方向與F3同向C.三力的合力有唯一值2F3,方向與F3同向D.由題給條件無法求出合力大小【解題思路】解答本題應(yīng)留意兩點:(1)由于在坐標(biāo)紙上畫出了三個力的圖示,因此采納作圖法求合力。(2)先合成F1和F2,再與F3合成?！窘馕觥窟xB。用作圖法先求出F1和F2的合力,其大小為2F3,方向與F3同向,然后再用F1和F2的合力與F3合成,可得出三個力的合力大小為3F3,方向沿F3方向,B正確?！疽族e提示】(1)三個力的大小和方向確定,其合力唯一確定,沒有最大值,易依據(jù)三個力的合力范圍錯選A。(2)依據(jù)作圖法畫出F1、F2的合力與F3重合,求解三個力的合力易漏掉F3而錯選C?！镜淅?】如圖,用兩根等長輕繩將木板懸掛在豎直木樁上等高的兩點,制成一簡易秋千,某次修理時將兩輕繩各剪去一小段,但仍保持等長且懸掛點不變。木板靜止時,F1表示木板所受合力的大小,F2表示單根輕繩對木板拉力的大小,則修理后 ()A.F1不變,F2變大 B.F1不變,F2變小C.F1變大,F2變大 D.F1變小,F2變小【解題思路】可按以下思路分析:【解析】選A。由于木板始終處于靜止?fàn)顟B(tài),因此木板所受合力為零,故選項C、D錯誤;對木板進行受力分析如圖所示,由平衡條件得:2F2cosθ=G,當(dāng)輕繩被剪短后,θ增大,cosθ減小,則F2增大,故選項A正確,B錯誤。1.如圖所示,質(zhì)量為m的滑塊在水平恒力F作用下靜止在斜面體上,斜面體靜止在水平桌面上,傾角為θ,質(zhì)量為M。下列說法正確的是()A.滑塊受到的摩擦力方向沿斜面對下B.滑塊對斜面體的壓力大小是mgcosθC.桌面對斜面體的摩擦力大小是0D.桌面對斜面體的支持力大小是(m+M)g【解析】選D。由于F大小不確定,則滑塊受的摩擦力可能沿斜面對上也可能沿斜面對下,選項A錯誤;滑塊對斜面體的壓力大小為Fsinθ+mgcosθ,因此選項B錯誤;以整體為探討對象,水平方向所受的合力應(yīng)等于0,則桌面對斜面體的摩擦力大小等于F,即選項C錯誤;豎直方向上,桌面對斜面體的支持力大小等于(mg+Mg),選項D正確。2.(2024·金華模擬)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:運動員兩手臂對稱支撐,豎直倒立保持靜止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)運動員兩手間距離緩慢增大時,每只手臂對人體的作用力T及它們的合力F的大小變更狀況為 ()A.T增大,F不變B.T增大,F減小C.T增大,F增大D.T減小,F不變【解析】選A。運動員所受T的合力F與運動員重力大小相等方向相反,故夾角增大時合力F不變;手臂間距增大時,相當(dāng)于在力圖中兩力T之間的夾角θ增大,若力T大小不變,則其合力F隨夾角的增大而減小,現(xiàn)要保持合力F大小不變,當(dāng)夾角增大時,則T增大。A正確,B、C、D均錯誤。故選A。3.如圖是一頂搭在水平地面上的簡易帳篷的骨架,骨架由一根立桿OO′和三條繩索AO、BO、CO構(gòu)成,三條繩索的長度都為L,地面上的三個固定樁A、B、C之間的距離也均等于L,三條繩索繃緊后,立桿對結(jié)點O的支持力為F,已知三條繩索上的張力大小都相等,不計繩索的重力,則每條繩索上的張力大小為()A.33F B.62F C.63F 【解析】選D。O-ABC是一個棱長為L的正四面體,O′為△ABC的中心,由幾何關(guān)系知O′A=33L,由勾股定理得OO′=OA2-O'A2=63L,則Tsin兩種求解合力的方法(1)作圖法求合力,需嚴(yán)格用同一標(biāo)度作出力的圖示,作出規(guī)范的平行四邊形,才能較精確地求出合力的大小和方向。(2)計算法求合力,只需作出力的示意圖,對平行四邊形的作圖要求也不太嚴(yán)格,重點是利用數(shù)學(xué)方法求解,往往適用于兩力的夾角是特別角的狀況?？键c2力的分解(c)【典例3】(2024·浙江4月選考真題)重型自卸車?yán)靡簤貉b置使車廂緩慢傾斜到肯定角度,車廂上的石塊就會自動滑下。以下說法正確的是 ()A.在石塊下滑前后自卸車與石塊整體的重心位置不變B.自卸車車廂傾角越大,石塊與車廂的動摩擦因數(shù)越小C.自卸車車廂傾角變大,車廂與石塊間的正壓力減小D.石塊起先下滑時,受到的摩擦力大于重力沿斜面方向的分力【解析】選C。物體的重心位置跟形態(tài)還有質(zhì)量分布有關(guān),石塊下滑前后,質(zhì)量分布變更,形態(tài)變更,所以重心變更,A錯誤;動摩擦因數(shù)與傾角無關(guān),B錯誤;傾角變大,正壓力FN=Gcosθ,隨角度變大而減小,C正確;當(dāng)石塊重力沿斜面方向的分力大于石塊受到的摩擦力時,石塊才能下滑,故D錯誤。【典例4】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。細繩的一端與物體相連,另一端經(jīng)摩擦不計的定滑輪與固定的彈簧測力計相連。物體靜止在斜面上,彈簧測力計的示數(shù)為4.9N。關(guān)于物體受力的推斷(g取9.8m/s2),下列說法正確的是 ()A.斜面對物體的摩擦力大小為零B.斜面對物體的摩擦力大小為4.9N,方向沿斜面對上C.斜面對物體的支持力大小為4.93N,方向豎直向上D.斜面對物體的支持力大小為4.9N,方向垂直斜面對上【解題思路】可按以下思路分析:【解析】選A。物體所受重力沿斜面對下的分力為mgsin30°=1.0×9.8×0.5N=4.9N,這與其所受向上的拉力大小相等,因此物體不受摩擦力作用,A選項正確,B選項錯誤;物體所受重力垂直斜面對下的分力為mgcos30°=1.0×9.8×32N=4.93N,這與斜面對物體的支持力大小相等、方向相反,故C、D1.(易錯專練:力的分解)(2024·寧波模擬)刀、斧、鑿等切削工具的刃部叫作劈,如圖所示是用斧頭劈木柴的示意圖。劈的縱截面是一個等腰三角形,運用劈的時候,垂直劈背加一個力F,這個力產(chǎn)生兩個作用效果,使劈的兩個側(cè)面推壓木柴,把木柴劈開。設(shè)劈背的寬度為d,劈的側(cè)面長為l,不計斧頭的自身重力,則劈的側(cè)面推壓木柴的力約為 ()A.dlF B.ldF C.l2dF【解析】選B。受力分析如圖,將力F分解為F1、F2兩個分力,這兩個分力分別與劈的兩個側(cè)面垂直,依據(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,因為菱形的對角線相互垂直且平分,所以依據(jù)三角形相像得d2l=F2F1,所以F1=F2=ldF,B正確,A、C2.如圖所示,接觸面均光滑,球處于靜止?fàn)顟B(tài),球的重力為G=50N,請用力的分解法求球?qū)π泵娴膲毫颓驅(qū)ωQ直擋板的壓力?！窘馕觥咳鐖D所示,依據(jù)球的重力的作用效果,把重力分解為垂直斜面和垂直擋板的兩個分力。由幾何學(xué)問可知:FN1=Gcos45°=2G=502方向垂直于斜面對下FN2=Gtan45°=G=50N方向水平向右答案:502N,方向垂直于斜面對下50N,方向水平向右把力按實際效果分解的一般思路【資源平臺】備選角度:力的分解在生活中的應(yīng)用【典例】假期里,一位同學(xué)在廚房里幫助媽媽做菜,對菜刀產(chǎn)生了愛好。他發(fā)覺菜刀的刀刃前部和后部的厚薄不一樣,刀刃前部的頂角小,后部的頂角大,如圖所示,他先后做出過幾個猜想,其中合理的是 ()A.刀刃前部和后部厚薄不勻,僅是為了打造便利,外形美觀,跟運用功能無關(guān)B.在刀背上加上同樣的壓力時,分開其他物體的力跟刀刃厚薄無關(guān)C.在刀背上加上同樣的壓力時,頂角越大,分開其他物體的力越大D.在刀背上加上同樣的壓力時,頂角越小,分開其他物體的力越大【規(guī)范解答】選D。把刀刃部分抽象后,可簡化成一個等腰三角形劈,設(shè)頂角為2θ,背寬為d,側(cè)面長為l,如圖所示。當(dāng)在刀背施加壓力F后,產(chǎn)生垂直側(cè)面的兩個分力F1、F2,運用中依靠著這兩個分力分開被加工的其他物體。由對稱性知,這兩