【名師伴你行】2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)5力的合成與分解-

五力的合成與分解1．有兩個大小相等的共點力F1和F2，當(dāng)它們的夾角為90°時，合力為F，它們的夾角變?yōu)?20°時，合力的大小為()A．2F B．eq\f(\r(2),2)FC．eq\r(2)F D．eq\f(\r(3),2)F答案：B解析：依據(jù)題意可得，F(xiàn)＝eq\r(2)F1.當(dāng)兩個力的夾角為120°時，合力F合＝F1＝eq\f(\r(2),2)F.2．如圖所示，由F1、F2、F3為邊長組成四個三角形，且F1<F2<F3.依據(jù)力的合成，在四個圖中三個力F1、F2、F3的合力最大的是()答案：A解析：由三角形定則，A中F1、F2的合力大小為F3，方向與F3相同，再與F3合成合力為2F3；B中合力0；C中F3、F2的合力為F1，三個力的合力為2F1；D中的合力為2F2；其中最大的合力為23．某物體同時受到同一平面內(nèi)的三個共點力作用，在如圖所示的四種狀況中(坐標(biāo)紙中每格邊長表示1N大小的力)，該物體所受的合外力大小正確的是()A．甲圖中物體所受的合外力大小等于4NB．乙圖中物體所受的合外力大小等于2NC．丙圖中物體所受的合外力大小等于0D．丁圖中物體所受的合外力大小等于0答案：D解析：對甲圖，先將F1與F3直接合成，再以3N和4N為邊畫平行四邊形，并結(jié)合勾股定理易知合力為5N，A項錯誤；對乙圖，先將F1與F3正交分解，再合成，求得合力等于5N，B項錯誤；對丙圖，可將F3正交分解，求得合力等于6N，C項錯誤；依據(jù)三角形法則，丁圖中合力等于0，D項正確．4．如圖所示，用一根長1m的輕質(zhì)細(xì)繩將一幅質(zhì)量為1kg的畫框?qū)ΨQ懸掛在墻壁上，已知繩能承受的最大張力為10N，為使繩不斷裂，畫框上兩個掛釘?shù)拈g距最大為(取g＝10A．eq\f(\r(3),2)m B．eq\f(\r(2),2)mC．eq\f(1,2)m D．eq\f(\r(3),3)m答案：A解析：對畫框進(jìn)行受力分析，并把兩繩拉力作用點平移至重心處．如圖所示，則有2T1cosα＝2T2cosα＝mg，其中T1＝T2≤10N，所以cosα≥eq\f(1,2).設(shè)掛釘間距為s，則有sinα＝eq\f(\f(s,2),\f(1,2))＝s，s≤eq\f(\r(3),2)m，故A正確．5．(2021·上海徐匯模擬)如圖所示，F(xiàn)1、F2為有肯定夾角的兩個力，L為過O點的一條直線，當(dāng)L取什么方向時，F(xiàn)1、F2在L上的分力之和最大()A．F1、F2合力的方向B．F1、F2中較大力的方向C．F1、F2中較小力的方向D．以上說法都不正確答案：A解析：當(dāng)L取F1、F2合力的方向時，F(xiàn)1、F2在L上的分力之和最大，選項A正確．6．(多選)2022年8月7日上午，世界留下了中國的圓滿．倫敦奧運會田徑男子110米欄預(yù)賽中劉翔摔倒了，受傷后他堅持單腳跳連續(xù)完成了競賽．如圖所示是劉翔傷后治療的牽引裝置示意圖，繩的一端固定，繞過定滑輪和動滑輪后掛著一個重物，與動滑輪相連的帆布帶拉著他的腳，整個裝置在同一豎直平面內(nèi)．為了使腳所受的拉力增大，可實行的方法是()A．增加繩的長度B．增加重物的質(zhì)量C．將他的腳向左移動D．將兩定滑輪的間距變大答案：BC解析：腳所受的拉力等于兩繩拉力的合力，增加繩的長度，兩繩拉力大小、方向不變，其合力也不變，選項A錯誤；增加重物的質(zhì)量，兩繩拉力大小增大、方向不變，其合力增大，選項B正確；將他的腳向左移動，兩繩拉力大小不變，兩拉力的夾角減小，合力增大，選項C正確；將兩定滑輪的間距變大，兩繩拉力大小不變，夾角增大，合力減小，選項D錯誤．7．(2021·無錫模擬)如圖甲所示，在廣州亞運會射箭女子個人決賽中，中國選手程明獲得亞軍，制造了中國女子箭手在亞運會個人賽歷史上的最好成果．那么射箭時，若剛釋放的瞬間弓弦的拉力為100N，對箭產(chǎn)生的作用力為120N，其弓弦的拉力如圖乙中F1和F2所示，對箭產(chǎn)生的作用力如圖中F所示．弓弦的夾角應(yīng)為(cos53°＝0.6)()A．53° B．127°C．143° D．106°答案：D解析：弓弦拉力合成如圖所示，由幾何學(xué)問得coseq\f(α,2)＝eq\f(\f(F合,2),F1)＝eq\f(60,100)＝eq\f(3,5)＝0.6所以eq\f(α,2)＝53°可得α＝106°.故D正確．8．(2021·大連模擬)如圖所示，作用于O點的三個力F1、F2、F3合力為零．F1沿－y方向，大小已知．F2與＋x方向夾角為θ(θ<90°)，大小未知．下列說法正確的是()A．F3肯定指向其次象限B．F3肯定指向第三象限C．F3與F2的夾角越小，則F3與F2的合力越小D．F3的最小可能值為F1cosθ答案：D解析：因F1、F2、F3的合力為零，故F3應(yīng)與F2、F1的合力等大反向，故F3可能在其次象限，也可能在第三象限，A、B均錯；F3、F2的合力與F1等大反向，而F1大小、方向均已知，故F3與F2的合力與其夾角大小無關(guān)，C錯；當(dāng)F3與F2垂直時，F(xiàn)3最小，其最小值為F1cosθ，D正確．9.(2021·吉林省吉大附中高三三模)如圖所示，固定在水平地面上的物體A，左側(cè)是圓弧面，右側(cè)是傾角為θ的斜面，一根輕繩跨過物體A頂點上的小滑輪，繩兩端分別系有質(zhì)量為m1、m2的小球，當(dāng)兩球靜止時，小球m1與圓心連線跟水平方向的夾角也為θ，不計一切摩擦，則m1、m2之間的關(guān)系是()A．m1＝m2 B．m1＝m2tanθC．m1＝m2cotθ D．m1＝m2cosθ答案：B解析：以m2為爭辯對象，由平衡條件有T＝m2gsinθ，以m1為爭辯對象，由平衡條件有m1gcosθ＝T，聯(lián)立解得m1＝m2tanθ，選項B正確．10.如圖所示，三根長度均為l的輕繩分別連接于C、D兩點，A、B兩端被懸掛在水平天花板上，相距2l.現(xiàn)在C點上懸掛一個質(zhì)量為m的重物，為使CD繩保持水平，在D點上可施加力的最小值為A．mgB．eq\f(\r(3),3)mgC．eq\f(1,2)mgD．eq\f(1,4)mg答案：C解析：對C點進(jìn)行受力分析，由平衡條件可知，繩CD對C點的拉力FCD＝mgtan30°.對D點進(jìn)行受力分析，繩CD對D點的拉力F2＝FCD＝mgtan30°，故F2是恒力，F(xiàn)1方向肯定，則F1與F3的合力與F2等值反向，如圖所示，由圖知當(dāng)F3垂直于繩BD時，F(xiàn)3最小，由幾何關(guān)系可知，F(xiàn)3＝FCDsin60°＝eq\f(1,2)mg，選項C正確．11．(2021·蘇北三市二次調(diào)研)如圖所示，A、B為同一水平線上的兩個繞繩裝置，轉(zhuǎn)動A、B轉(zhuǎn)變繩的長度，使光滑掛鉤下的重物C緩慢下降．關(guān)于此過程繩上拉力的大小變化，下列說法中正確的是()A．不變B．漸漸減小C．漸漸增大D．可能不變，也可能增大答案：B解析：在重物C緩慢下降的過程中，兩繩上拉力的夾角漸漸減小，但兩力的合力大小方向都不變，依據(jù)平行四邊形定則可知，兩繩上的拉力漸漸減小，故B正確．12．(多選)已知兩個共點力F1和F2不共線，若F1的大小和方向保持不變，F(xiàn)2的方向也保持不變，僅增大F2的大?。贔2漸漸增大的過程中，關(guān)于合力F的大小，下列說法正確的是()A．若F1和F2的夾角為銳角，F(xiàn)肯定不斷變大B．若F1和F2的夾角為銳角，F(xiàn)有可能先變小后變大C．若F1和F2的夾角為鈍角，F(xiàn)有可能先變小后變大D．若F1和F2的夾角為鈍角，F(xiàn)有可能始終變大答案：ACD解析：依據(jù)平行四邊形定則，F(xiàn)1與F2的合力如圖甲、乙所示，由余弦定理可得F1與F2的合力F＝eq\r(F\o\al(2,1)＋F\o\al(2,2)＋2F1F2cosθ)，當(dāng)F1與F2的夾角為銳角時，如圖甲，cosθ>0，F(xiàn)2不斷增大時，合力F不斷增大，故A正確，B錯誤；當(dāng)F1與F2的夾角θ為鈍角時，由圖乙可知當(dāng)F2從小于F1cos(180°－θ)開頭增大時，F(xiàn)先變小后變大，故C正確；當(dāng)F2從大于等于F1cos(180°－θ)開頭增大時，F(xiàn)會始終增大，故D正確．13．拖把是由拖桿和拖把頭構(gòu)成的擦地工具(如圖)．設(shè)拖把頭的質(zhì)量為m，拖桿質(zhì)量可忽視；拖把頭與地板之間的動摩擦因數(shù)為常數(shù)μ，重力加速度為g.某同學(xué)用該拖把在水平地板上拖地時，沿拖桿方向推拖把，拖桿與豎直方向的夾角為θ.(1)若拖把頭在地板上勻速移動，求推拖把的力的大小．(2)設(shè)能使該拖把在地板上從靜止剛好開頭運動的水平推力與此時地板對拖把的正壓力的比值為λ.已知存在一臨界角θ0.若θ≤θ0，則不管沿拖桿方向的推力多大，都不行能使拖把從靜止開頭運動，求這一臨界角的正切tanθ0.答案：(1)eq\f(μ,sinθ－μcosθ)mg(2)λ解析：(1)設(shè)該同學(xué)沿拖桿方向用大小為F的力推拖把．將推拖把的力沿豎直和水平方向分解，依據(jù)平衡條件有Fcosθ＋mg＝N①Fsinθ＝f②式中N和f分別為地板對拖把的正壓力和摩擦力．二者的關(guān)系為：f＝μN③聯(lián)立①②③得F＝eq\f(μ,sinθ－μcosθ)mg.④(2)若不管沿拖桿方向用