高考物理一轮复习第三章相互作用2力的合成与分解共点力的平衡训练

高考物理一轮复习第三章相互作用2力的合成与分解共点力的平衡训练

第2讲力的合成与分解共点力的平衡题组一　力的合成与分解1．关于合力与分力，下列说法正确的是(　　)A．合力与分力是等效的B．合力与分力的性质相同C．合力与分力同时作用在物体上D．合力与分力的性质影响作用效果解析　合力与分力是等效替代关系，合力产生的效果与分力共同作用的效果是相同的，因而合力与分力不是同时作用在物体上的，也不涉及力的性质的问题，故A正确，B、C、D错误。答案　A2．已知一个力的大小为100N，它的一个分力F1的大小为60N，则另一个分力F2的大小(　　)A．一定是40NB．一定是80NC．不能大于100ND．不能小于40N解析　由三角形定则，合力与分力构成闭合三角形，则由60N＋Fm≥100N，得：Fm≥40N。答案　D3．(2016·温州市调研)如图所示，把光滑斜面上的物体所受的重力mg分解为F1、F2两个力。图中FN为斜面对物体的支持力，则下列说法正确的是(　　)A．F1是斜面作用在物体上使物体下滑的力B．物体受到mg、FN、F1、F2共四个力的作用C．F2是物体对斜面的压力D．力FN、F1、F2这三个力的作用效果与mg、FN这两个力的作用效果相同解析　F1是重力沿斜面向下的分力，其作用效果是使物体沿斜面下滑，但施力物体不是斜面，故选项A错误；物体受到重力mg和支持力FN两个力的作用，F1、F2 是重力的分力，故选项B错误；F2是重力沿垂直于斜面方向的分力，其作用效果是使物体压紧斜面，F2的大小等于物体对斜面的压力，但两者的受力物体不同，F2的受力物体是物体，物体对斜面的压力的受力物体是斜面，故选项C错误；合力与分力的作用效果相同，故选项D正确。答案　D4．两个大小相等的共点力F1、F2，当它们间的夹角为90°时，合力大小为20N，那么当它们之间的夹角为120°时，合力的大小为(　　)A．40NB．10NC．20ND．10N解析　设F1＝F2＝F。当它们的夹角α＝90°时，其合力为F，即F＝20N，F＝10N。当夹角为120°时，其合力与F等大。故选B。答案　B5．如图所示，放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力作用，但物体仍保持静止状态，现将F分解为水平方向的力F1和竖直向上的力F2，下列说法正确的是(　　)A．F1是物体对水平面的摩擦力B．F2是水平面对物体的支持力C．F1与水平面给物体的静摩擦力大小相等、方向相反D．F2与物体受到的重力大小相等、方向相反答案　C6．(2016·金华十校联考)减速带是交叉路口常见的一种交通设施，车辆驶过减速带时要减速，以保障行人的安全。当汽车前轮刚爬上减速带时，减速带对车轮的弹力为F，下图中弹力F画法正确且分解合理的是(　　) 解析　减速带对车轮的的弹力方向垂直车轮和减速带的接触面，指向受力物体，故A、C错误；按照力的作用效果分解，将F可以分解为水平方向和竖直方向的两个分力，水平方向的分力产生减慢汽车的速度的作用效果，竖直方向上的分力产生向上运动的作用效果，故B正确，D错误。答案　B7.一个人用双手抓住单杠把自己吊起来，静止在空中，如图所示，在下列四种情况下，两臂用力最小的是(　　)A．当他两臂平行时B．当他两臂成60°夹角时C．当他两臂成90°夹角时D．当他两臂成120°夹角时解析　两臂中拉力等大，即F1＝F2，其合力大小为F＝2F1cos。式中θ为两手臂间夹角，且合力F＝G，可见F1＝F2＝＝，由此可知：θ＝0时，F1＝F2最小，即A选项正确。答案　A题组二　受力分析、共点力的平衡8．如图所示，物体A在光滑的斜面上沿斜面下滑，则A受到的作用力有(　　) A．重力、弹力和下滑力B．重力和弹力C．重力和下滑力D．重力、压力和下滑力解析　物体A受到重力以及斜面对它的支持力作用。答案　B9．(2016·绍兴市联考)一个木箱在水平拉力F的作用下沿光滑水平地面滑动，其四位同学作出它的受力情况如图所示，其中正确的是(　　)解析　在光滑水平面上滑动的木箱，一定受竖直向下的重力G、竖直向上的支持力FN、水平方向的拉力F，但不受摩擦力作用，故A正确。答案　A10.如图所示，静止在水平地面上装满水的纯净水桶总质量为16kg，现有某同学用60N的力竖直向上提水桶，则下列说法正确的是(　　)A．此时水桶的重力为100NB．此时水桶对地面的压力为60NC．此时水桶受到合力大小为100ND．此时水桶受到的合力一定为零答案　D11.在水平桌面上叠放着木块P和Q，用水平力F推Q，使P、Q两木块一起沿水平桌面匀速滑动，如图所示，以下说法中正确的是(　　)A．P受三个力，Q受六个力B．P受四个力，Q受六个力 C．P受二个力，Q受五个力D．以上答案均不正确解析　分析木块P的受力：受竖直方向的重力G和支持力FN的作用；木块Q受重力G′，地面的支持力FN′，P木块的压力FN″、水平推力F和地面对木块Q的摩擦力Ff。答案　C12.(2016·学业水平测试·汕头模拟)如图所示，光滑斜面的倾角为θ，质量为m的物体在平行于斜面的轻质弹簧作用下处于静止状态，则弹簧的弹力大小为(　　)A．mgB．mgsinθC．mgcosθD．mgtanθ解析　对物体进行受力分析可知沿斜面方向物体受斜向上的拉力和重力沿斜面向下的分力，又因为物体处于静止状态，故有F弹＝mgsinθ。答案　B13．(2016·惠州市高三调研考试)如图所示，三根相同的绳子末端连接于O点，A、B端固定，C端受一水平力F，当F逐渐增大时(O点位置保持不变)，最先断的绳子是(　　)A．OA绳B．OB绳C．OC绳D．三绳同时断解析　对结点O受力分析，受三根绳子的拉力，根据平衡条件的推论得，水平和竖直两绳拉力的合力与OA绳的拉力等大反向，作出平行四边形，解得三根绳中OA绳的拉力最大，在水平拉力逐渐增大的过程中，OA绳先达到最大值，故OA绳先断，A项正确。答案　A14．(2015～2016第一学期诸暨市期末考试)如图所示，左侧为“新雄风商场”中的阶梯电梯，右侧为“大润发超市”中的斜面电梯，某位顾客分别乘两种电梯，而且均随电梯匀速上行，则以下分析正确的是(　　) A．顾客在阶梯电梯有摩擦，在斜面电梯没有摩擦B．顾客在两种电梯中均有摩擦力，但是方向不同C．两种电梯对该顾客支持力的大小和方向均相同D．两种电梯对该顾客作用力的大小和方向均相同答案　D15．如图，一小球放置在木板与竖直墙面之间。设墙面对球的压力大小为FN1，球对木板的压力大小为FN2。以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴，将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。不计摩擦，在此过程中(　　)A．FN1始终减小，FN2始终增大B．FN1始终减小，FN2始终减小C．FN1先增大后减小，FN2始终减小D．FN1先增大后减小，FN2先减小后增大解析　方法一：解析法如图所示，由平衡条件得FN1＝FN2＝随θ逐渐增大到90°，tanθ、sinθ都增大，FN1、FN2都逐渐减小，所以选项B正确。方法二：图解法对球受力分析如图所示，球受3个力，分别为重力G、墙对球的弹力FN1和板对球的弹力FN2。当板逐渐转到水平位置的过程中，球始终处于平衡状态， 即FN1与FN2的合力F始终竖直向上，大小等于球的重力G，如图所示。由图可知FN1的方向不变，大小逐渐减小，FN2的方向发生变化，大小也逐渐减小，故选项B正确。答案　B16．如图所示，三个相同的轻质弹簧连接在O点，弹簧1的另一端固定在天花板上，且与竖直方向的夹角为30°，弹簧2水平且右端固定在竖直墙壁上，弹簧3的另一端悬挂质量为m的物体且处于静止状态，此时弹簧1、2、3的形变量分别为x1、x2、x3，则(　　)A．x1∶x2∶x3＝∶1∶2B．x1∶x2∶x3＝2∶1∶C．x1∶x2∶x3＝1∶2∶D．x1∶x2∶x3＝∶2∶1解析　对物体受力分析可知：kx3＝mg，对弹簧的结点受力分析可知：kx1cos30°＝kx3，kx1sin30°＝kx2，联立解得x1∶x2∶x3＝2∶1∶。答案　B17．(2015～2016诸暨市第一学期期末)在动画片《熊出没》中有个镜头，“熊二”用一根轻绳绕过树枝将“光头强”悬挂起来，如图所示。假设不计轻绳与树枝间的摩擦，此时轻绳与水平地面的夹角θ＝37°，已知“光头强”体重G1＝600N，“熊二”体重G2＝1800N，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。(1)求此时“熊二”对地面压力的大小FN；(2)求此时“熊二”与地面间静摩擦力的大小Ff；(3)现“熊二”要把“光头强”吊挂得更高一些，向右水平移动了一小段距离，则“熊二”对地面压力大小和“熊二”与地面间静摩擦力大小是“变大”还是“变小”？ 解析　(1)轻绳的张力T＝G1＝600N由受力分析可知FN＝G2－Tsinθ“熊二”对地面压力大小FN＝1440N(2)由受力分析可知Ff＝Tcosθ“熊二”与地面间静摩擦力大小Ff＝480N(3)“熊二”向右水平移动后角θ减小，sinθ减小，cosθ变大，所以“熊二”对地面压力大小FN变大“熊二”与地面间静摩擦力大小Ff变大答案　(1)1440N　(2)480N　(3)变大　变大题组三　实验：探究求合力的方法18．(2016·江南十校联考)(1)在“探究求合力的方法”实验中，我们需要对使用的两只弹簧测力计进行校对，看两只弹簧测力计是否完全相同，校对的方法是________(填正确答案标号)。A．看两只弹簧测力计的外形是否一样，是否由同一厂家生产B．把两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全相同C．把两只弹簧测力计的钩子互钩着一上一下竖直地拉动，看两者示数是否完全相同D．把两只弹簧测力计的钩子互钩着，任意地拉动，看两者示数是否完全相同(2)在“探究求合力的方法”实验中，下列做法有利于减小误差的是________(填正确答案标号)。A．F1、F2两个力的夹角尽可能大一些B．F1、F2两个力越大越好C．在拉橡皮条时，弹簧测力计的外壳不要与纸面接触，产生摩擦 D．拉力F1、F2的方向应与纸面平行，弹簧及钩子不与弹簧测力计的外壳及纸面接触，产生摩擦解析　(1)考虑到重力的影响，两只弹簧测力计校对的方法是，把两只弹簧测力计的钩子互钩着水平地拉动，看两者示数是否完全相同，故B正确，A、C、D错误。(2)画平行四边形时，夹角稍大画出的平行四边形就会准些，但不是夹角越大越好，如果夹角很大可能使合力很小，作图法求得的合力误差会较大，A错误；数据处理时我们需要画出力的大小和方向，所以力要适当大些可减小测量误差对实验的影响，但是并非越大越好，如果太大可能导致合力太大，只用一只弹簧测力计拉时，量程不够，B错误；弹簧测力计的外壳与纸面接触没有影响，只要弹簧不与外壳摩擦即可，C错误；在白纸中作图时，作出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有较大差别，再者由于摩擦测得的力的大小也不准，故为了减小因摩擦造成的误差，应使各力尽量与木板面平行，D正确。答案　(1)B　(2)D19．(2016·丽水市调研)如图甲是“验证力的平行四边形定则”的实验装置。实验操作如下：(1)弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，测量________并记录为F。(2)弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置(如图甲)，此时需记下结点O的位置和两测力计的示数F1、F2以及______________________________________________________________________________________________________________________________。(3)某同学已在图乙纸上作出F1、F2的图示，请根据力的平行四边形定则作出F1、F2的合力F′。(4)改变两细线的夹角，重复做几次实验。若F′的方向近似在________方向上， 且大小近似等于F，则平行四边形定则得以验证。解析　(1)两个弹簧测力计的合力等于悬挂重物的重力，需要先测量出悬挂重物M的质量，便于求出该重物的重力。(2)记录下细线Oa、Ob、Oc的方向作为两个弹簧测力计拉力和悬挂重物重力的方向。(4)F′方向与悬挂重物的重力方向应该在同一直线上，即竖直方向。答案　(1)M(重物)的重力　(2)细线Oa、Ob、Oc的方向(或三段细线的方向)　(3)如图所示　(4)竖直